普魯蘭發(fā)酵條件優(yōu)化及其重金屬絮凝研究.pdf

1、出芽短梗霉菌（Aureobasidium pullulans）是一種多形態(tài)的真菌，在適當(dāng)條件下可生產(chǎn)一種胞外多糖普魯蘭多糖。它是一種很有運(yùn)用前景的生物多糖。 本文進(jìn)行了搖瓶和30L發(fā)酵罐試驗(yàn)。為尋求最適培養(yǎng)基和發(fā)酵條件，通過正交試驗(yàn)研究了出芽短梗霉發(fā)酵生產(chǎn)普魯蘭的最佳培養(yǎng)基配方，單因素試驗(yàn)研究了最佳發(fā)酵條件；為定量研究30L發(fā)酵罐中試發(fā)酵過程菌體生長、多糖生成、和基質(zhì)消耗過程，采用邏輯方程 (Logistic Equation

2、s)、Luedeking-Piret方程，根據(jù)30L發(fā)酵罐實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算模擬，分別建立了菌體生長、多糖生長、基質(zhì)消耗動(dòng)力學(xué)模型，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)。為探討發(fā)酵產(chǎn)物普魯蘭作為新型生物絮凝劑處理含高濃度重金屬離子污水的前景，首次利用普魯蘭對含有標(biāo)準(zhǔn)配置濃度重金屬離子的污水進(jìn)行了單因素對比絮凝試驗(yàn)，得到了最優(yōu)絮凝條件，研究了Cr2O42-、Hg2+、Cd2+、Cr3+、Pb2+五種常見的重金屬離子在最優(yōu)絮凝條件下的去除率，初步確定了

3、普魯蘭系統(tǒng)處理高濃度金屬離子污水的效果。 搖瓶發(fā)酵優(yōu)化條件為(g/L)：玉米淀粉糖化液100，酵母膏2.0，(NH4)2SO4 0.6，K2HPO4 3.0，KH2PO4 2.0，NaCl 1.0， MgSO4.7H2O 0.2，最適初始pH為6.5，最適溫度為28℃，裝液量150／500mL，搖床轉(zhuǎn)數(shù)為200rpm。 30L發(fā)酵罐優(yōu)化條件為(g/L)：玉米淀粉糖化液100，酵母膏2.0， (NH4)2SO4 0.6

4、，K2HPO4 3.0，KH2PO4 2.0，NaCl 1.0， MgSO4.7H2O 0.2，最適初始pH為6.5，最適溫度為28℃，接種量10％，攪拌速度為300rpm。 pH值是發(fā)酵過程中重要參數(shù)之一，本實(shí)驗(yàn)中使用的出芽短梗霉菌株N3.837最佳初始pH值應(yīng)控制在6.5；當(dāng)初始pH值＝6時(shí)，菌體很快轉(zhuǎn)化為Y－相，初始pH值＝2時(shí)，整個(gè)生長期菌體幾乎都呈M－相；Y－相細(xì)胞是多糖合成的最主要形態(tài)?？刂瓢l(fā)酵過程恒定pH＝6時(shí)，

5、不論多糖量還是生物量，都低于初始pH＝6且不控制發(fā)酵過程pH的條件。 30L發(fā)酵罐中菌體生長，普魯蘭的合成及玉米淀粉水解物的消耗動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型及主要模擬參數(shù)為： 細(xì)胞生長動(dòng)力學(xué)模型： 普魯蘭生成動(dòng)力學(xué)模型： 底物消耗動(dòng)力學(xué)模型： 對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，證明模型計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)效果擬合良好為普魯蘭的放大工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)。 系統(tǒng)絮凝實(shí)驗(yàn)研究表明：在混

6、合攪拌強(qiáng)度250r/min，混凝時(shí)間1min，絮凝攪拌強(qiáng)度60r/min，絮凝反應(yīng)時(shí)間5min，室溫條件下普魯蘭須和Al2(SO4)3復(fù)配使用，投加順序?yàn)槠蒸斕m+ Al2(SO4)3，最適 pH值應(yīng)控制在7.0左右， Cr2O42-去除率達(dá)87.5％， Hg2+去除率達(dá)46.7％；Cd2+去除率達(dá)62.2％；Cr3+去除率達(dá)90.3％；Pb2+去除率達(dá)97.5％，證實(shí)普魯蘭用作含重金屬離子污水凈化劑有著其它絮凝劑無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