本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種利用高含鹽氨基酸廢水發(fā)酵生產(chǎn)飼料用假絲酵母的方法，步驟為：1.飼料菌株的馴化培養(yǎng)：通過連續(xù)馴化培養(yǎng)的手段，提高菌株對(duì)高含鹽氨基酸廢水的耐受力；2.菌株的發(fā)酵，在合適的發(fā)酵條件下，于發(fā)酵罐中通過一定時(shí)間的液體通氣培養(yǎng)后得到飼料用酵母菌體。離心收集菌體后于70℃烘箱內(nèi)干燥至恒重后稱重。經(jīng)計(jì)算每升高含鹽氨基酸廢水最高可獲得145g飼料用假絲酵母菌體。利用本方法，可有效利用廢水中含有的氨基酸、微量元素和生長因子，大大降低飼料用假絲酵母的生產(chǎn)成本，同時(shí)還大為減小了污水處理負(fù)荷，達(dá)到了綜合利用的效果，具有顯著的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及廢水資源的綜合利用領(lǐng)域，更具體的說是一種涉及利用高含鹽氨基酸廢水發(fā)酵生產(chǎn)飼料用假絲酵母的方法。
技術(shù)介紹
據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查，世界上有70%的人喝不到安全衛(wèi)生的飲用水，每天有2.5萬人死于與污水或惡劣衛(wèi)生條件相關(guān)的疾病；到2050年，預(yù)計(jì)全世界會(huì)有大約70億人面臨用水短缺。我國有82%的人飲用淺井和江河水，其中細(xì)菌污染超過衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的占75%，受到有機(jī)物污染的飲水人口約1.6億。其中工業(yè)排放的污水是水污染的主要來源。經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，全國每年廢水排放量659.2億噸。其中，工業(yè)廢水排放量230.9億噸，占廢水排放總量的35.0%。實(shí)際上，排污水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個(gè)數(shù)，因?yàn)樵S多鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)工業(yè)污水排放量難以統(tǒng)計(jì)。我國是氨基酸生產(chǎn)大國，大部分生產(chǎn)半胱氨酸的企業(yè)采取的生產(chǎn)方法都是毛發(fā)酸法水解法，每年產(chǎn)生的高含鹽氨基酸廢水不僅數(shù)量巨大，且污染物濃度高，其COD濃度為50~80g/L,氨氮濃度為5~8g/L,總氯濃度為80_180g/L,屬典型的高濃度有機(jī)、氨氮、高鹽分、強(qiáng)酸性廢水，處理難度和負(fù)擔(dān)極大，由此造成的環(huán)境污染問題已成為制約氨基酸生產(chǎn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。然而，氨基酸生產(chǎn)中的高濃度廢水含又有很多寶貴的資源，如氨基酸、蛋白質(zhì)等固體物質(zhì)懸浮物、多種無機(jī)鹽、有機(jī)酸及還原糖等，全氮(N)含量高達(dá)75-150g/L，氨基酸含量高達(dá)150-300g/L。同時(shí)該廢水中不含難分解的有毒、有害物質(zhì)。這種含氨基酸廢水的大量排放不僅污染了環(huán)境還浪費(fèi)了很多有實(shí)用價(jià)值的氨基酸。在目前國際經(jīng)濟(jì)增幅轉(zhuǎn)緩的大背景下，嘗試“節(jié)能減排”清潔生產(chǎn)理念將為氨基酸生產(chǎn)企業(yè)帶來新的機(jī)遇，也是發(fā)酵工業(yè)面臨的重大科研課題。目前，對(duì)于高含鹽氨基酸廢水的處理，國內(nèi)外尚無成熟的可普遍推廣的處理工藝。目前所報(bào)道的氨基酸廢水處理方法主要有電滲析法、超濾法、生化法等，但電滲析和超濾法因投資和運(yùn)行成本高、維護(hù)不便等缺點(diǎn)限制了該方法的推廣；而生化法因其投資和運(yùn)行成本低，技術(shù)成熟，不產(chǎn)生二次污染，運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)在有機(jī)廢水處理中得到世界性的關(guān)注。