由纤维板厂废水生产饲料酵母的研究

由纤维板厂废水生产饲料酵母的研究 维板废水的提取设备可采用碱法制浆生产中所 用的双辊挤浆机或经改装后的水平带式真空洗浆机.经研究,转化最适合条件为:硫 ,保温时间10mix,.糖赦发酵选用所筛选出的 酸浓度0.2%,温度160? 菌种热带假 丝酵母Cand/da虮e:AS2.565菌株.发酵基本参数为:糖浓1.0%,温度 28,34?.an4,4.5发酵结果显示酵母得率为40%一50%,达到工业生产一般水 平,酵母蛋白质含量达到50%,高于轻工部饲料酵母 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 (QBS9CS0)优缀品指标. 经测定废水B叩消除率及c0消除率分别为80%和70%,接近国际同类研究水 平.一 关键词:;废水;逦塑睦堡霞,, 中图分类号:TO926.3文献标识码:A文章编号:嘧24l7(2?0)昵6s-06 当前,我国的畜禽饲养业正向专业化,社会化方向发展,已使用配(混)合饲料代替单一 饲料以缩短饲养周期,降低饲养成本.利用纤维板厂废水生产饲料酵母则正好用于饲料添 加剂.本研究课题侧重于研究废水提取;糖液转化及发酵糖液制备,菌种选育,发酵参数选 择,酵母质量测定,原料废水污染消除率测定,初步经济分析等. 1材料与方法 1.1纤维板废水 由南京木材厂纤维板热磨浆料提取而得.原料以松木为主. 1.2菌种 热带假丝酵母rldhp陆AS2.565,水解液发酵用菌,由中国科学院菌种保藏委 员会提供. 1.3仪器与设备 六级逆流真空抽滤器(玻璃滤瓶1000mL,自行组装);12L可调控玻璃发酵罐(BF-12—1 收藕日期:1999-03-24 作者简介:王宗力(193l—j,湖南长沙市人,副研究员,从事木材水解研究. 林产化学与工业第2o卷 型,上海化工学院研制);30L气升式玻璃发酵罐(可调控,自制). 1.4还原糖测定方法8 采用恒沸法【]7 2结果与讨论暑6?5 4 备,将纤维板热磨浆料与麦杆碱囊2.为了选择合适的提取设备,将纤维板热磨浆料与麦杆碱嚣 法纸浆料(取自南京纸厂)进行了滤速模拟对比试验,试验结 果见图1.. 由图1可知,纤维板热磨浆料滤速比麦杆碱法纸浆料滤 24681012l4 时同(1in) 速大5o一60倍,属易滤易洗物料.参照制浆工业碱回收设备围1两种浆料过滤速度对比 选用经验,建议以双辊挤浆机或经改装后的水平带式真空洗Fig.1Compe~sonoffiltrmi~ 浆机作为生产用过滤设备.纤维板浆料提取率的试验结果见speedbaween~erboaM 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1.pdpandalkalinepap 由表l结果可以看出,稀释因子以选择6—8为宜.:薹嚣;由于各纤维板厂原料及生产工艺不尽相同,以致浆料成一 分,提取液成分差别较大,提取液中可用于发酵部分(糖,非糖还原物,有机酸等)的含量亦不 相同.本研究选用南京木材厂纤维板车问的热磨浆料.采用稀释因子7,经50,60?热水 提取,该提取液为本试验用”纤维板废水”. 表1纤维板浆料在不同稀释因子时提取率 TableIExtractionv;eldoffilzdxzcdpdpndigeremdilulimlfaeto~ 2.2低聚糖转化及糖液制备 纤维板生产过程中,木片在约1MPa的压力下经热磨解纤成纤维浆料,其中部分多糖转 变为低聚糖和少量单糖,但此种混合糖不能完全被酵母同化,必须加酸水解,使之转化完全, 成为单糖,方能用于培养饲料酵母.因此,热磨浆料经过提取得到的废水所含还原物为 0.3%一0.5%.必须经过加酸转化,将不能被酵母同化的低聚糖转变为可利用的单糖,糖浓 提高至1.0%以上,才适台培养饲料酵母. 2.2.1转化条件的确定为了选择纤维板废水适宜的转化条件,进行了两组试验.第一组 是基础试验.在自制小型紫铜水解器和精密恒温油浴装置中进行的,紫铜水解器工作容积为 15mL,采用正交试验方法,通过方差分析初步确定的转化条件为:硫酸浓度0.2%,转化温 度160oC,转化时问60rain_2;第二组试验是依据基础试验的条件于l4L转化器中进行的放 大试验,试验结果见表2. 由表2可知,基础试验确定的转化条件,经放大试验验证,硫酸浓度不 变,温度160oC 第2期王宗力等:由纤维板厂废水生产饲料酵母的研究67 时,保温时间10mln,为适宜的转化条件.本研究转化试验均采用此条件. 表2放大转化试验结果 Table2EIperimef越resld乜ofo0n棚 2.2.2糖液的制备一批转化液组成的典型分析结果见表3. 