一種糖蜜發(fā)酵制備微生物絮凝劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微生物絮凝劑制備領(lǐng)域，特別涉及一種糖蜜發(fā)酵制備微生物絮凝劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]糖蜜是制糖工業(yè)的副產(chǎn)品，是一種粘稠、黑褐色、呈半流動的膏體，其中含有大量的可發(fā)酵糖類，蔗糖及還原糖占比20%-50%左右。是一種很好的發(fā)酵原料。糖蜜含有大量的糖、蛋白質(zhì)、維生素及礦物質(zhì)等，是微生物發(fā)酵廉價(jià)的理想
的復(fù)合原料。目前糖蜜主要用來生產(chǎn)飼料、酒精及味精等。但是糖蜜生產(chǎn)酒精及味精會產(chǎn)生大量的廢水，對環(huán)境造成污染。
[0003]現(xiàn)階段水處理方法中，最常使用的藥劑為化學(xué)絮凝劑，如聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺等，化學(xué)絮凝劑容易造成對環(huán)境的二次污染，化學(xué)絮凝劑本身具有一定的生物危害性，并且化學(xué)絮凝劑不易降解，水處理之后的污泥更難進(jìn)行無害化處理。微生物多糖絮凝劑既沒有毒性，有容易降解，是現(xiàn)有化學(xué)絮凝劑的良好的替代品。
[0004]公開號為102586331B的中國發(fā)明專利《一種高濃度發(fā)酵制備生物絮凝劑的方法》公開了以微球菌DS16液態(tài)發(fā)酵制備微生物絮凝劑的方法?，F(xiàn)有的發(fā)酵制備微生物絮凝劑的方法大多數(shù)采用以玉米為原料的葡萄糖及相關(guān)的糖類做碳源，原料成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用廉價(jià)的糖蜜為原料解決了微生物制備絮凝劑過程中原料成本高的技術(shù)問題。同時后處理采用噴霧干燥，無廢水產(chǎn)生，減少了廢糖蜜排放所造成的環(huán)境污染。
[0006]本發(fā)明的目的可通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種糖蜜發(fā)酵制備微生物絮凝劑的方法，包括如下步驟:
一、液體菌種的制備
(I)斜面菌種培養(yǎng):將微球菌DS16菌種接種于斜面培養(yǎng)基上，并于28-30°C下保溫培養(yǎng)
36h ；
所述斜面培養(yǎng)基組成為:牛肉膏3-6g/L，酵母粉8-12g/L，液糖7-12g/L，NaCl 3_6g/L，pH=7.0-7.2 ；
所述微球菌DS16菌種是由山東省醫(yī)藥生物技術(shù)研究中心分離并保存的一種產(chǎn)生高效微生物多糖絮凝劑的菌株。
[0007](2)液體菌種培養(yǎng):在250ml三角瓶裝中加入搖瓶培養(yǎng)基50mL，接種一接種環(huán)斜面菌種，100-120r/min，28-30°C保溫培養(yǎng)12h，得液體菌種。
[0008]所述搖瓶培養(yǎng)基組成為:葡萄糖8_12g/L，酵母粉6_12g/L，酵母提取物0.3-0.Sg/L，K2HP043-8g/L，KH2P042-7g/L，MgSO4.7H20 0.3-0.9g/L，pH=7。
[0009]二、發(fā)酵 (1)糖蜜的前處理:①、稀釋:稱取糖蜜的原糖液加入1.5~2.0倍的水，將糖蜜稀釋至
16-17波美度，每批次糖蜜原液質(zhì)量均有波動，稀釋水量根據(jù)現(xiàn)場用波美度計(jì)測定的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)；②、酸化:將上述稀糖蜜倒入攪拌罐中，加入濃硫酸及濃磷酸調(diào)整酸度，PH4.0至4.5，進(jìn)行酸化、通風(fēng):通蒸汽加熱煮沸稀糖液，加熱促使膠體蛋白凝固，便于沉淀離心。加熱煮沸后，保溫90°C，同時通入進(jìn)罐空氣lh，驅(qū)除有害氣體及揮發(fā)性物質(zhì)屈、加堿中和:向稀糖液中加入石灰乳調(diào)PH至5.0~5.5(石灰乳由氧化鈣加水配得，現(xiàn)用現(xiàn)配)；⑤、離心澄清:用高速離心機(jī)離心除去糖蜜中的雜質(zhì)，取清液。
(2)將上述步驟(I)中糖蜜清液稀釋至還原糖蜜濃度為15-30g/L，并按照下列濃度加入尿素 0.5-1.0g/L，(NH4)2S042-4g/L，酵母粉 0.1-0.5g/L，K2HPO4 3_8g/L，KH2PO4 2_7g/L，MgSO4.7H20 0.1-0.5g/L，MnCl2.5H20 0.05g/L，調(diào)節(jié)pH=7，配制發(fā)酵液加入發(fā)酵罐中，通入121 °C高溫蒸汽，保溫30 min，降溫至20-40 °C。
