CN101240308A - 三次采油专用液体黄原胶的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于微生物发酵和提取，具体的说是一种三次采油专用液体黄原胶的生产方法。包括将斜面菌种经扩大培养制成种子液、将种子液接入以经过滤膜过滤的去离子水配制、且含碳源、氮源及营养元素的发酵培养基中进行通气发酵、以及经预处理加热灭菌，膜处理等后提取步骤，本发明解决了现有技术存在的在三次采油时不能透过滤膜，堵塞地层，降低了三次采油的采收率等问题。具有通过本发明生产的液体黄原胶在使用浓度条件下，滤过比小于1.5，在三次采油时可透过5微米滤膜，不堵塞地层，可提高三次采油的采收率达25％以上；另外，它还具有工艺简单、制造成本低廉等优点。
Description
技术领域
本发明属于微生物发酵和提取，具体的说是一种三次采油专用液体黄原胶的生产方法。
背景技术
目前黄原胶的制备是采用将生产菌种接种于以葡萄糖为主要碳源的无菌培养基中进行发酵，发酵过程是在规定的温度、pH条件下进行需氧发酵，生产菌种选用野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)，对发酵终产物进行提取得到专用液体黄原胶。上述现有技术存在使用在三次采油时不能透过滤膜，堵塞地层，降低了三次采油的采收率等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供三次采油专用液体黄原胶的生产方法，以实现现有专用液体黄原胶以实现黄原胶在三次采油时能透过5微米滤膜，不堵塞地层，提高三次采油的采收率的目的。
本发明的整体技术构思是：
三次采油专用液体黄原胶的生产方法，该方法包括如下工艺步骤：
A、将斜面菌种经扩大培养制成种子液；
B、将A步骤中制备的种子液按种子液：发酵培养基为8％-15％的接种量接入发酵培养基进行发酵，其中发酵培养基包括下列质量份的组分：
葡萄糖3.5％-4.2％ 柠檬酸0.1％-0.2％ 氢氧化镁0.15％-0.2％
硝酸铵0.2％-0.3％ 硝酸钠0.1％-0.2％ 磷酸氢二钾0.15％-0.3％
NaCl 0.05％-1％ FeSO4 0.05％-0.09％ 硫酸镁0.1％-0.3％
硫酸锌0.025％-0.04％ 有机硅消泡剂0.05％-0.3％
发酵培养基的配制方法为：先将柠檬酸加经过滤膜过滤的去离子水至完全溶解，再将发酵培养基中的其他各组分按氢氧化镁、硝酸铵、硝酸钠、磷酸氢二钾、NaCl、FeSO4、硫酸镁、硫酸锌的顺序依次加入，溶解过程中每种组分完全溶解后再加入下一种组分，PH值为6.5-7.0；
发酵过程中的工艺条件为：
10小时内：温度28-34℃，压力0.03-0.05MPa，风量0.3-0.4vvm，pH值6.7-6.9；
10-20小时：温度28-34℃，压力0.03-0.05MPa，风量0.4-0.5vvm，pH值6.5-6.7；
20-30小时：温度28-34℃，压力0.03-0.05MPa，风量0.5-0.6vvm，pH值6.5-6.7；
30-40小时：温度30-34℃，压力0.03-0.05MPa，风量0.5-0.6vvm，pH值6.5-6.7；
40-60小时：温度30-34℃，压力0.03-0.05MPa，风量0.5-0.6vvm，40-45小时补入碳源——葡萄糖；有效控制菌种代谢过程中葡萄糖浓度为2-3％，以便快速稳定合成黄原胶；
60-70小时温度30-34℃，压力0.03-0.05MPa，风量0.5-0.8vvm，pH值6.8-7.0；
斜面菌种选用野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)；
C、将发酵完成后的发酵液经将成熟的发酵液经预处理加热灭菌，膜处理即得三次采油专用液体黄原胶。
本发明的各工艺步骤中的具体工艺条件是：
