本發(fā)明屬于工業(yè)污水處理領域，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：

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、小球藻生長因子、葉綠素等高價值產(chǎn)物。它除了可以利用光能和co2進行正常的光合自養(yǎng)生長外，還可以在無光條件下利用有機碳源、氮源和o2，進行異養(yǎng)生長繁殖，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)的比生長速率是自養(yǎng)時的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)條件時的20倍、異養(yǎng)小球藻胞內(nèi)脂類化合物含量高達細胞干重的55％，是自養(yǎng)藻細胞(14％)的4倍。

在現(xiàn)有生產(chǎn)技術條件下，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液的藻細胞質量體積干重往往達到60g/l以上，達到了直接提油或轉酯化制柴油的要求。為了節(jié)省能耗、降低過程物料損失，異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取和轉酯化制柴油采取了使用發(fā)酵液經(jīng)細胞破碎后直接萃取提油、發(fā)酵液直接原位轉酯化萃取提柴油的生產(chǎn)技術。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80％以上，而且水相中含有豐富的營養(yǎng)物質、小球藻生長因子等有用物質。水相的cod往往高達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。

小球藻生長因子c.g.f(chlorellagrowthfacter)是小球藻所獨有的活性成分，能夠刺激細胞的生長、增殖。目前市場上已有相關產(chǎn)品出現(xiàn)，用于人類皮膚等組織細胞的修復。小球藻采用工業(yè)方法進行異養(yǎng)培養(yǎng)，高濃度的培養(yǎng)不可避免的會出現(xiàn)類似其他工業(yè)微生物發(fā)酵過程中出現(xiàn)的自溶，這樣會導致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)酵液在進行細胞破碎提油、原位轉酯化制備和提取柴油時也會使更多的c.g.f從藻細胞中散失到外界溶液中。如果能夠對異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后的廢液再次回用那么就會在發(fā)酵時對微生物細胞起到刺激生長的作用。

隨著水資源緊缺的加劇和生態(tài)環(huán)境的惡化，加強現(xiàn)有水資源的循環(huán)利用是減輕污染和實現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑。現(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行無害化處理后送到污水處理廠，這樣會造成油脂提取后廢液中的營養(yǎng)物質、c.g.f等有價值物質的損失。通過對異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液油脂提取后廢液進行再利用，既減輕了環(huán)境污染壓力，又實現(xiàn)了有機廢水的資源化利用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，而提出的一種利用異養(yǎng)小球藻發(fā)酵廢液進行綜合利用和循環(huán)利用，從而實現(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、使用硫酸和酒精對發(fā)酵液進行原位轉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，減少了有機廢水對環(huán)境的破壞，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

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，該技術的關鍵在于利用異養(yǎng)小球藻發(fā)酵廢液代替自來水，配制發(fā)酵培養(yǎng)基，并通過發(fā)酵的方式實現(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、使用硫酸和酒精對發(fā)酵液進行原位轉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％。

下面通過實施例并結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步具體的說明。

實例1

對在異養(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異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻的影響，結果見圖1所示。

經(jīng)過5d的發(fā)酵，小球藻終了細胞干重質量濃度達到了11.75g/l，而葡萄糖則全部消耗完。在整個發(fā)酵過程中細胞干重質量濃度在不斷提升，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。

實施例2

對在異養(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異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻的影響，結果見圖2所示。

經(jīng)過5d的發(fā)酵，小球藻終了細胞干重質量濃度達到了10.43g/l，而葡萄糖則剩余0.45g/100ml。在整個發(fā)酵過程中細胞干重質量濃度在不斷提升，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。

實例3

對在異養(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異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻的影響，結果見圖3所示。

經(jīng)過5d的發(fā)酵，小球藻終了細胞干重質量濃度達到了1.11g/l，而葡萄糖則剩余2.071g/100ml。在整個發(fā)酵過程中細胞干重質量濃度在不斷提升，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。

實施例4

對在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉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異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻的影響，結果見圖4所示。

經(jīng)過5d的發(fā)酵，小球藻終了細胞干重質量濃度達到了11.54g/l，而葡萄糖則剩余0.23g/100ml。在整個發(fā)酵過程中細胞干重質量濃度在不斷提升，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。

實例5

對在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉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異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻的影響，結果見圖5所示。

經(jīng)過5d的發(fā)酵，小球藻終了細胞干重質量濃度達到了8.36g/l，而葡萄糖則剩余1.191g/100ml。在整個發(fā)酵過程中細胞干重質量濃度在不斷提升，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。

實施例6

對在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉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異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻的影響，結果見圖6所示。

經(jīng)過5d的發(fā)酵，小球藻終了細胞干重質量濃度達到了2.88g/l，而葡萄糖則剩余1.887g/100ml。在整個發(fā)酵過程中細胞干重質量濃度在不斷提升，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。

實施例7

對在異養(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培養(yǎng)釀酒酵母的影響，結果見圖7所示。

經(jīng)過144h的發(fā)酵，乙醇濃度達到了11.37g/100l，而葡萄糖則剩余0.11g/100ml。在整個發(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。

實施例8

對在異養(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培養(yǎng)釀酒酵母的影響，結果見圖8所示。

經(jīng)過144h的發(fā)酵，乙醇濃度達到了8.62g/100l，而葡萄糖則剩余0.22g/100ml。在整個發(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。

實施例9

對在異養(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培養(yǎng)釀酒酵母的影響，結果見圖9所示。

經(jīng)過144h的發(fā)酵，乙醇濃度達到了1.37g/100l，而葡萄糖則剩余17.39g/100ml。在整個發(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。

實施例10

對在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉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培養(yǎng)釀酒酵母的影響，結果見圖10所示。

經(jīng)過144h的發(fā)酵，乙醇濃度達到了6.561g/100l，而葡萄糖則剩余0.066g/100ml。在整個發(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。

實施例11

對在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉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培養(yǎng)釀酒酵母的影響，結果見圖11所示。

經(jīng)過144h的發(fā)酵，乙醇濃度達到了5.547g/100l，而葡萄糖則剩余10.133g/100ml。在整個發(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。

實施例12

對在異養(yǎng)小球藻發(fā)酵液使用硫酸、酒精原位轉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培養(yǎng)釀酒酵母的影響，結果見圖12所示。

經(jīng)過144h的發(fā)酵，乙醇濃度達到了4.419g/100l，而葡萄糖則剩余6.578g/100ml。在整個發(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。