本發(fā)明屬于工業(yè)污水處理領(lǐng)域，具體涉及涉及一種異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液再利用的方法。

背景技術(shù)：

小球藻(chlorella)具有廣泛的用途，除了直接使用藻蛋白制備保健品外，還可以提取小球藻油、小球藻生長(zhǎng)因子、葉綠素等高價(jià)值產(chǎn)物。它除了可以利用光能和co2進(jìn)行正常的光合自養(yǎng)生長(zhǎng)外，還可以在無(wú)光條件下利用有機(jī)碳源、氮源和o2，進(jìn)行異養(yǎng)生長(zhǎng)繁殖，生產(chǎn)效率也比自養(yǎng)條件下快得多，其中異養(yǎng)小球藻(heterotrophicchlorella)的比生長(zhǎng)速率是自養(yǎng)時(shí)的2.13倍，小球藻在異養(yǎng)條件下獲得的生物量約為自養(yǎng)培養(yǎng)條件時(shí)的20倍、異養(yǎng)小球藻胞內(nèi)脂類化合物含量高達(dá)細(xì)胞干重的55％，是自養(yǎng)藻細(xì)胞(14％)的4倍。

在現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)條件下，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液的藻細(xì)胞質(zhì)量體積干重往往達(dá)到60g/l以上，達(dá)到了直接提油或轉(zhuǎn)酯化制柴油的要求。為了節(jié)省能耗、降低過程物料損失，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取和轉(zhuǎn)酯化制柴油采取了使用發(fā)酵液經(jīng)細(xì)胞破碎后直接萃取提油、發(fā)酵液直接原位轉(zhuǎn)酯化萃取提柴油的生產(chǎn)技術(shù)。在此工藝條件下雖然生產(chǎn)效率比自養(yǎng)狀態(tài)下得到了極大的提高，但是油脂萃取后的水相占比高達(dá)80％以上，而且水相中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、小球藻生長(zhǎng)因子等有用物質(zhì)。水相的cod往往高達(dá)20000mg/l以上，直接排放環(huán)保壓力較大；但是如果使用合適的方法回用，仍然可以創(chuàng)造較佳的效益。

小球藻生長(zhǎng)因子c.g.f(chlorellagrowthfacter)是小球藻所獨(dú)有的活性成分，能夠刺激細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖。目前市場(chǎng)上已有相關(guān)產(chǎn)品出現(xiàn)，用于人類皮膚等組織細(xì)胞的修復(fù)。小球藻采用工業(yè)方法進(jìn)行異養(yǎng)培養(yǎng)，高濃度的培養(yǎng)不可避免的會(huì)出現(xiàn)類似其他工業(yè)微生物發(fā)酵過程中出現(xiàn)的自溶，這樣會(huì)導(dǎo)致c.g.f從異養(yǎng)小球藻胞內(nèi)逃逸到胞外。而且異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液在進(jìn)行細(xì)胞破碎提油、原位轉(zhuǎn)酯化制備和提取柴油時(shí)也會(huì)使更多的c.g.f從藻細(xì)胞中散失到外界溶液中。如果能夠?qū)Ξ愷B(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后的廢液再次回用那么就會(huì)在發(fā)酵時(shí)對(duì)微生物細(xì)胞起到刺激生長(zhǎng)的作用。

隨著水資源緊缺的加劇和生態(tài)環(huán)境的惡化，加強(qiáng)現(xiàn)有水資源的循環(huán)利用是減輕污染和實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑?，F(xiàn)有異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液的處理方法通常是進(jìn)行無(wú)害化處理后送到污水處理廠，這樣會(huì)造成油脂提取后廢液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、c.g.f等有價(jià)值物質(zhì)的損失。通過對(duì)異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液進(jìn)行再利用，既減輕了環(huán)境污染壓力，又實(shí)現(xiàn)了有機(jī)廢水的資源化利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出的一種利用異養(yǎng)小球藻發(fā)酵廢液進(jìn)行綜合利用和循環(huán)利用，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約水資源，減少污染排放的方法。

一種異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液再利用的方法，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液再利用是按照如下步驟進(jìn)行的：

1)使用異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液作為配料用水配制發(fā)酵培養(yǎng)基；

2)將得到的發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行高溫高壓滅菌處理；

3)微生物接種；

4)發(fā)酵。

一種異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液再利用的方法，所述的異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液是指異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液經(jīng)提藻油、提柴油后得到的水相廢液，特別是經(jīng)過硫酸水解提藻油后得到的水相、使用硫酸和酒精對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行原位轉(zhuǎn)酯化提柴油后得到的水相，這些水相在再利用前調(diào)ph到中性。

