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生物絮凝剂(microbialflocculants,MBFs)具有絮凝能力强、安全无毒、无二次污染等优点,是近些年来普遍被关注的研究热点,是由于,生物絮凝剂在一定程度上克服了传统絮凝剂存在的问题。但是,生物絮凝剂存在着成本高,尚未实现工业化生产的问题,限制了生物絮凝剂的发展。本实验对生物絮凝剂产生菌C9培养条件和絮凝有效成分进行了研究,并在此基础上对生物絮凝剂产生菌C9生产性发酵参数进行优化,同时进行了生物絮凝剂产生菌代谢产物制备的研究及发酵液成本核算,为生物絮凝剂的工业化生产奠定基础。 本文在实验室条件下,研究了生物絮凝剂产生菌C9在54h内的生长特性。通过单因素实验和正交实验,确定了生物絮凝剂产生菌C9的最佳发酵条件:pH值为7,温度37℃,摇床转速120r/min。在最佳发酵条件下进一步了解C9的生长变化与其发挥絮凝作用的关系,并确定最佳的培养时间为12~18h,此条件下絮凝率为97.5%。 同时,对生物絮凝剂的絮凝活性物质的分布及活性成分含量进行了研究,确定了生物絮凝剂产生菌C9发酵液中的絮凝活性物质主要是微生物在其生长过程中合成并且分泌到细胞外的代谢产物,且主要分布于发酵液的上清液中,其成分主要是蛋白质,含少量多糖,蛋白质含量与多糖含量的比值为8:1。且在稳定期是菌体分泌絮凝活性物质的最佳时期。 在实验室研究的基础上,本实验将生物絮凝剂产生菌C9进行生产性实验研究,优化其发酵参数。通过正交试验确定了生物絮凝剂产生菌C9在发酵过程中的最优条件为:发酵前9小时的通风比为1:0.15,发酵后11小时的通风比为1:0.20,转速为120r/min,发酵温度为37℃。此条件下生产的生物絮凝剂产生菌的发酵液的絮凝率为89%,冻干粉量为4.2g/L,有较好的絮凝效果和较高的絮凝剂产量。通过成本核算,最后统计出发酵液的成本价格为694.4元/吨。 与此同时,为了方便运输和便于存放,初步研究了絮凝剂发酵生产后代谢产物的制备方法,研究制定了干粉制备的工艺流程。