目前這種方法存在的問題是，對(duì)中低濃度污水較為合適，但不適合處理高濃度的氨基酸廢水。高濃度的氨基酸廢水因較高濃度NH3-N和高濃度的鹽，會(huì)對(duì)厭氧及好氧的微生物產(chǎn)生強(qiáng)烈的抑制作用，使生化反應(yīng)效果較差，處理后的水不易穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。若將污水高倍稀釋，又大大增加了處理量，同時(shí)廢水中的優(yōu)質(zhì)氨基酸資源都白白浪費(fèi)掉了。目前也有人采用先對(duì)高濃度氨基酸廢水進(jìn)行預(yù)處理(濃縮回收其氨基酸成分)，然后再用生物技術(shù)處理低濃度的混合廢水。這種方法是處理氨基酸廢水的一種有效方法，既回收了氨基酸，又降低了生物處理的負(fù)擔(dān)。但是整個(gè)處理方法上存在濃縮處理過程成本高，耗時(shí)費(fèi)力，資源回收與廢水處理相脫節(jié)，且有高溫蒸發(fā)濃縮后有機(jī)物容易變質(zhì)等缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是在于提供一種利用高含鹽氨基酸廢水發(fā)酵生產(chǎn)飼料用假絲酵母的方法，其工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，將高含鹽氨基酸廢水處理和發(fā)酵生產(chǎn)直接結(jié)合，免去了一切中間預(yù)處理步驟，實(shí)現(xiàn)高濃度污水的直接生物利用，在低成本地實(shí)現(xiàn)變廢為寶的同時(shí)還減少了排放，經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益顯著。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)措施:—種利用高含鹽氨基酸廢水發(fā)酵生產(chǎn)飼料用假絲酵母的方法，其步驟是:(I)飼料菌株的連續(xù)馴化培養(yǎng)，具體如下:先配制含不同濃度梯度的高含鹽氨基酸污水的液體培養(yǎng)基，加1.5%-2.5% (質(zhì)量體積比)瓊脂制成固體培養(yǎng)基。將飼料用假絲酵母按常規(guī)方法活化后，依次接種到上述不同濃度梯度的固體培養(yǎng)基上進(jìn)行連續(xù)傳代培養(yǎng)(培養(yǎng)溫度為15-35°C)，逐步提高菌種的耐鹽能力。經(jīng)過兩個(gè)月的連續(xù)培養(yǎng)，最終菌株能在高含鹽氨基酸廢水占培養(yǎng)基總質(zhì)量45-55%左右的上述培養(yǎng)基中生 長。(2)發(fā)酵:將步驟(1)馴化的假絲酵母菌株按接種量0.5-5%接種至以高含鹽氨基酸廢水為氮源的發(fā)酵培養(yǎng)基中，在15-35°C，轉(zhuǎn)速為100-300rpm/min的條件下于發(fā)酵罐中進(jìn)行液體發(fā)酵，通氣系數(shù)為0.2-0.8 (每分鐘通入發(fā)酵液體積0.2-0.8倍的過濾空氣)，發(fā)酵2-7d后4000r/min離心IOmin收集菌體后將其置于70°C恒溫干燥箱中，干燥至恒重后稱重。經(jīng)計(jì)算，按此方法每升高含鹽氨基酸廢水可經(jīng)生物轉(zhuǎn)化最高可獲得145g酵母菌體。所述的高含鹽氨基酸廢水來自毛發(fā)酸法水解生產(chǎn)氨基酸的企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水，全氮(N)含量為75-150g/L，氨基酸含量為150-300g/L，氯離子含量為80_180g/L。所述的飼料用假絲酵母為來源于中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心的產(chǎn)朊假絲酵母(Candida utilis) CICC1769 或熱帶假絲酵母(Candida tropicalis) CICC1419 ；所述的含不同濃度梯度的高含鹽氨基酸廢水的液體培養(yǎng)基，其高含鹽氨基酸廢水的濃度分別為125g/L，250g/L，330g/L，400g/L及500g/L，其他化學(xué)基質(zhì)組分為:碳源(按葡萄糖計(jì)):30-140g/L、磷酸二氫鉀(KH2PO4):5-22.5g/L，酵母粉:3_15g/L，硫酸鎂(MgSO4):3-13.5g/L，碳酸鈣(CaC03):0.75_3g/L，硫酸亞鐵(FeSO4): 1.5_6g/L，培養(yǎng)基 pH 為 3.5-7.5 ；其中，碳源為下述的一種或多種糖類的混合物:葡萄糖；蔗糖；糖蜜；玉米淀粉酶解液；紅薯淀粉酶解液或木薯淀粉酶解液。