[0010](3)將上述液體菌種接種到發(fā)酵罐中后，在罐壓為0.01-0.03Mpa、無菌空氣通風(fēng)比I: 0.25-0.5(V/V)，攪拌轉(zhuǎn)速90-150r/min，溫度為20-30°C的條件下，培養(yǎng)18-24h，待發(fā)酵液殘?zhí)呛拷抵?g/L以下后，發(fā)酵結(jié)束。
[0011]三、產(chǎn)品后處理:
(I)發(fā)酵液預(yù)處理，用氫氧化鈉溶液(其濃度優(yōu)選為重量百分比為5-15%)調(diào)節(jié)發(fā)酵液pH為6.0-7.5，經(jīng)0.1-1um的除菌過濾器除菌后得除菌液。
[0012](2)將上述步驟(I)中除菌液在進(jìn)風(fēng)溫度:150_155°C;出風(fēng)溫度75_80°C下經(jīng)離心噴霧干燥塔干燥至水分小于5% ；
(3)將噴霧干燥后的產(chǎn)品過80目篩后裝入鋁塑袋中，用真空包裝機(jī)抽真空包裝，獲得最終產(chǎn)品。
[0013]本發(fā)明利用蔗糖生產(chǎn)的廢料糖蜜為原料，經(jīng)除雜澄清處理后，直接進(jìn)行微生物絮凝劑發(fā)酵，生產(chǎn)方式簡便、生產(chǎn)成本大大降低。
[0014]本發(fā)明制備的產(chǎn)品是一種高效的微生物多糖絮凝劑，無毒無害可降解，沒有二次污染，可以有效的替代現(xiàn)有的有明顯缺陷的無機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑。產(chǎn)品絮凝活性高，能夠有效的去除生活污水、工業(yè)污水及地表水等水體中的COD、SS等有害物質(zhì)。微生物多糖絮凝劑對0.4%的高嶺土懸液5min沉降效率可達(dá)98% ;單一利用本產(chǎn)品對污水處理廠原水進(jìn)行絮凝處理COD去除效率達(dá)82%，對SS去除效率可達(dá)90%。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，
實(shí)施例1:
一、液體菌種制備
(I)斜面菌種的培養(yǎng):將DS16菌種接種于斜面培養(yǎng)基，并于28°C下保溫培養(yǎng)36h。
[0016]所述斜面培養(yǎng)基組成為牛肉膏3g/L，酵母粉8g/L，液糖7g/L，NaCl 3g/L，pH=7.0o
[0017](2)液體菌種培養(yǎng):在250mL三角瓶中裝搖瓶培養(yǎng)基50mL，接種一接種環(huán)斜面菌種，在100r/min，28°C條件下，保溫培養(yǎng)12h，得到液體菌種。
[0018]所述搖瓶培養(yǎng)基組成為葡萄糖8g/L，酵母粉6g/L，酵母提取物0.3g/L，K2HPO43g/L，KH2PO4 2g/L，MgSO4.7H20 0.3 g/L，pH=7。
[0019]二、發(fā)酵
(I)糖蜜的前處理:①、稀釋:稱取糖蜜的原糖液加入1.5~2.0倍的水，將糖蜜稀釋至16波美度，每批次糖蜜原液質(zhì)量均有波動，稀釋水量根據(jù)現(xiàn)場用波美度計(jì)測定的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)；
②、酸化:將上述稀糖蜜倒入攪拌罐中，加入濃硫酸及濃磷酸調(diào)整酸度，PH4.0，進(jìn)行酸化；
③、通風(fēng):通蒸汽加熱煮沸稀糖液，加熱促使膠體蛋白凝固，便于沉淀離心。加熱煮沸后，保溫90°C，同時通入進(jìn)罐空氣lh，驅(qū)除有害氣體及揮發(fā)性物質(zhì)、加堿中和:向稀糖液中加入石灰乳調(diào)pH至5.0 (石灰乳由氧化鈣加水配得，現(xiàn)用現(xiàn)配)；⑤、離心澄清:用高速離心機(jī)離心除去糖蜜中的雜質(zhì)，取清液。
[0020](2)將上述(I)中澄清液稀釋至還原糖蜜濃度15g/L，并加入尿素0.5g/L，(NH4)2SO4 3g/L，酵母粉 0.lg/L，K2HPO4 3g/L，KH2PO4 2g/L，MgSO4.7H20 0.lg/L，MnCl2.5H200.05g/L，調(diào)節(jié)pH=7，配制發(fā)酵液加入發(fā)酵罐中，通入高溫蒸汽121°C，保溫30 min，降溫至20°C備用。
[0021](3)將上述液體菌種接入發(fā)酵罐中，控制的培養(yǎng)條件:罐壓為0.0lMpa、無菌空氣通風(fēng)比1: 0.25 (V/V)，攪拌