一種異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液再利用的方法，所述作為配料用水的異養(yǎng)小球藻廢液使用比例為占總配料用水體積的1-60％。

一種異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液再利用的方法，所用發(fā)酵培養(yǎng)基配方為，葡萄糖1-30g/100ml、酵母粉0.1-3g/100ml。

一種異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液再利用的方法，高溫高壓滅菌處理指的是120℃、0.15mpa、30min滅菌或使用噴射加熱器100-120℃連續(xù)噴射滅菌。

一種異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液再利用的方法，所述微生物指異養(yǎng)小球藻、釀酒酵母等，接種比例為10-20％。

本發(fā)明的有益之處在于：

本發(fā)明有效地解決異養(yǎng)小球藻工業(yè)廢水資源化利用，減少了有機(jī)廢水對(duì)環(huán)境的破壞，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

附圖說明

圖1是在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸水解并萃取提油后的廢液上清液占配料用水5％、葡萄糖3g/100ml、酵母粉0.3g/100ml條件下，經(jīng)滅菌實(shí)消并降溫后，接入10％異養(yǎng)小球藻種子，在2l搖瓶中發(fā)酵情況。

圖2是在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸水解并萃取提油后的廢液上清液占配料用水20％、葡萄糖3g/100ml、酵母粉0.3g/100ml條件下，經(jīng)滅菌實(shí)消并降溫后，接入10％異養(yǎng)小球藻種子，在2l搖瓶中發(fā)酵情況。

圖3是在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸水解并萃取提油后的廢液上清液占配料用水60％、葡萄糖3g/100ml、酵母粉0.3g/100ml條件下，經(jīng)滅菌實(shí)消并降溫后，接入10％異養(yǎng)小球藻種子，在2l搖瓶中發(fā)酵情況。

圖4是在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉(zhuǎn)酯化并萃取提油后的廢液上清液占配料用水1％、葡萄糖3g/100ml、酵母粉0.3g/100ml條件下，經(jīng)滅菌實(shí)消并降溫后，接入10％異養(yǎng)小球藻種子，在2l搖瓶中發(fā)酵情況。

圖5是在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉(zhuǎn)酯化并萃取提油后的廢液上清液占配料用水5％、葡萄糖3g/100ml、酵母粉0.3g/100ml條件下，經(jīng)滅菌實(shí)消并降溫后，接入10％異養(yǎng)小球藻種子，在2l搖瓶中發(fā)酵情況。

圖6在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉(zhuǎn)酯化并萃取提油后的廢液上清液占配料用水10％、葡萄糖3g/100ml、酵母粉0.3g/100ml條件下，經(jīng)滅菌實(shí)消并降溫后，接入10％異養(yǎng)小球藻種子，在2l搖瓶中發(fā)酵情況。

圖7是在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸水解并萃取提油后的廢液上清液占配料用水5％、葡萄糖30g/100ml、酵母粉3g/100ml條件下，經(jīng)滅菌實(shí)消并降溫后，接入10％釀酒酵母種子，在2l搖瓶中發(fā)酵情況。

圖8是在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸水解并萃取提油后的廢液上清液占配料用水10％、葡萄糖30g/100ml、酵母粉3g/100ml條件下，經(jīng)滅菌實(shí)消并降溫后，接入10％釀酒酵母種子，在2l搖瓶中發(fā)酵情況。

圖9是在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸水解并萃取提油后的廢液上清液占配料用水15％、葡萄糖30g/100ml、酵母粉3g/100ml條件下，經(jīng)滅菌實(shí)消并降溫后，接入10％釀酒酵母種子，在2l搖瓶中發(fā)酵情況。

圖10是在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉(zhuǎn)酯化并萃取提油后的廢液上清液占配料用水1％、葡萄糖30g/100ml、酵母粉3g/100ml條件下，經(jīng)滅菌實(shí)消并降溫后，接入10％釀酒酵母種子，在2l搖瓶中發(fā)酵情況。

圖11是在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉(zhuǎn)酯化并萃取提油后的廢液上清液占配料用水5％、葡萄糖30g/100ml、酵母粉3g/100ml條件下，經(jīng)滅菌實(shí)消并降溫后，接入10％釀酒酵母種子，在2l搖瓶中發(fā)酵情況。

