CN1698936A - 一种由放线菌ld021制备微生物脱硫剂的工艺 - Google Patents

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栾兴社
王桂宏
林春晓
王凤霞
黄�俊
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Abstract

本发明提供一种由放线菌LD021制备微生物脱硫剂的工艺，该工艺采用放线菌LD021进行种子培养，再经生物发酵获得脱硫酶发酵液，然后对发酵液进行提取来制备微生物脱硫剂，工艺包括液体菌种的培养，硫化物氧化酶的发酵及由发酵液到酶粉的制备过程。本方法生产的微生物脱硫剂应用于环境除臭与现有的方法相比具有去除效率高、操作简单、占地面积小、使用方便及无毒无害、无二次污染、可生物降解，产品适应于大规模生产等特点，具有广阔的应用前景及很大的应用价值。

Description

一种由放线菌LD021制备微生物脱硫剂的工艺
                        一、技术领域
本发明涉及一种微生物脱硫剂的制备方法，具体地说是采用综合生物技术方法由放线菌LD021制备微生物脱硫剂的方法。制备的生物脱硫剂主要应用于对环境中硫化物等的氧化去除。
                        二、技术背景
在环境中，来源于工业生产环节和生物物质的分解转化所产生的以硫化物为主导的恶臭污染成分。这类物质进入大气不但形成严重的嗅觉污染，还存在于油、气中造成设备和管道的腐蚀。有些还会随废水废物进入水体，使水质变成恶臭，直接影响了水生生物的生存，破坏了生态循环。具有恶臭气味的硫化物广泛地存在于污水处理厂、化工厂、垃圾转运站、养殖场、公共厕所及生活污水等中。硫化物产生的恶臭在城市环境中形成了典型的社会公害。目前处理恶臭硫化物常用的方法可以分为三类，物理法，化学法，生物法。这些方法在不同程度上都存在着去除臭效率低，操作复杂，处理成本高、设备投资大、占地面积大，容易产生二次污染和使用不方便等方面的不足。
                        三、发明内容
本发明的目的是采用放线菌LD021进行种子培养，再经生物发酵获得脱硫酶发酵液，然后对发酵液进行提取来制备微生物脱硫剂，该微生物脱硫剂的制备工艺采用以下步骤：
a/发酵用种子液体培养基的制备：
种子液体培养基的重量组成：
玉米淀粉5-15份；K2HPO4 0.3-1.3份；MgSO4 0.2-1.0份；CaCl20.1-1.0份；蛋白胨3-10份；酵母浸出物0.5-1.5份；蒸馏水1000份；
制备方法：称取以上成分，加入蒸馏水，在搅拌条件下加热至沸，冷却至30℃左右时，用5％NaOH调pH＝7.0-7.4，装入种子罐，在1Kg/cm2压力下蒸气灭菌30min备用；
b/液体发酵培养基的制备：
发酵培养基的重量组成：
玉米淀粉8-20份；K2HPO4 0.3-1.2份； MgSO4 0.2-1.0份；CaCl20.1-1.0份；豆饼浸出物1-6份；麸皮浸出物1-6份；FeCl3 0.001-0.01份；蒸馏水：1000份。
制备方法与发酵用种子液体培养基的制备步骤相同；
c/发酵培养
将5-10％的活化放线菌LD021液体菌种接入种子罐，搅拌均匀，调整pH＝7.0-7.4，于23-32℃温度下培养15-30h备用；将种子罐内培养好的液体种子按5-10％的接种量接入发酵培养基中搅拌发酵48-66h备用，pH＝7.0-7.4，发酵温度为23-32℃，发酵过程鼓入无菌空气，空气鼓入量为0.2-1.3L/L·min。
d/微生物脱硫酶的制备：
(1)发酵液离心处理
用蝶片式自动排渣离心机在4000-8000r/min对发酵培养基进行离心去除菌团及杂质得发酵清液备用；
(2)发酵清液预浓缩
将发酵清液用膜法浓缩至原体积的1/2-5倍，得预浓缩液备用：
(3)热处理
向预浓缩液中加入0.1-1.0％体积比的CaCl2，升温至70-80℃，保温30min后并降温至25-40℃备用；
(4)生物絮凝
将热处理后浓缩液的pH值调为6.0-9.0，加入3-8/1000000的质量分数的节杆菌LF-Fou2微生物絮凝剂进行絮凝，使菌体碎片和杂蛋白通过絮凝、沉淀而去除，取上清液备用；
(5)微生物脱硫剂的制备
生物絮凝后的上清液用膜法浓缩至固形物含量为3-10％，控制温度在10-20℃，加入1.5-2.5倍体积的丙酮搅拌均匀，调整pH＝6.0-6.5静置3-6h，然后经常规过滤减压干燥得微生物脱硫剂粉状成品。
膜法浓缩所用膜的孔径为6000-9000分子量。
酵母提取物的制备步骤是：酵母加水室温浸泡3-6小时过滤后取滤液备用，酵母与水的重量比为1∶3-6；