A步骤中斜面菌种经扩大培养制成种子液包括将斜面菌种制成摇瓶种子、将摇瓶种子制成一级种子、将一级种子制成二级种子，其中摇瓶种子的制备的工艺条件如下：
摇瓶种子培养液的包括如下质量份的组分：
葡萄糖1.0％-2.0％ 酵母膏0.1％-0.3％ 鱼胶原蛋白0.2％-0.4％
氯化钠0.1％-0.2％ 牛骨蛋白胨0.2％-0.4％
摇瓶种子培养液的灭菌条件：蒸汽压力0.1-0.14Mpa、温度121-125℃、保持30-35分钟；
摇瓶种子的制备过程为：将接种针挑取一环斜面菌种中的原菌接入灭菌后的摇瓶种子培养液中，培养温度为28-34℃、转速为160-200转/分钟、培养周期为20-24小时进行振荡培养。
将摇瓶种子制成一级种子的工艺条件如下：
一级种子培养液包括如下质量份的组分：
葡萄糖1％-1.5％ 酵母膏0.2％-0.3％ 牛骨蛋白胨0.2％-0.3％
磷酸氢二钾0.1％-0.15％ NaCl 0.2％-0.3％ FeSO4 0.05％-0.08％
磷酸镁0.1％-0.15％ 有机硅消泡剂0.1-0.3％
一级种子培养液的灭菌条件：温度121-125，蒸汽压力0.1-0.14MPa，时间30-35分钟；一级种子培养液采用经过滤膜过滤的去离子水进行配制；
一级种子的制备过程为：将摇瓶种子按照接种量为2％-5％接入灭菌后的一级种子培养液中，培养温度为28-34℃、培养周期为20-24小时，风量0.2-0.6vvm，当OD值大于5时将一级种子接入二级种子培养液。
将一级种子制成二级种子的工艺条件如下：
二级种子培养液包括如下质量份的组分：
葡萄糖0.5％-2％ 硝酸铵0.1％-0.3％ 氯化铵0.2％-0.3％
磷酸氢二钾0.15％-0.3％ NaCl 0.5％-0.9％ FeSO4 0.05％-0.08％
磷酸镁0.1％-0.2％ 有机硅消泡剂0.05％-0.3％
二级种子液的灭菌条件为：温度121-125℃，压力0.1-0.14MPa，时间30-35分钟；二级种子培养液采用经过滤膜过滤的去离子水进行配制；
二级种子的制备过程为：将一级种子按照接种量为10％-20％接入灭菌后的二级种子培养液中，培养温度为28-34℃、培养周期为10-15小时、当OD值大于6时将二级种子接入发酵培养基。
经过滤膜过滤的去离子水采用5微米滤膜过滤。
C步骤中的预处理加热灭菌的过程及工艺条件为：发酵液加入酸性蛋白酶处理，用量为500-1000ml发酵液用20-30个蛋白酶单位，45-50℃维持6-8小时，然后升温80-90℃灭酶，维持0.5-1小时，灭酶后的发酵液过胶体磨，加3000-5000ppm浓度为30％-37％甲醛，搅拌均匀。
C步骤中膜处理过程及工艺条件为：处理后的发酵液经膜过滤进行提纯浓缩，使发酵液的浓度达6-10％。
本发明所取得的实质性特点和显著的技术进步在于：
通过本发明生产的液体黄原胶在使用浓度条件下，滤过比小于1.5，在三次采油时可透过5微米滤膜，不堵塞地层，可提高三次采油的采收率达25％以上；另外，它还具有工艺简单、制造成本低廉等优点。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述，但不作为对本发明的限定。
三次采油专用液体黄原胶的生产方法，该方法包括如下工艺步骤：
A、将斜面菌种经扩大培养制成种子液；
B、将A步骤中制备的种子液按种子液：发酵培养基为10％的接种量接入发酵培养基进行发酵，其中发酵培养基包括下列质量份的组分：
葡萄糖4％ 柠檬酸0.1％ 氢氧化镁0.18％
硝酸铵0.25 硝酸钠0.15％ 磷酸氢二钾0.253％
NaCl 0.08％ FeSO4 0.07％ 硫酸镁0.2％
硫酸锌0.03％ 有机硅消泡剂0.16％
发酵培养基的配制方法为：先将柠檬酸加经过滤膜过滤的去离子水至完全溶解，再将发酵培养基中的其他各组分按氢氧化镁、硝酸铵、硝酸钠、磷酸氢二钾、NaCl、FeSO4、硫酸镁、硫酸锌的顺序依次加入，溶解过程中每种组分完全溶解后再加入下一种组分，PH值为6.5-7.0；
