专利名称：一种微生物絮凝剂生产的下游提取工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微生物絮凝剂生产的下游提取工艺。微生物絮凝剂是一种代表着絮凝剂发展方向的新型水质处理剂，它由特殊代谢功能的微生物所产生，其功能表现为对液体体系中悬浮颗粒、反离子等进行吸附、絮凝去除。对生物絮凝剂的提取属于特殊功能生物大分子制剂生产的下游生物技术。
背景技术：
微生物絮凝剂的本质是生物大分子，是具备无毒、使用安全、可生物降解、可大规模工业化生产等特点的新型水处理剂，主要有多糖类、糖蛋白类、蛋白质类、蛋白多糖类及DNA类等。在本发明人于2003年申请的专利申请号为“200310105515.X”，发明名称为“由节杆菌制备生物絮凝剂的方法”的专利文献中已经报道的微生物絮凝剂的提取方法涉及到先通过离心或过滤的方法去除杂质和菌体，然后根据发酵液的性质以及絮凝剂物质的特点相应采取有机溶剂、无机盐沉淀；有机溶剂、无机酸、CPC等沉淀；采用分馏；用无机酸、碱、有机溶剂反复沉淀、溶解萃取配合进行提取；采用有机溶剂、无机盐、低分子烷烃类沉淀后再用CPC滤膜透析提取，发酵液的下游提取都存在着效率低、成本高及不适合大生产方面的不足。
发明内容
本项发明的目的是在200310105515.X的基础上，克服微生物絮凝剂下游提取工艺的不足，提供一种效率高、成本低、并适合于大规模生产的由发酵液制备生物絮凝剂制品的下游生产工艺。该工艺是将上游微生物絮凝剂产生菌节杆菌LF-Tou2为生产菌种经发酵工序生产的发酵液再经除菌、浓缩、纯化、浓缩脱水制得水处理用微生物絮凝剂，该生物絮凝剂的下游提取工艺具体采用以下步骤a)发酵液的菌种去除将来自上游工序的发酵液的温度控制在18-30℃，对发酵液在15-37r/min下搅拌1-5min，用孔径0.1-1.0μm膜过滤除菌体得除菌清液备用；b)除菌清液的浓缩把除菌清液的温度控制在10-26℃，用孔径5000-10000分子量的膜在0.2-2kg/cm2压力下进行循环截留，浓缩固形物大分子在溶液中的含量提高至原来2-10倍，得浓缩絮凝剂液体粗品；c)粗品的预处理将粗品在20-40℃温度下边搅拌边加入浓度为0.01-0.1mol/L的NaOH水溶液在20-40r/min搅拌下处理10-40min，得预处理物备用；d)预纯化把预处理物的温度控制在30-40℃，加入阴离子交换树脂，搅拌吸附2-8h，然后静置20-60min，用水漂洗除杂，用pH＝7.0-7.5浓度为30-60mmol/L的NaCl水溶液漂洗1-3次，再用浓度为0.7-3mol/L NaCl水溶液搅拌漂洗10min，静置1h，抽取洗脱液分离树脂，分离后的树脂用浓度为0.7-3mol/LNaCl水溶液洗脱一次，合并二次的洗脱液得预纯化液备用。
e)微生物絮凝剂制备将预纯化液用孔径5000-10000分子量的膜进行截留浓缩，使固形物含量达到3-10％，然后用喷雾干燥器在75-90℃的温度下喷雾干燥制成粉状生物絮凝剂产品。
本发明的微生物絮凝剂生产的下游提取工艺与现有技术中各种微生物提取方法相比具有效率高、成本低、适合大规模工业化生产。经提取生产的微生物絮凝剂絮凝效率高、无毒无害、应用无二次污染、可生物降解、可进行大规模推广应用等特点，具有广阔的应用前景。
具体实施例方式
本发明的微生物絮凝剂产生的下游提取工艺采用节杆菌LF-Tou2进行发酵培养，用获得的发酵液提取微生物絮凝剂。
实施例1a)发酵液的菌种去除将来自上游工序的发酵液温度控制在30℃，在37r/min下搅拌5min，用孔径0.7μm膜过滤除菌体得除菌清液备用；b)除菌清液的浓缩把除菌清液的温度控制在25℃，用孔径10000分子量的膜在1kg/cm2压力下进行循环截留，浓缩固形物大分子使其在液体中含量提高8倍，得浓缩絮凝剂液体粗品；c)粗品的预处理将粗品在35℃温度下用0.1mol/L浓度的NaOH水溶液在40r/min搅拌下处理30min，再把预处理温度控制在40℃，加入阴离子交换树脂搅拌吸附6h，然后静置60min，用水漂洗去除杂蛋白，用pH＝7.0-7.5的30-60mmol/L浓度的NaCl漂洗3次，再用1mol/L浓度的NaCl水溶液在搅拌洗脱30min，静置1h后，抽取洗脱液，抽干的树脂再用2mol/L NaCl水溶液洗脱一次，合并二次的洗脱液备用，用凝胶法检验纯度。
d)微生物絮凝剂的制备将纯化洗脱液用孔径10000分子量的膜进行截留浓缩，使固形物在溶液中含量达到10％，然后用喷雾干燥器在75-90℃温度下喷雾干燥制得粉状生物絮凝剂成品。