所述的玉米淀粉酶解液；紅薯淀粉酶解液或木薯淀粉酶解液是以常規(guī)酶法水解制備而成(或參見:劉亞偉.玉米淀粉生產(chǎn)及轉(zhuǎn)化技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003:296.)所述的以高含鹽氨基酸廢水為氮源的發(fā)酵培養(yǎng)基，其配方為:高含鹽氨基酸污水:125g/L-330g/L,碳源:30-100g/L，磷酸二氫鉀(KH2PO4):5_15g/L，酵母粉:0_10g/L，硫酸鎂(MgSO4):3-9g/L，碳酸鈣(CaCO3):0.75_2g/L，硫酸亞鐵(FeSO4):1.5_4g/L，培養(yǎng)基 pH 為3.5-7.5 ;其中，碳源為下述的一種或多種糖類的混合物:葡萄糖、蔗糖、糖蜜，玉米淀粉酶解液、紅薯淀粉酶解液或木薯淀粉酶解液。作為優(yōu)選，步驟(1)中馴化培養(yǎng)的培養(yǎng)溫度為20_35°C，馴化培養(yǎng)的培養(yǎng)基pH為5-6.5。作為優(yōu)選，步驟(2)中所述的發(fā)酵培養(yǎng)基，培養(yǎng)基pH為5-6.5。作為優(yōu)選，步驟(2)中的培養(yǎng)溫度為20_35°C，培養(yǎng)時(shí)間為3_5d。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):本專利技術(shù)中的菌株經(jīng)過連續(xù)馴化培養(yǎng)后，能以高濃度高含鹽氨基酸廢水作為氮源而快速生長，這樣就成功地將高含鹽氨基酸廢水的凈化處理和發(fā)酵生產(chǎn)直接結(jié)合，免去了中間預(yù)處理步驟，實(shí)現(xiàn)了氨基酸廢水的低成本資源化利用，既可以回收大量有用物質(zhì)，降低發(fā)酵生產(chǎn)的成本，同時(shí)還減少了污水的排放，具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。以武漢某半胱氨酸生產(chǎn)企業(yè)為例，其以各種動(dòng)物毛發(fā)為原料生產(chǎn)各種氨基酸，年產(chǎn)生廢液約I萬噸；如廢液完全利用，可年發(fā)酵生產(chǎn)1200-1500噸飼料酵母，達(dá)到6000-7500萬的年產(chǎn)值，同時(shí)還可以減少高COD值廢水的排放，減輕污水處理裝置負(fù)荷，生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益顯著。本專利技術(shù)中所得到的耐鹽菌株是以傳統(tǒng)的飼料用假絲酵母菌株為出發(fā)菌株用傳統(tǒng)方法進(jìn)行馴化本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用高含鹽氨基酸廢水發(fā)酵生產(chǎn)飼料用假絲酵母的方法，其步驟是：（1）飼料菌株的連續(xù)馴化培養(yǎng)，具體如下：先配制含不同濃度梯度的高含鹽氨基酸污水的液體培養(yǎng)基，加1.5%?2.5%質(zhì)量體積比的瓊脂制成固體培養(yǎng)基；將飼料用假絲酵母按常規(guī)方法活化后，依次接種到上述不同濃度梯度的固體培養(yǎng)基上進(jìn)行連續(xù)傳代培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為15?35℃，逐步提高菌種的耐鹽能力；最終菌株能在高含鹽氨基酸廢水占培養(yǎng)基總質(zhì)量45?55%的上述培養(yǎng)基中生長；（2）發(fā)酵：將步驟（1）馴化的假絲酵母菌株按接種量0.5?5%接種至以高含鹽氨基酸廢水為氮源的發(fā)酵培養(yǎng)基中，在15?35℃，轉(zhuǎn)速為100?300?rpm/min的條件下于發(fā)酵罐中進(jìn)行液體發(fā)酵，通氣系數(shù)為0.2?0.8，發(fā)酵2?7?d后?4000?r/min離心10?min收集菌體后將其置于70℃