发酵过程中的工艺条件为：
10小时内：温度29℃，压力0.04MPa，风量0.4vvm，pH值6.7-6.9；
10-20小时：温度30℃，压力0.05MPa，风量0.45vvm，pH值6.5-6.7；
20-30小时：温度32℃，压力0.05MPa，风量0.55vvm，pH值6.5-6.7；
30-40小时：温度33℃，压力0.04MPa，风量0.58vvm，pH值6.5-6.7；
40-60小时：温度32℃，压力0.04MPa，风量0.55vvm，40-45小时补入碳源；有效控制菌种代谢过程中葡萄糖浓度为2.5％，快速稳定合成黄原胶；
60-70小时温度33℃，压力0.04MPa，风量0.7vvm，pH值6.8-7.0；
斜面菌种选用野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)；
C、将发酵完成后的发酵液经将成熟的发酵液经预处理加热灭菌，膜处理即得三次采油专用液体黄原胶。
A步骤中斜面菌种经扩大培养制成种子液包括将斜面菌种制成摇瓶种子、将摇瓶种子制成一级种子、将一级种子制成二级种子，其中摇瓶种子的制备的工艺条件如下：
摇瓶种子培养液的包括如下质量份的组分：
葡萄糖1.5％ 酵母膏0.2％ 鱼胶原蛋白0.3％
氯化钠0.15％ 牛骨蛋白胨0.3％
摇瓶种子培养液的灭菌条件：蒸汽压力0.12Mpa、温度123℃、保持33分钟；
摇瓶种子的制备过程为：将接种针挑取一环斜面菌种中的原菌接入灭菌后的摇瓶种子培养液中，培养温度为30℃、转速为180转/分钟、培养周期为23小时进行振荡培养。
将摇瓶种子制成一级种子的工艺条件如下：
一级种子培养液包括如下质量份的组分：
葡萄糖1.2％ 酵母膏0.25％ 牛骨蛋白胨0.25％
磷酸氢二钾0.13％ NaCl 0.25％ FeSO4 0.06％
磷酸镁0.13％ 有机硅消泡剂0.2％
一级种子培养液的灭菌条件：温度123℃，蒸汽压力0.12MPa，时间33分钟；一级种子培养液采用经过滤膜过滤的去离子水进行配制；
一级种子的制备过程为：将摇瓶种子按照接种量为3％接入灭菌后的一级种子培养液中，培养温度为30℃、培养周期为22小时，风量0.4vvm，当OD值大于5时将一级种子接入二级种子培养液。
将一级种子制成二级种子的工艺条件如下：
二级种子培养液包括如下质量份的组分：
葡萄糖1.5％ 硝酸铵0.2％ 氯化铵0.25％
磷酸氢二钾0.25％ NaCl 0.8％ FeSO4 0.07％
磷酸镁0.15％ 有机硅消泡剂0.15％
二级种子液的灭菌条件为：温度122℃，压力0.12MPa，时间32分钟；二级种子培养液采用经过滤膜过滤的去离子水进行配制；
二级种子的制备过程为：将一级种子按照接种量为15％接入灭菌后的二级种子培养液中，培养温度为30℃、培养周期为13小时、当OD值大于6时将二级种子接入发酵培养基。
经过滤膜过滤的去离子水采用5微米滤膜过滤。
C步骤中的预处理加热灭菌的过程及工艺条件为：发酵液加入酸性蛋白酶处理，用量为800ml发酵液用23个蛋白酶单位，48℃维持6.5小时，然后升温85℃灭酶，维持0.7小时，灭酶后的发酵液过胶体磨，加4000ppm浓度为35％甲醛，搅拌均匀。
C步骤中膜处理过程及工艺条件为：处理后的发酵液经膜过滤进行提纯浓缩，使发酵液的浓度达8％。
Claims (8)
1、三次采油专用液体黄原胶的生产方法，其特征在于该方法包括如下工艺步骤：
A、将斜面菌种经扩大培养制成种子液；
B、将A步骤中制备的种子液按种子液：发酵培养基为8％-15％的接种量接入发酵培养基进行发酵，其中发酵培养基包括下列质量份的组分：
葡萄糖3.5％-4.2％ 柠檬酸0.1％-0.2％ 氢氧化镁0.15％-0.2％
硝酸铵0.2％-0.3％ 硝酸钠0.1％-0.2％ 磷酸氢二钾0.15％-0.3％
NaCl 0.05％-1％ FeSO4 0.05％-0.09％ 硫酸镁0.1％-0.3％
