CN105669258A - 一种产油微生物发酵培养液的资源化利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种产油微生物发酵培养液的资源化利用方法，其微生物发酵培养结束后经自然沉降、离心、过滤等方法收集菌体，使用有机溶剂萃取微生物油脂，菌体干燥后作为肥料或动物饲料使用。发酵培养液经活性炭脱色、离子交换脱盐等处理后返回油脂生产过程继续使用。本发明方法工艺简单，不需要特殊设备、不需要微生物破壁，成本低，环境危害小，适于在油脂生产中推广使用。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及一种产油微生物发酵液的资源化利用的方法。
背景技术
随着人口增长和现代化水平的提高，化石能源短缺日益凸显。开发一种既能产生新能源，又能解决环境危机的方法，成为全球生物能源领域科学家的研究焦点。生物柴油作为一种可替代化石燃料的可再生能源，越来越受到大家的关注。微生物油脂作为一种可再生、不受环境条件限制、生长期短、单位生产能力高的新型资源，为生物柴油的工业化进程提供了充足的原料保障。目前能够生产油脂的微生物主要来源于酵母和藻类，油脂含量可达细胞干重的20-75％，主要成分为饱和及低度不饱和的长链脂肪酸，是生产生物柴油和食用油的优质原料。
现在的微生物油脂生产一般是以酵母或微藻为主要产油生物，通过在发酵罐或藻池中培养后，采用离心、絮凝、沉降等方法收集微生物菌体，然后对菌体使用有机溶剂萃取油脂，菌渣、培养液直接排放，造成高COD值的废水排放。公开号CN102875658B的专利公开了一种产油微生物能源微藻的高值化利用分离方法，主要采用热水、复合酶等方法破壁，使用有机溶剂萃取油脂成分，采用乙醇沉淀法收集藻类多糖，其余成分作为动物饲料的高蛋白成分使用。该方法实现了藻类各组分的综合回收，分离成本较高，难以在实际推广中使用。
发明内容
针对现有微生物油脂生产过程中存在的副产物综合利用率低、高COD废水直接排放等问题，本发明提供了一种产油微生物发酵培养液的资源化利用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种产油微生物发酵培养液的资源化利用方法，所述方法包括以下步骤：
1)产油脂微生物发酵培养结束后，回收产油脂微生物；所述的产油微生物为酵母或藻类；所述酵母为胶红酵母、解脂亚罗威亚酵母、弯隐球酵母、斯达氏油脂酵母、粘红酵母、产油油脂酵母、出芽丝孢酵母、圆红冬孢酵母、丛生丝孢酵母、白色隐球酵母中的一种；所述藻类为小球藻、布朗葡萄藻、隐甲藻、杜氏盐藻、菱形藻、微拟球藻、微绿色藻、等鞭金藻、螺旋藻、栅藻中的一种。回收产油微生物的方法包括自然沉降法、离心、板式过滤等。
回收产油微生物后的发酵培养液经活性炭脱色、离子交换柱脱盐后，可作为发酵用水重复使用。
2)在回收的油脂微生物中加入萃取剂，控制温度40-70℃恒温振荡0.5-3h后，选择5000-8000rpm离心5-10min，取油层经蒸馏后得到微藻油脂，离心后的菌渣可作为有机肥料或动物饲料使用。
所述的萃取剂为甲醇与乙醇、异丙醇、氯仿、乙醚、正己烷中的一种或几种组合而成，甲醇与其他有机溶剂的体积比为1-3:1。
本发明的优点和效果：发酵培养液中的微生物油脂、微生物菌体、培养液均得到回收利用，实现了油脂生产过程的零排放，有利于环境保护；整个过程不需要特殊设备、处理成本低，有利于在生物油脂生产过程中推广使用；使用甲醇和其他溶剂组合萃取，不需要破壁，可直接从菌体细胞中获得油脂，大大简化了油脂分离工艺。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
实施例1
以斯达氏油脂酵母为产油微生物，发酵培养结束后，经自然沉降后，酵母菌处于发酵罐底层，经分离回收后，得到酵母泥。在酵母泥中加入甲醇与乙醇体积比为1:1的萃取剂，控制温度40℃恒温振荡0.5h后，5000rpm离心5min，取油层蒸馏后得到微生物油脂回收率达到67.4％。离心后的菌渣经干燥后作为肥料或动物饲料使用。发酵结束后上层发酵液经活性炭脱色、离子交换脱盐后作为发酵用水返回油脂生产过程。
