专利名称：一种利用微生物培养液凝固天然橡胶胶乳的方法
技术领域：
本发明涉及一种天然橡胶胶乳的生物凝固工艺。
背景技术：
天然橡胶胶乳的凝固方法可分为三大类化学方法-加入酸、盐、脱水剂之类的凝固剂，这方面的专利报道有一种提高钙 离子凝固天然橡胶老化性能的方法(CN100536336C)，利用廉价的钙离子溶液来凝固天然胶 乳；一种新型天然胶乳凝固剂(〔呢7104720幻，利用硫酸乙醇、2，3-二羟基丁二醇来凝固胶 乳，类似的专利有一种改进型的天然新鲜胶乳凝固剂(CN 1111172C)，利用硫酸、水、乙醇等 原料生产新型胶乳凝固剂；还有利用表面活性剂和氯化钙、淀粉作凝固剂凝固天然胶乳的 研究的报道(何忠建等.表明活性剂和氯化钙作凝固剂凝固天然胶乳的研究.化学工程 师.2008，3 :61-63;李程鹏等.淀粉加速凝固天然橡胶的热降解研究.广州化工.2006， 34(6) :13-14;侯婷婷等.氯化钙凝固天然橡胶的热分析研究.广东化工，2006，33 (163) 沈-28)。但是，这些方法与普通的乙酸凝固法相比都没有明显的优势。标准橡胶一般采用 酸凝固方法生产，但是这类方法存在氨水、醋酸对操作人员刺激性大，乙酸价格高，剩余的 乳清固形物含量高、容易发臭、污染严重等缺点。物理方法-加热、冷冻或强烈搅拌，这方面少有专利报道。生物方法-利用橡胶胶乳原有的或外加的微生物或酶的作用，使胶乳凝固。这 方面的专利报道有天然橡胶田间胶乳的处理方法(C08C1/04)，利用酶来处理胶乳，通 过破坏胶乳粒子的稳定性来凝固胶乳；天然橡胶胶乳的凝固工艺(CN 100347198C)，利 用红糖发酵溶液配合烤焦的糯米粉来混合凝固胶乳；原胶乳辅助生物凝固生产方法(CN 1223611C)，采用烷基苯甲酸钠、白糖为添加物，通过生物发酵来凝固胶乳；类似的有天然胶 乳的生物凝固工艺(CN1077895C)，采用蛋白酶分解胶粒的保护层蛋白质和加入淀粉来凝固 胶乳；最近新的专利有一种真菌培养液凝固天然橡胶鲜胶乳的方法(CN 100482690C)，该 专利报告从天然橡胶废水池的污泥中筛选的真菌(Trichoriella ornithopoda Oorschot et de hoog)的培养液与氯化钙混合凝固天然橡胶鲜胶乳的方法。这些专利中，加入淀粉为 凝固成分的，很难做到均勻添加；单一的菌种利用，很难预防其他杂菌的污染，所以用上述 方法凝固依然存在发臭、凝固效率不高等情况；同时，氯化钙的加入对橡胶的性质会造成很 大影响，在生产上难以大规模推广运用。
发明内容
本发明的目的是克服上述已有技术的局限和缺点，通过微生物发酵产生乙酸的机 理来模拟人工添加乙酸凝固胶乳的工艺，同时，利用微生物产生细菌纤维素促进胶乳粒子 凝固的机理来提供一种简捷、实用、生产效率高、成本低、干胶产量高的综合凝固橡胶胶乳 的方法-微生物培养液凝固工艺。为了达到本发明的目的，本发明提供了下述技术方案
微生物培养液凝固工艺，包括微生物培养液的制备以及糖源和微生物培养液以及 橡胶胶乳的混合凝固。上述工艺中，糖源可以是废糖蜜、蔗糖、葡萄糖、果糖、木薯糖浆等糖类成分；微生物培养液，为能够产生乙酸和细菌纤维素的醋酸菌和发酵产生乙醇的酵母菌 等微生物形成的菌群发酵所形成的微生物培养液，其中醋酸菌中包含产乙酸或产细菌纤维 素(产膜)菌种。醋酸菌和酵母菌有明显的协同生长的作用，酵母菌发酵产生的乙醇可以 被醋酸菌利用产生乙酸或生成细菌纤维素。这种微生物培养液自身可以产生醋酸等酸类物质来凝固橡胶胶乳，同时，醋酸菌 产生的细菌纤维素将利于橡胶胶乳中橡胶胶乳颗粒的进一步交联沉淀和凝固。使用时，将 准备好的微生物培养液、以及糖源按一定比例加入橡胶胶乳溶液中，搅拌混合后，让微生物 发酵一段时间，酵母菌发酵产生乙醇，同时，醋酸菌利用培养基中产生的乙醇以及加入的乙 醇发酵产生乙酸和细菌纤维素，将橡胶胶乳凝固。为了促进凝固加快速度以及抑制杂菌的 生长，在加入微生物培养液的同时，加入少量的乙醇、乙酸、糖源以及无机盐，促进微生物的 生长，加快橡胶胶乳的凝固。本发明与以前的方法相比有以下显著优点(1)本发明中的微生物为醋酸菌、酵母、乳酸菌菌群，比以前的单一菌群更加稳定， 而且菌种之间有协同作用；(2)添加少量乙醇或乙酸，可以抑制其他杂菌的生长，同时促进醋酸菌的生长、产 酸以及细菌纤维素的产生；(3)同时，醋酸菌产生的细菌纤维素可以更加有效交联胶乳中的橡胶粒子，从而 提高橡胶的产量；微生物在生长过程中大量分解吸收胶乳中的氮源、糖源、无机盐等营养物 质，从而进一步减少凝固废液的总固含量，从而减轻污染排放；由于细菌纤维素具有良好的 生物可降解性，细菌纤维素均勻掺入到橡胶中，提高橡胶的生物可降解性，可以生产出具有 天然生物可降解的橡胶材料；(4)最后，挤压凝固胶乳后的剩下的乳清含有大量的醋酸菌、酵母以及乳酸菌等益 生菌，可以在动物饲养或植物种植方面用作微生态制剂，彻底实现了橡胶胶乳的综合利用。(5)从总体看，本方法具有简单、成本低、产量高、污染排放物少等优点。