豆饼浸出物和麸皮浸出物的制备步骤是：将豆饼和麸皮分别按1∶3-8的重量比加水浸泡3-6小时，煮沸0.5-1小时，冷却至室温分别加入淀粉酶和蛋白酶搅拌均匀酶解2-3小时，过滤取滤液备用。
本发明由放线菌LD021制备脱硫微生物剂的工艺与方法所获得微生物制剂应用于环境除臭与现有的方法相比具有去除效率高、操作简单、占地面积小、使用方便及无毒无害、无二次污染、可生物降解，产品适应于大规模生产等特点，具有广阔的应用前景。
                      四、具体实施方式
实施例1
发酵用液体种子培养基配方(g/l)：
玉米淀粉9g，K2HPO4 0.9g，MgSO4 0.6g，CaCl2 0.5g，
蛋白胨6g，酵母提取物1g，加蒸馏水至1000ml；
制备方法：称取以上成分，加入蒸馏水，在搅拌条件下加热至沸，冷却至30℃左右时，用5％NaOH调pH＝7.0-7.4，装入种子罐，在1Kg/cm2压力下蒸气灭菌30min备用。
液体发酵培养基配方(g/l)：
玉米淀粉11，K2HPO4 0.8g，MgSO4 0.6g，CaCl2 0.5g，
豆饼浸出物5g；麸皮浸出物1.5g；FeCl3 0.004g，蒸馏水1000g。
制备方法：称取以上成分，加入蒸馏水，在搅拌条件下加热至沸，冷却至30℃左右时，用5％NaOH调pH＝7.0-7.4，装入发酵培养罐，在1Kg/cm2压力下蒸气灭菌30min备用。
c/发酵培养
将5-10％的活化放线菌LD021液体菌种接入种子罐，搅拌均匀，调整pll＝7.0-7.4，于23-32℃温度下培养15-30h备用；将种子罐内培养好的液体种子按5-10％的接种量接入发酵培养基中搅拌发酵48-66h备用，pH＝7.0-7.4，发酵温度为23-32℃，发酵过程鼓入无菌空气，空气鼓入量为0.2-1.3L/L·min。
d/微生物脱硫酶的制备：
(1)发酵液离心处理
用蝶片式自动排渣离心机在4000-8000r/min对发酵培养基进行离心去除菌团及杂质得发酵清液备用；
(2)发酵清液预浓缩
将发酵清液用膜法浓缩至原体积的1/2-5倍，得预浓缩液备用；
(3)热处理
向预浓缩液中加入0.1-1.0％体积比的CaCl2，升温至70-80℃，保温30min后并降温至25-40℃备用；
(4)生物絮凝
将热处理后浓缩液的pH值调为6.0-9.0，加入3-8/1000000的质量分数的节杆菌LF-Fou2微生物絮凝剂进行絮凝，使菌体碎片和杂蛋白通过絮凝、沉淀而去除，取上清液备用；
(5)微生物脱硫剂的制备
生物絮凝后的上清液用膜法浓缩至固形物含量为3-10％，控制温度在10-20℃，加入2倍体积的丙酮搅拌均匀，调整pH＝6.0-6.5静置6h，然后经常规过滤减压干燥得微生物脱硫剂粉状成品。
在本发明中，膜法浓缩所用膜的孔径为6000-9000分子量。
酵母提取物的制备方法是：酵母加水室温浸泡5小时过滤后取滤液备用，酵母与水的重量比为1∶3；
豆饼浸出物和麸皮浸出物的制备方法是：将豆饼和麸皮分别按1∶5的重量比加水浸泡6小时，煮沸0.5小时，冷却至室温分别加入淀粉酶和蛋白酶搅拌均匀酶解2小时，过滤取滤液备用。
实施例2
发酵用液体种子培养基配方(g/l)：
玉米淀粉10g，K2HPO4 0.6g，MgSO4 0.5g，CaCl2 O.5g，
蛋白胨8g，酵母提取物0.8g，加水至1000ml。
制备方法与实施例1相同。
液体发酵培养基配方(g/l)：
玉米淀粉15，K2HPO4 1g，MgSO4 0.8g，CaCl2 0.8g，
豆饼浸出物5g；麸皮浸出物5g；FeCl3 0.006g，水1000g。
制备方法与实施例1相同。
液体种子的培养、硫化物氧化酶的发酵、硫化物氧化酶活性的检测、  微生物脱硫剂的制备等步骤与实施例1相同。
实施例3
发酵用液体种子培养基配方(g/l)：
玉米淀粉5g，K2HPO4 0.3g，MgSO4 0.2g，CaCl2 0.1g，
蛋白胨3g，酵母提取物0.5g，加水至1000ml。
制备方法与实施例1相同。
液体发酵培养基配方(g/l)：
玉米淀粉8g，K2HPO4 0.3g，MgSO4 0.2g，CaCl2 0.1g，
豆饼浸出物1g；麸皮浸出物1g；FeCl3 0.001g，水1000g。
制备方法与实施例1相同。
液体种子的培养、硫化物氧化酶的发酵、硫化物氧化酶活性的检测、微生物脱硫剂等制备步骤与实施例1相同。
由本方法生产的微生物脱硫剂适用于对环境中以硫化物为主导的恶臭物质的去除，以减轻或消除其造成的嗅觉污染及对设备的破坏，如，污水处理厂，化工厂，垃圾转运站，养殖场，公共厕所，生活污水、油气输送等中恶臭硫化物的去除。其使用方法与其他氧化酶的使用方法相同。

