生物降凝技术—微生物脱蜡(下)
3.脱蜡微生物的生长条件
和所有的微生物一样,脱蜡微生物的生长和发育也要求一定的外界环境和足够的营养物质。
水:水是微生物机体的重要组成部分,水在微生物的新陈代谢中占有极为重要的地位,这是因为微生物没有特殊摄取食物和排泄的器官,它的营养物质、代谢产物必须先溶解于水,然后才能通过细胞表面,因此,足够量的水对微生物的生长显得特别重要。
营养物质:任何微生物都必须从外界环境中不断地获得营养物质而生活。营养物质是指向微生物提供能量、提供原生质组成来源及新陈代谢中起调节作用的各种物质,除了水以外,还有碳、氮等各种元素、无机盐类、有机化合物等。
碳源:微生物对碳源的要求有极高的选择性,用于石油脱蜡发酵的菌体,对于直链烃(蜡)具有选择性,也就是说它们能以石蜡作为自己的碳源。
氮源:缺氮的微生物即不能合成蛋白质,更难以形成活的细胞,可以作为微生物氮源的,多为蛋白质的分解产物和胺类。
无机盐:无机盐指镁、磷、钙、钾等是微生物生长所必须的物质。它们常以盐的形态被微生物所利用,其中最普遍的是磷酸钾盐、硫酸镁、硫酸钙、氧化钙等,用量虽然不多,但都是必须品。
生长素:有些微生物在具有足够的水分、无机盐、碳源、氮源的条件下,仍不能生长或生长不好,如供给少量的酵母膏或动物肝的浸出液,则生长良好,这是因为酵母膏或动物肝中存在着某些微生物维持正常生长所不可缺少而需要量又不多的特殊营养物,一般称其为生长素。
空气:空气对微生物的生长繁殖有极大的影响。和其它生物一样,脱蜡微生物生长还必须呼吸空气中的氧气,故在发酵中,要不停的供给空气。
pH值:对于每一种微生物,都有其最适宜的酸碱度(即在某一pH值范围内,该种微生物生长得最快,繁殖得最好),大多数微生物在中性、微碱性中生长较好,而用于石油脱蜡的微生物,则在微酸性中(pH 4±0.5)能良好地生长。
温度:微生物可以分为高温性、中温性和低温性三个类,大多数微生物是中温性的,适宜温度是25~37℃,脱蜡微生物也属中温性的。
4.微生物脱蜡工艺过程
微生物脱蜡的主要工艺过程,可分三个阶段:
种子培养阶段:这一阶段实际上是菌种的扩大培养过程,有的分四级或五级培养,按一定比例逐级扩大,最后一级就是生产发酵罐。
脱蜡发酵阶段:首先将发酵罐严格灭菌(用蒸汽消毒8 h)后,将需要脱蜡的馏分油加入发酵罐内,按一定比例加入水、培养基,再把培养好的菌种接入罐内,在水、电、空气、蒸汽一切正常情况下,即可进行脱蜡发酵。
根据油品所要求的规格,来决定脱蜡深度。油品性质不同,对选用菌种也略有不同,它直接影响发酵周期的长短,动力原材料的消耗也有差异。这一阶段主要使微生物大量繁殖生长,使油品凝点尽快降下来,达到预定的指标。
油菌分离阶段:发酵完毕,稍加静止就可分去大部分的水。余下来的是油、微生物菌体和水混合而成的乳化液,呈粘浆状,要加入一定量的破乳剂或高速离心机分离才能使其乳液破开,使油、水、菌体分离。油经过酸-碱-白土稍加精制就可调制低凝或特低凝润滑油品,菌体经过特殊工艺加工,可提取石油蛋白和脂肪。
微生物脱蜡是进行工业性生产比较成熟的石油脱蜡加工工艺。适合于轻质、中质润滑油馏分的深度脱蜡,可将脱蜡油凝点脱至-60℃以上,可用其生产出各种低凝或特低凝润滑油产品。它和其它石油脱蜡工艺比较,有明显的投资少、用人少、设备简单等特点。
微生物脱蜡作为一种深度脱蜡工艺来生产润滑油,在微生物技术发展的过程中有其独特的一面。但在菌种的利用和石蜡的增值方面限制了微生物脱蜡技术的发展。如能加大新菌种的开发力度,拓宽菌种脱蜡范围,缩短发酵周期,此工艺将具有更强的竞争力。
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