硫酸锌0.025％-0.04％ 有机硅消泡剂0.05％-0.3％
发酵培养基的配制方法为：先将柠檬酸加经过滤膜过滤的去离子水至完全溶解，再将发酵培养基中的其他各组分按氢氧化镁、硝酸铵、硝酸钠、磷酸氢二钾、NaCl、FeSO4、硫酸镁、硫酸锌的顺序依次加入，溶解过程中每种组分完全溶解后再加入下一种组分，PH值为6.5-7.0；
发酵过程中的工艺条件为：
10小时内：温度28-34℃，压力0.03-0.05MPa，风量0.3-0.4vvm，pH值6.7-6.9；
10-20小时：温度28-34℃，压力0.03-0.05MPa，风量0.4-0.5vvm，pH值6.5-6.7；
20-30小时：温度28-34℃，压力0.03-0.05MPa，风量0.5-0.6vvm，pH值6.5-6.7；
30-40小时：温度30-34℃，压力0.03-0.05MPa，风量0.5-0.6vvm，pH值6.5-6.7；
40-60小时：温度30-34℃，压力0.03-0.05MPa，风量0.5-0.6vvm，40-45小时补入葡萄糖；控制葡萄糖浓度为2％-3％；
60-70小时温度30-34℃，压力0.03-0.05MPa，风量0.5-0.8vvm，pH值6.8-7.0；
斜面菌种选用野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)；
C、将发酵完成后的发酵液经将成熟的发酵液经预处理加热灭菌，膜处理即得三次采油专用液体黄原胶。
2、根据权利要求1所述的三次采油专用液体黄原胶的生产方法，其特征在于所述的A步骤中斜面菌种经扩大培养制成种子液包括将斜面菌种制成摇瓶种子、将摇瓶种子制成一级种子、将一级种子制成二级种子，其中摇瓶种子的制备的工艺条件如下：
摇瓶种子培养液的包括如下质量份的组分：
葡萄糖1.0％-2.0％ 酵母膏0.1％-0.3％ 鱼胶原蛋白0.2％-0.4％
氯化钠0.1％-0.2％ 牛骨蛋白胨0.2％-0.4％
摇瓶种子培养液的灭菌条件：蒸汽压力0.1-0.14Mpa、温度121-125℃、保持30-35分钟；
摇瓶种子的制备过程为：将接种针挑取一环斜面菌种中的原菌接入灭菌后的摇瓶种子培养液中，培养温度为28-34℃、转速为160-200转/分钟、培养周期为20-24小时进行振荡培养。
3、根据权利要求2所述的三次采油专用液体黄原胶的生产方法，其特征在于所述的将摇瓶种子制成一级种子的工艺条件如下：
一级种子培养液包括如下质量份的组分：
葡萄糖1％-1.5％ 酵母膏0.2％-0.3％ 牛骨蛋白胨0.2％-0.3％
磷酸氢二钾0.1％-0.15％ NaCl 0.2％-0.3％ FeSO4 0.05％-0.08％
磷酸镁0.1％-0.15％ 有机硅消泡剂0.1-0.3％
一级种子培养液的灭菌条件：温度121-125℃，蒸汽压力0.1-0.14MPa，时间30-35分钟；一级种子培养液采用经过滤膜过滤的去离子水进行配制；
一级种子的制备过程为：将摇瓶种子按照接种量为2％-5％接入灭菌后的一级种子培养液中，培养温度为28-34℃、培养周期为20-24小时，风量0.2-0.6vvm，当OD值大于5时将一级种子接入二级种子培养液。
4、根据权利要求1、2或3所述的三次采油专用液体黄原胶的生产方法，其特征在于所述的将一级种子制成二级种子的工艺条件如下：
二级种子培养液包括如下质量份的组分：
葡萄糖0.5％-2％ 硝酸铵0.1％-0.3％ 氯化铵0.2％-0.3％
磷酸氢二钾0.15％-0.3％ NaCl 0.5％-0.9％ FeSO4 0.05％-0.08％
磷酸镁0.1％-0.2％ 有机硅消泡剂0.05％-0.3％
二级种子液的灭菌条件为：温度121-125℃，压力0.1-0.14MPa，时间30-35分钟；二级种子培养液采用经过滤膜过滤的去离子水进行配制；
二级种子的制备过程为：将一级种子按照接种量为10％-20％接入灭菌后的二级种子培养液中，培养温度为28-34℃、培养周期为10-15小时、当OD值大于6时将二级种子接入发酵培养基。