具体实施例方式将含醋酸菌、酵母等菌种的菌群接种到本发明的液体培养基中，根据使用规模逐 级扩大，一级液体培养基需灭菌消毒，其后几次需要煮沸消毒，按5% -20%的接种量接入 上一级培养液，接种后根据气温培养3-10天，备用。凝固胶乳前，将培养液与适量乙酸、 乙醇、糖源混合成凝固液，加入胶乳中，搅拌均勻，静置凝固。培养液的用量为胶乳体积的 0. 5% -5%计算，乙醇或乙酸的添加量按胶乳体积的0. 1-0. 5%计算。用生物培养液凝固后的凝块，取出胶体，在剩余的乳清中加入糖类物质、无机盐等 物质，根据气温培养3-10天，再次投入凝固使用，培养液用量及乙醇的用量与上述比例相 同。如此循环3-5次，然后采用新鲜培养的微生物培养液。本发明所述的培养液的液体培养基1含有如下的组份(以重量份计，下同)磷酸二氢钾0. 1-0. 5份
糖类物质1-10份蛋白胨1-10份乙醇或乙酸0. 1-0. 5份水80-90份培养基2以乳清为主要培养成分，配方乳下生物凝固乳清、水80—90份乙醇或乙酸0. 1-0. 5份糖类物质1-10份糖源可以是废糖蜜、蔗糖、葡萄糖、果糖、木薯糖浆等糖类成份。本发明不仅适用于橡胶胶乳的凝固，也适用用胶乳含量比较低的乳清的凝固。实施例1取含醋酸菌、酵母以及乳酸菌等微生物的混合菌群菌液，加入到上述培养基1培 养3-10天，直到培养基PH值得降到3-4以下，培养液中的醋酸含量比较多而稳定，根据胶 乳的体积，这时按5%的添加量将微生物菌液加入橡胶胶乳中，同时添加0. 体积的乙醇 或乙酸，0.5%的糖源，搅拌均勻后，放置12-M小时，取出胶块，剩余的乳清用作培养基2或 用作微生物态制剂。实施例2取含醋酸菌、酵母以及乳酸菌等微生物的混合菌群菌液，加入到上述培养基2培 养3-10天，直到培养基PH值得降到3-4以下，培养液中的醋酸含量比较多而稳定，这时按 5%的添加量加入橡胶胶乳中，同时添加0. 体积的乙醇或乙酸，0.3%的糖源，搅拌均勻 后，放置12-M小时，取出胶块，剩余的乳清用作培养基2或用作微生态制剂。
权利要求
1.一种利用微生物培养液凝固天然橡胶胶乳的方法，其特征在于微生物的培养液中的 主要菌群为醋酸菌、酵母菌，醋酸菌为产乙酸或细菌纤维素的菌种，酵母菌可以产生乙醇， 醋酸菌可以利用乙醇产生乙酸或细菌纤维素，酵母菌和醋酸菌菌群之间具有共生的特征。
2.一种利用微生物培养液凝固天然橡胶胶乳的方法，其特征在于主要菌群产生含乙酸 等酸性物质的微生物培养液，通过添加上述微生物培养液产生乙酸来模拟人工添加乙酸凝 固胶乳的工艺；同时，微生物还利用乙酸等物质产生细菌纤维素来进一步促进胶乳粒子凝 固；为了促进凝固加快速度以及抑制杂菌的生长，在加入微生物培养液的同时，加入少量的 乙醇、乙酸、糖源、无机盐，促进微生物的生长，加快橡胶胶乳的凝固。
全文摘要
本发明通过醋酸菌、酵母菌为主要菌群的微生物发酵形成含大量活菌的微生物培养液；将上述微生物培养液混合少量乙醇、乙酸、糖源、无机盐等加入橡胶胶乳中，通过微生物培养液中的醋酸菌、酵母菌等微生物利用橡胶胶乳中的营养物质产生乙酸以及细菌纤维素来进一步促进胶乳粒子凝固，同时，微生物在生长过程中大量分解吸收胶乳中的氮源等营养物质，从而进一步减少凝固废液总固含量，从而减轻污染排放，最后挤压凝固胶乳所剩下的乳清可以用作微生物凝固液的培养基或用作有益的微生态制剂，实现橡胶胶乳的综合利用；这种方法操作简单、降低成本、减少污染、提高橡胶产量，且其方法生产的产品的理化性能比酸凝固的性能好。
文档编号C12R1/02GK102093492SQ200910261009
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者符乃方, 罗长辉, 蒋盛军, 雷博林 申请人:符乃方, 蒋盛军, 雷博林