恒溫干燥箱中，干燥至恒重后稱重；所述的高含鹽氨基酸廢水來自毛發(fā)酸法水解生產(chǎn)氨基酸的企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水，全氮含量為75?150?g/L，氨基酸含量為150?300?g/L，氯離子含量為80?180?g/L；所述的飼料用假絲酵母為來源于中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心的產(chǎn)朊假絲酵母（Candida?utilis）CICC1769或熱帶假絲酵母（Candida?tropicalis）CICC1419；所述的含不同濃度梯度的高含鹽氨基酸廢水的液體培養(yǎng)基，其高含鹽氨基酸廢水的濃度分別為125?g/L，250?g/L，330?g/L，400?g/L及500?g/L，其他化學(xué)基質(zhì)組分為：碳源：30?140?g/L、磷酸二氫鉀：5?22.5?g/L，酵母粉：3?15?g/L，硫酸鎂：3?13.5?g/L，碳酸鈣：0.75?3?g/L，硫酸亞鐵：1.5?6?g/L，培養(yǎng)基pH為3.5?7.5；其中，碳源為下述的一種或多種糖類的混合物：葡萄糖、蔗糖、糖蜜，玉米淀粉酶解液、紅薯淀粉酶解液或木薯淀粉酶解液；所述的以高含鹽氨基酸廢水為氮源的發(fā)酵培養(yǎng)基，其配方為：高含鹽氨基酸污水：125?g/L?330?g/L，碳源：30?100?g/L，磷酸二氫鉀：5?15?g/L，酵母粉：0?10?g/L，硫酸鎂：3?9?g/L，碳酸鈣：0.75?2?g/L，硫酸亞鐵：1.5?4?g/L，培養(yǎng)基pH為3.5?7.5；其中，碳源為下述的一種或多種糖類的混合物：葡萄糖、蔗糖、糖蜜，玉米淀粉酶解液、紅薯淀粉酶解液或木薯淀粉酶解液。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用高含鹽氨基酸廢水發(fā)酵生產(chǎn)飼料用假絲酵母的方法，其步驟是: (1)飼料菌株的連續(xù)馴化培養(yǎng)，具體如下:先配制含不同濃度梯度的高含鹽氨基酸污水的液體培養(yǎng)基，加1.5%-2.5%質(zhì)量體積比的瓊脂制成固體培養(yǎng)基；將飼料用假絲酵母按常規(guī)方法活化后，依次接種到上述不同濃度梯度的固體培養(yǎng)基上進(jìn)行連續(xù)傳代培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為15-35°C，逐步提高菌種的耐鹽能力；最終菌株能在高含鹽氨基酸廢水占培養(yǎng)基總質(zhì)量45-55%的上述培養(yǎng)基中生長； (2)發(fā)酵:將步驟(1)馴化的假絲酵母菌株按接種量0.5-5%接種至以高含鹽氨基酸廢水為氮源的發(fā)酵培養(yǎng)基中，在15-35°C，轉(zhuǎn)速為100-300 rpm/min的條件下于發(fā)酵罐中進(jìn)行液體發(fā)酵，通氣系數(shù)為0.2-0.8，發(fā)酵2-7 d后4000 r/min離心10 min收集菌體后將其置于70°C恒溫干燥箱中，干燥至恒重后稱重； 所述的高含鹽氨基酸廢水來自毛發(fā)酸法水解生產(chǎn)氨基酸的企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水，全氮含量為75-150 g/L，氨基酸含量為150-300 g/L，氯離子含量為80-180 g/L； 所述的飼料用假絲酵母為來源于中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心的產(chǎn)朊假絲酵母{Candida) CICC1769 或熱帶假絲酵母tropicalis) CICC1419 ； 所述的含不同濃度梯度的高含鹽氨基酸廢水的液體培養(yǎng)基，其高含鹽氨基酸廢水的濃度分...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡征，楊波，劉志剛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖北工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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