Claims (4)

1、一种由放线菌LD021制备微生物脱硫剂的工艺，其特征在于微生物脱硫剂的制备采用以下步骤：
a/发酵用种子液体培养基的制备：
种子液体培养基的重量组成：玉米淀粉5-15份；K2HPO4 0.3-1.3份；MgSO40.2-1.0份；CaCl2 0.1-1.0份；蛋白胨3-10份；酵母浸出物0.5-1.5份；蒸馏水1000份；
制备方法：称取以上成分，加入蒸馏水，在搅拌条件下加热至沸，冷却至30℃左右时，用5％NaOH调pH＝7.0-7.4，装入种子罐，在1Kg/cm2压力下蒸气灭菌30min备用；
b/液体发酵培养基的制备：
发酵培养基的重量组成：
玉米淀粉  8-20份；K2HPO4 0.3-1.2份；MgSO4 0.2-1.0份；CaCl20.1-1.0份；豆饼浸出物1-6份；麸皮浸出物1-6份；FeCl3 0.001-0.01份；蒸馏水1000份；
制备方法与发酵用种子液体培养基的制备步骤相同；
c/菌种及发酵培养
将5-10％的活化放线菌LD021液体菌种接入种子罐，搅拌均匀，调整pH＝7.0-7.4，于23-32℃温度下培养15-30h备用；将种子罐内培养好的液体种子按5-10％的接种量接入发酵培养基中搅拌发酵48-66h备用，pH＝7.0-7.4，发酵温度为23-32℃，发酵过程鼓入无菌空气，空气鼓入量为0.2-1.3L/L·min；
d/微生物脱硫酶的制备：
(1)发酵液离心处理
用蝶片式自动排渣离心机在4000-8000r/min对发酵培养基进行离心去除菌团及杂质得发酵清液备用；
(2)发酵清液预浓缩
将发酵清液用膜法浓缩至原体积的1/2-5倍，得预浓缩液备用；
(3)热处理
向预浓缩液中加入0.1-1.0％体积比的CaCl2，升温至70-80℃，保温30min后并降温至25-40℃备用；
(4)生物絮凝
将热处理后浓缩液的pH值调为6.0-9.0，加入3-8/1000000的质量分数的节杆菌LF-Fou2微生物絮凝剂进行絮凝，使菌体碎片和杂蛋白通过絮凝、沉淀而去除，取上清液备用；
(5)微生物脱硫剂的制备
生物絮凝后的上清液用膜法浓缩至固形物含量为3-10％，控制温度在10-20℃，加入1.5-2.5倍体积的丙酮搅拌均匀，调整pH＝6.0-6.5静置3-6h，然后经常规过滤减压干燥得粉状微生物脱硫剂成品。
2、根据权利要求1所述的由放线菌LD021制备微生物脱硫剂的工艺，其特征在于膜法浓缩所用膜的孔径为6000-9000分子量。
3、根据权利要求1所述的由放线菌LD021制备微生物脱硫剂的工艺，其特征在于酵母提取物的制备步骤是：酵母加水室温浸泡3-6小时过滤后取滤液备用，酵母与水的重量比为1∶3-6。
4、根据权利要求1所述的由放线菌LD021制备微生物脱硫剂的工艺，其特征在于豆饼浸出物和麸皮浸出物的制备步骤是：将豆饼和麸皮分别按1∶3-8的重量比加水浸泡3-6小时，煮沸0.5-1小时，冷却至室温分别加入淀粉酶和蛋白酶搅拌均匀酶解2-3小时，过滤取滤液备用。
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