圖12在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉(zhuǎn)酯化并萃取提油后的廢液上清液占配料用水10％、葡萄糖30g/100ml、酵母粉3g/100ml條件下，經(jīng)滅菌實(shí)消并降溫后，接入10％釀酒酵母種子，在2l搖瓶中發(fā)酵情況。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明為異養(yǎng)小球藻發(fā)酵廢液再利用的方法，該技術(shù)的關(guān)鍵在于利用異養(yǎng)小球藻發(fā)酵廢液代替自來(lái)水，配制發(fā)酵培養(yǎng)基，并通過發(fā)酵的方式實(shí)現(xiàn)了廢液的資源化利用的方法。

具體步驟如下

一種異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液再利用的方法，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液再利用是按照如下步驟進(jìn)行的：

1)用異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液作為配料用水配制發(fā)酵培養(yǎng)基；

2)將得到的發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行高溫高壓滅菌處理；

3)微生物接種；

4)發(fā)酵。

一種異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液再利用的方法，所述的異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液是指異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液經(jīng)提藻油、提柴油后得到的水相廢液，特別是經(jīng)過硫酸水解提藻油后得到的水相、使用硫酸和酒精對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行原位轉(zhuǎn)酯化提柴油后得到的水相，這些水相在再利用前調(diào)ph到中性。

一種異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液再利用的方法，所述作為配料用水的異養(yǎng)小球藻廢液使用比例為占總配料用水體積的1-60％。

一種異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液再利用的方法，所用發(fā)酵培養(yǎng)基配方為，葡萄糖1-10g/100ml、酵母粉0.1-1g/100ml。

一種異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液再利用的方法，高溫高壓滅菌處理指的是120℃、0.15mpa、30min滅菌或使用噴射加熱器100-120℃連續(xù)噴射滅菌。

一種異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液再利用的方法，所述微生物指異養(yǎng)小球藻、產(chǎn)油酵母、釀酒酵母等，接種比例為10-20％。

下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。

實(shí)例1

對(duì)在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸水解并萃取提油后的廢液上清液占配料用水5％、葡萄糖3g/100ml、酵母粉0.3g/100ml條件下，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液對(duì)異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻的影響，結(jié)果見圖1所示。

經(jīng)過5d的發(fā)酵，小球藻終了細(xì)胞干重質(zhì)量濃度達(dá)到了11.75g/l，而葡萄糖則全部消耗完。在整個(gè)發(fā)酵過程中細(xì)胞干重質(zhì)量濃度在不斷提升，表明異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液適用于異養(yǎng)發(fā)酵培養(yǎng)高密度的小球藻。

實(shí)施例2

對(duì)在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸水解并萃取提油后的廢液上清液占配料用水20％、葡萄糖3g/100ml、酵母粉0.3g/100ml條件下，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液對(duì)異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻的影響，結(jié)果見圖2所示。

經(jīng)過5d的發(fā)酵，小球藻終了細(xì)胞干重質(zhì)量濃度達(dá)到了10.43g/l，而葡萄糖則剩余0.45g/100ml。在整個(gè)發(fā)酵過程中細(xì)胞干重質(zhì)量濃度在不斷提升，表明異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液適用于異養(yǎng)發(fā)酵培養(yǎng)高密度的小球藻。

實(shí)例3

對(duì)在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸水解并萃取提油后的廢液上清液占配料用水60％、葡萄糖3g/100ml、酵母粉0.3g/100ml條件下，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液對(duì)異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻的影響，結(jié)果見圖3所示。

經(jīng)過5d的發(fā)酵，小球藻終了細(xì)胞干重質(zhì)量濃度達(dá)到了1.11g/l，而葡萄糖則剩余2.071g/100ml。在整個(gè)發(fā)酵過程中細(xì)胞干重質(zhì)量濃度在不斷提升，表明異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液適用于異養(yǎng)發(fā)酵培養(yǎng)高密度的小球藻。

實(shí)施例4

對(duì)在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉(zhuǎn)酯化并萃取提油后的廢液上清液占配料用水1％、葡萄糖3g/100ml、酵母粉0.3g/100ml條件下，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液對(duì)異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻的影響，結(jié)果見圖4所示。

經(jīng)過5d的發(fā)酵，小球藻終了細(xì)胞干重質(zhì)量濃度達(dá)到了11.54g/l，而葡萄糖則剩余0.23g/100ml。在整個(gè)發(fā)酵過程中細(xì)胞干重質(zhì)量濃度在不斷提升，表明異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液適用于異養(yǎng)發(fā)酵培養(yǎng)高密度的小球藻。

實(shí)例5

對(duì)在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉(zhuǎn)酯化并萃取提油后的廢液上清液占配料用水5％、葡萄糖3g/100ml、酵母粉0.3g/100ml條件下，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液對(duì)異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻的影響，結(jié)果見圖5所示。