实施例2
以斯达氏油脂酵母为产油微生物，发酵培养结束后，经自然沉降后，酵母菌处于发酵罐底层，经分离回收后，得到酵母泥。在酵母泥中加入甲醇与乙醇体积比为2:1的萃取剂，控制温度60℃恒温振荡2h后，6000rpm离心8min，取油层蒸馏后得到微生物油脂回收率达到85.4％。离心后的菌渣经干燥后作为肥料或动物饲料使用。发酵结束后上层发酵液经活性炭脱色、离子交换脱盐后作为发酵用水返回油脂生产过程。
实施例3
以斯达氏油脂酵母为产油微生物，发酵培养结束后，经自然沉降后，酵母菌处于发酵罐底层，经分离回收后，得到酵母泥。在酵母泥中加入甲醇与乙醇体积比为3:1的萃取剂，控制温度70℃恒温振荡3h后，7000rpm离心10min，取油层蒸馏后得到微生物油脂回收率达到92.7％。离心后的菌渣经干燥后作为肥料或动物饲料使用。发酵结束后上层发酵液经活性炭脱色、离子交换脱盐后作为发酵用水返回油脂生产过程。
实施例4
以斯达氏油脂酵母为产油微生物，发酵培养结束后，经自然沉降后，酵母菌处于发酵罐底层，经分离回收后，得到酵母泥。在酵母泥中加入甲醇与正己烷体积比为3:1的萃取剂，控制温度70℃恒温振荡3h后，7000rpm离心10min，取油层蒸馏后得到微生物油脂回收率达到90.2％。离心后的菌渣经干燥后作为肥料或动物饲料使用。发酵结束后上层发酵液经活性炭脱色、离子交换脱盐后作为发酵用水返回油脂生产过程。
实施例5
以小球藻为产油微生物，培养结束后，经自然沉降后，小球藻处于藻池底层，经分离回收后，得到藻泥。在藻泥中加入甲醇与氯仿体积比为3:1的萃取剂，控制温度70℃恒温振荡3h后，5000rpm离心10min，取油层蒸馏后得到微生物油脂回收率达到91.3％。离心后的藻渣经干燥后作为肥料或动物饲料使用。藻池结束后上层发酵液经活性炭脱色、离子交换脱盐后作为发酵用水返回油脂生产过程。
实施例6
以布朗葡萄藻产油微生物，培养结束后，经自然沉降后，布朗葡萄藻处于藻池底层，经分离回收后，得到藻泥。在藻泥中加入甲醇与异丙醇体积比为3:1的萃取剂，控制温度70℃恒温振荡3h后，6000rpm离心8min，取油层蒸馏后得到微生物油脂回收率达到86.8％。离心后的藻渣经干燥后作为肥料或动物饲料使用。发酵结束后上层发酵液经活性炭脱色、离子交换脱盐后作为发酵用水返回油脂生产过程。
Claims (5)
1.一种产油微生物发酵培养液的资源化利用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)产油微生物发酵培养结束后，回收产油微生物；
2)在回收的产油微生物中加入萃取剂，控制温度40-70℃恒温振荡0.5-3h后，选择5000-8000rpm离心5-10min，取油层经蒸馏后得到微藻油脂，离心后的菌渣作为有机肥料或动物饲料使用。
2.根据权利要求1所述的产油微生物发酵培养液的资源化利用方法，其特征在于，所述步骤1)中的产油微生物为酵母或藻类；所述酵母为胶红酵母、解脂亚罗威亚酵母、弯隐球酵母、斯达氏油脂酵母、粘红酵母、产油油脂酵母、出芽丝孢酵母、圆红冬孢酵母、丛生丝孢酵母、白色隐球酵母中的一种；所述藻类为小球藻、布朗葡萄藻、隐甲藻、杜氏盐藻、菱形藻、微拟球藻、微绿色藻、等鞭金藻、螺旋藻、栅藻中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的产油微生物发酵培养液的资源化利用方法，其特征在于，所述步骤1)中的产油微生物的回收方法包括自然沉降法、离心、板式过滤。
4.根据权利要求1所述的产油微生物发酵培养液的资源化利用方法，其特征在于，所述步骤1)中回收产油微生物后的发酵培养液经活性炭脱色、离子交换柱脱盐后可作为发酵用水重复使用。
5.根据权利要求1所述的产油微生物发酵培养液的资源化利用方法，其特征在于，所述步骤2)中的萃取剂为甲醇与乙醇、异丙醇、氯仿、乙醚、正己烷中的一种或几种组合而成，甲醇与其他有机溶剂的体积比为1-3:1。
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