实施例2将来自上游生产工序的发酵液的温度控制在20℃，在25r/min下搅拌3min，用孔径0.2μm膜过滤除菌体，再用孔径6000分子量的膜在0.5kg/cm2压力下截留、浓缩至固形物含量至8倍，得浓缩絮凝剂液体粗品。粗品在35℃下用0.02mol/L浓度的NaOH水溶液在25r/min搅拌下预处理25min，得预处理物。控制预处理物的温度在35℃，加入阴离子交换树脂，搅拌吸附6h，然后静置50min，用水漂洗。用pH＝7.0-7.5，浓度为35mmol/L的NaCl水溶液漂洗二次，再用浓度为0.75mol/L NaCl水溶液在搅拌后进行静态洗脱，静置1h后，抽取洗脱液，抽干的树脂再用浓度为0.80mol/L NaCl水溶液溶液洗脱一次，合并洗脱液，得纯化洗脱液。将纯化洗脱液用孔径6000分子量的膜进行截留浓缩，使固形物的含量达到8％，然后用喷雾干燥器在86℃喷雾成粉状生物絮凝剂产品。产品采用铝箔真空包装，包装规格在1-25kg之间不等，如产品以水溶液形式上市，则采用塑料软桶包装，其固形物含量应控制在3-10％之间。
由本方法生产的微生物絮凝剂可广泛地应用于含有颗粒悬浮物或重金属等液相体系的絮凝。污水的处理如，生活污水、工业污水、食品与发酵生产的污水；供水的处理如，江水、河水、湖水、水库水；洗煤水絮凝；电厂冷却水软化；中水处理；生物分离如，单细胞蛋白生产；污泥浓缩；生态湖水净化及生物工艺澄清如，抗菌素发酵液处理等。产品应在阴凉、干燥处储存。
权利要求
1.一种微生物絮凝剂生产的下游提取工艺，其特征在于将上游微生物絮凝剂产生菌节杆菌LF-Tou2为生产菌经发酵工序生产的发酵液，在下游经除菌、浓缩、纯化、浓缩脱水等工序制得水处理用微生物絮凝剂，该生物絮凝剂的下游提取工艺具体采用以下步骤a)发酵液的菌种去除将发酵液的温度控制在18-30℃，对发酵液在15-37r/min下搅拌1-5min，用孔径0.1-1.0μm膜过滤除菌体得除菌清液备用；b)除菌清液的浓缩把除菌清液的温度控制在10-26℃，用孔径5000-10000分子量的膜在0.2-2kg/cm2压力下进行循环截留，浓缩固形物大分子在溶液中的含量提高至原来2-10倍，得浓缩絮凝剂液体粗品；c)粗品的预处理将粗品在20-40℃温度下边搅拌边加入浓度为0.01-0.1mol/L的NaOH水溶液在20-40r/min搅拌下处理10-40min，得预处理物备用；d)预纯化把预处理物的温度控制在30-40℃，加入阴离子交换树脂，搅拌吸附2-8h，然后静置20-60min，用水漂洗除杂，用pH＝7.0-7.5浓度为30-60mmol/L的NaCl水溶液漂洗1-3次，再用浓度为0.7-3mol/L NaCl水溶液搅拌漂洗10min，静置1h，抽取洗脱液分离树脂，分离后的树脂用浓度为0.7-3mol/LNaCl水溶液洗脱一次，合并二次的洗脱液得预纯化液备用。e)微生物絮凝剂制备将预纯化液用孔径5000-10000分子量的膜进行截留浓缩，使固形物含量达到3-10％，然后用喷雾干燥器在75-90℃的温度下喷雾干燥制成粉状生物絮凝剂产品。
2.根据权利要求1所述的微生物絮凝剂生产的下游提取工艺方法，其特征在于用孔径0.15-0.8μm膜过滤去除发酵液的菌体，浓缩所用膜的孔径为6000-9000分子量。
3.根据权利要求1所述的微生物絮凝剂生产的下游提取工艺方法，其特征在于用0.015-0.09mol/L的NaOH对浓缩粗品进行预处理。
4根据权利要求1所述的微生物絮凝剂生产的下游提取工艺方法，其特征在于纯化时在预处理物中加入阴离子交换树脂，搅拌吸附3-6h，静态洗脱时所用的NaCl浓度为0.75-2.9mol/L。
全文摘要
本发明提供一种微生物絮凝剂生产的下游提取工艺，该工艺是将上游微生物絮凝剂产生菌节杆菌LF－Tou2为生产菌种经发酵工序生产的发酵液，在下游经除菌、浓缩、纯化、浓缩脱水等工序制得水处理用微生物絮凝剂。该微生物絮凝剂可代替化学絮凝剂被广泛地应用于含有颗粒悬浮物或重金属等液相体系的污水处理，如生活污水、工业污水、食品与发酵生产的污水，以及江水、河水、湖水、水库水；洗煤水、电厂冷却水软化；中水处理；还可用于生物分离、单细胞蛋白生产、污泥浓缩、生态湖水净化及生物工艺澄清、抗菌素发酵液处理等等。本发明的微生物絮凝剂与现有技术相比具有无毒无害、效率高、成本低、应用无二次污染、可生物降解、可适合大规模工业化生产和推广，因此具有广阔的应用前景。
文档编号C02F1/52GK1686850SQ200510042280
公开日2005年10月26日 申请日期2005年4月8日 优先权日2005年4月8日
发明者栾兴社, 王桂宏, 林春晓, 张春明, 祝磊 申请人:山东金佰生物技术有限公司