經(jīng)過5d的發(fā)酵，小球藻終了細(xì)胞干重質(zhì)量濃度達(dá)到了8.36g/l，而葡萄糖則剩余1.191g/100ml。在整個(gè)發(fā)酵過程中細(xì)胞干重質(zhì)量濃度在不斷提升，表明異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液適用于異養(yǎng)發(fā)酵培養(yǎng)高密度的小球藻。

實(shí)施例6

對(duì)在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉(zhuǎn)酯化并萃取提油后的廢液上清液占配料用水10％、葡萄糖3g/100ml、酵母粉0.3g/100ml條件下，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液對(duì)異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻的影響，結(jié)果見圖6所示。

經(jīng)過5d的發(fā)酵，小球藻終了細(xì)胞干重質(zhì)量濃度達(dá)到了2.88g/l，而葡萄糖則剩余1.887g/100ml。在整個(gè)發(fā)酵過程中細(xì)胞干重質(zhì)量濃度在不斷提升，表明異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液適用于異養(yǎng)發(fā)酵培養(yǎng)高密度的小球藻。

實(shí)施例7

對(duì)在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸水解并萃取提油后的廢液上清液占配料用水5％、葡萄糖30g/100ml、酵母粉3g/100ml條件下，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液對(duì)培養(yǎng)釀酒酵母的影響，結(jié)果見圖7所示。

經(jīng)過144h的發(fā)酵，乙醇濃度達(dá)到了11.37g/100l，而葡萄糖則剩余0.11g/100ml。在整個(gè)發(fā)酵過程中乙醇濃度在不斷提升，表明異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液適用于培養(yǎng)釀酒酵母。

實(shí)施例8

對(duì)在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸水解并萃取提油后的廢液上清液占配料用水10％、葡萄糖30g/100ml、酵母粉3g/100ml條件下，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液對(duì)培養(yǎng)釀酒酵母的影響，結(jié)果見圖8所示。

經(jīng)過144h的發(fā)酵，乙醇濃度達(dá)到了8.62g/100l，而葡萄糖則剩余0.22g/100ml。在整個(gè)發(fā)酵過程中乙醇濃度在不斷提升，表明異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液適用于培養(yǎng)釀酒酵母。

實(shí)施例9

對(duì)在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸水解并萃取提油后的廢液上清液占配料用水15％、葡萄糖30g/100ml、酵母粉3g/100ml條件下，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液對(duì)培養(yǎng)釀酒酵母的影響，結(jié)果見圖9所示。

經(jīng)過144h的發(fā)酵，乙醇濃度達(dá)到了1.37g/100l，而葡萄糖則剩余17.39g/100ml。在整個(gè)發(fā)酵過程中乙醇濃度在不斷提升，表明異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液適用于培養(yǎng)釀酒酵母。

實(shí)施例10

對(duì)在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉(zhuǎn)酯化并萃取提油后的廢液上清液占配料用水1％、葡萄糖30g/100ml、酵母粉3g/100ml條件下，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液對(duì)培養(yǎng)釀酒酵母的影響，結(jié)果見圖10所示。

經(jīng)過144h的發(fā)酵，乙醇濃度達(dá)到了6.561g/100l，而葡萄糖則剩余0.066g/100ml。在整個(gè)發(fā)酵過程中乙醇濃度在不斷提升，表明異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液適用于培養(yǎng)釀酒酵母。

實(shí)施例11

對(duì)在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉(zhuǎn)酯化并萃取提油后的廢液上清液占配料用水5％、葡萄糖30g/100ml、酵母粉3g/100ml條件下，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液對(duì)培養(yǎng)釀酒酵母的影響，結(jié)果見圖11所示。

經(jīng)過144h的發(fā)酵，乙醇濃度達(dá)到了5.547g/100l，而葡萄糖則剩余10.133g/100ml。在整個(gè)發(fā)酵過程中乙醇濃度在不斷提升，表明異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液適用于培養(yǎng)釀酒酵母。

實(shí)施例12

對(duì)在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉(zhuǎn)酯化并萃取提油后的廢液上清液占配料用水10％、葡萄糖30g/100ml、酵母粉3g/100ml條件下，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液對(duì)培養(yǎng)釀酒酵母的影響，結(jié)果見圖12所示。

經(jīng)過144h的發(fā)酵，乙醇濃度達(dá)到了4.419g/100l，而葡萄糖則剩余6.578g/100ml。在整個(gè)發(fā)酵過程中乙醇濃度在不斷提升，表明異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液適用于培養(yǎng)釀酒酵母。