造纸树脂障碍微生物处理剂的研究

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菌株Z75是本课题组从采自南平造纸厂的土样中分离得到的具有降解天然树脂能力的菌株。通过对其形态学观察,菌株Z75的菌落大,淡灰色呈圆形有凸起,菌落边缘光滑,表面较湿;经过油镜观察,初步分析确定菌株Z75为短杆菌;经16SrDNA鉴定和进化树分析,该菌株属于肠杆菌属,并命名为:Enterobacter pulveris. Z75。同时通过对菌株Z75降解天然树脂过程中的数据分析评估,设置降解率的降解反应最适宜的底物颗粒大小为0.200g、最适宜降解时间为20h。对Enterobacter pulveris. Z75发酵条件及培养基进行优化,通过单因子实验确定最适碳源为葡萄糖,最适氮源为酵母粉,发酵初始pH为7.7,温度为36℃C,发酵培养基装液量为40/250ml,初步确定发酵培养基条件和培养基配方。通过Plackett-Burman实验设计,考察影响菌株Z75降解天然树脂能力的8个因素,筛选出对降解率影响最大的两个因素为:酵母粉和起始pH。通过最陡爬坡实验找出降解率最高的区域,在这个区域中进行Box—Behnken响应面设计,得出酵母粉和起始pH值分别为:3.85%和7.63。优化后的降解率从6.50%提高到了22.49%,提高了三倍多。通过对100L发酵罐的初步研究表明:发酵过程中,空气流量为1:0.6(空气流量V:装液量V),消泡剂选择泡敌并且加入量为5‰。此外,在发酵终点的判断中,主要选择达到pH8.6后的第三个小时。经过实验室小量的浓缩方法研究,截留分子量大小为10000-12000透析袋的浓缩效果最好,从浓缩实验的数据可以看出,浓缩效果呈相对应浓缩倍数的增加,同时可以得出:降解天然树脂的降解因子分子量在10000左右。中空纤维内切式超滤器浓缩实验中,从浓缩的结果可以看出,中空纤维内切式超滤器浓缩实验能够在很短的时间内达到浓缩倍数,并且降解率随着浓缩倍数的增加有很大的提升。尤其是后面对浓缩液进行稀释的实验结果可以看出,浓缩稀释液的降解率跟未经过浓缩的发酵液降解率相差不大,所以发酵液的浓缩已经达到了浓缩的目的。通过紫外-可见分光光度法对整个实验进行降解天然树脂的效果验证,可以得出先前利用称重法筛选微生物的评估方法是可靠的,其可信度均95%。同时对菌株Z75的发酵液进行脱墨实验研究,得出它不仅能够有效去除天然树脂,而且还能够增加纸张的白度,这为树脂障碍处理剂在市场应用过程中增加了很大的市场竞争力,同时也为废新闻纸的应用提供更好的收益。
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