5、根据权利要求1、2或3所述的三次采油专用液体黄原胶的生产方法，其特征在于所述的经过滤膜过滤的去离子水采用5微米滤膜过滤。
6、根据权利要求4所述的三次采油专用液体黄原胶的生产方法，其特征在于所述的经过滤膜过滤的去离子水采用5微米滤膜过滤。
7、根据权利要求1所述的三次采油专用液体黄原胶的生产方法，其特征在于所述的C步骤中的预处理加热灭菌的过程及工艺条件为：发酵液加入酸性蛋白酶处理，用量为500-1000ml发酵液用20-30个蛋白酶单位，45-50℃维持6-8小时，然后升温80-90℃灭酶，维持0.5-1小时，灭酶后的发酵液过胶体磨，加3000-5000ppm浓度为30％-37％甲醛，搅拌均匀。
8、根据权利要求1所述的三次采油专用液体黄原胶的生产方法，其特征在于所述的C步骤中膜处理过程及工艺条件为：处理后的发酵液经膜过滤进行提纯浓缩，使发酵液的浓度达6-10％。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Method for preparing liquid xanthan gum specially for teritary oil extraction Effective date of registration: 20131205 Granted publication date: 20120725 Pledgee: China Everbright Bank Handan branch Pledgor: Zhang Yu|Zhang Guopei|Hebei Xin Biological Chemical Co. Ltd. Registration number: 2013990000928 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20150306 Granted publication date: 20120725 Pledgee: China Everbright Bank Handan branch Pledgor: Zhang Yu|Zhang Guopei|Hebei Xin Biological Chemical Co. Ltd. Registration number: 2013990000928 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Method for preparing liquid xanthan gum specially for teritary oil extraction Effective date of registration: 20150309 Granted publication date: 20120725 Pledgee: China Everbright Bank Handan branch Pledgor: Hebei Xinhe Biochemical Co., Ltd.|Zhang Yu|Zhang Guopei Registration number: 2015990000172 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20160503 Granted publication date: 20120725 Pledgee: China Everbright Bank Handan branch Pledgor: Hebei Xinhe Biochemical Co., Ltd.|Zhang Yu|Zhang Guopei Registration number: 2015990000172 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model |