表3转化液的组成 Table3Compc~on0foonver~onliquor 成分棚’—t古量倒妇n(%)成分棚呻?邮t古量o?【衄l(%) 总还原物mIrea~dng哪m1.10甘露糖嘲nDa骘l869 总槠mIsugar0.69有机醴.w?licacid0.21 其中:术糖34.24木质素腐殖质hI?037 阿拉怕糖且nlbir27.37游离酚臂—憎0.052 葶萄糖及糖19.60糠醛缸hml(205.79u?自e删J?雠 由表3可知:转化液除主要含有戊糖和己糖外,此外尚含有糠醛,有机酸游离酚等挥发 物质和术质素腐殖质等固体悬浮物和硫酸等.在进行酵母培养前必须进行中和,净化处理, 使其符合培养酵母的要求. 糖液制备采用石灰SL(含CaO150—200异/L)作中和剂,通气搅拌,在 8085?中和至 pH4.0—4.5时可促使溶液中H2S04与ca(OH)2生成大颗粒的两水石膏沉淀,同时除去部分 挥发性有害杂质.随后经冷却澄清除去石膏,术质素腐殖质等沉淀物,分出上层清液,添加 适量氮,磷营养盐后用作培养酵母的发酵糖液. 2.3菌种选育及发酵 2.3.1筛选菌种为了选择适用的菌种,挑选了假丝酵母,卡尔斯伯酵母,皮状丝孢酵母等 12支菌株进行培育和驯化,其中As2.565和AS2.637具有较强的适应性能.不同培养温 度,时间,培养液pH值与酵母得率的关系,分别如图2,3,4所示. 由图2,3,4可以看出,在温度,培养时间,培养液pH值相同的情况下,菌株AS2.565的 得率比As2.637高1O%一2f】%.As2.565菌株的最适宜温度为28—3o?,pH46.该菌 株得率随温度升高由28—3O一32—34—37?,得率递减由74.5%一72.62%一70.16%一 69.67%一67.11%,温度升高6?(28—34?),得率递减4.88%,可见该菌株对温度的适应 能力较强. 纤维板废水中氮和磷含量很低,经测定分别为0.03g/L和0.04g/L,用 于培养酵母时. 必须在培养液中添加营养盐,才能保证酵母正常生长,以:P=2:1,培养条件同上进行试 验,试验结果列人表4. 从表4可知营养盐添加量(对糖)以氮(N2)为8%,磷(o5)为4%适宜,此时酵母对糖 林产化学与工业第20卷 图2温度与得率的关系图3培养时间与得率的关系图4不同p?值与得率的关系 F.2Relationbeh咣nmmpera.Fig.3Relallmxbetweenfem~-Fig.4Relafi~lbetw唧different treeandgdd枷.ndineandypIlvalueandyidd +As2.565;_()-As2.637 的同化率最高,达92.46%,酵母得率为72.20%,酵母蛋白质含量为43.68%. 裹4营养盐添加?对AS2.565菌株生长的影响 Table4Effectdmtmt~slsalts0nat”strslnAS2.565 综上所述,菌株AS2.565适应的温度为28—34?,pH适应范围为4—6,对糖的f司化率 高,为92.46%,酵母蛋白质含量达到要求,为43.68%.故选用菌株AS2.565进行发酵放 大试验. 2.3.2发酵试验菌种取AS2.565,由试管斜面经两级三角瓶摇瓶制备种子,接人l2L发 酵罐进行通风发酵以此发酵液作种子,接人30L气升式玻璃发酵罐发酵.发酵条件为:糖 浓1.0%,温度3033?,pH4.0—4.5,时问9—11h,溶解氧控制在5mg/L以上.发酵试验 结果见表5. 裹5发酵试验结果 Talte5Feamemsti~testresult 由表5看出,酵母产率为40%一50%,酵母质量符合轻工部饲料酵母标准(QB596-80) 第2期王宗力等:由纤维板厂废水生产饲料酵母的研究69 优级品指标,蛋白质含量为50%左右,明显高于标准规定的45.0%,灰分含量约为 7%8%,明显低于标准规定的1O%.经送检测定,酵母18种氨基酸齐全,含有全部的必 须氨基酸,其中赖氨酸含量3.2l%,蛋氨酸0.72%,色氨酸0.86%. 2.4废水污染消除率测定 为探明纤维板废水发酵培养饲料酵母后对环境污染消除的程度,特取废水提取液及发 酵终结分离酵母后的残液测定COD及BOD5,测定结果列于表6. 表600D和B0测定结果 e6COaDdB[)in】IMand 由表6可以看出,c0D,BO05的消除率随 残糖的降低而递增,残糖降至0.1%一O.2%时, c0D仃消除率达60%,70%,肿消除率达 70%,80%.这一结果与罗马尼亚的生产水平 一 致. 2.S酵母生产流程及经济分析 2.5.1酵母生产流程见图5. 2.5.2初步经济分析计算酵母成本时,可按 糖液制备和酵母生产分别计算.后者的成本各 个生产厂基本相同,而糖液制备的成本则随各生 产厂的情况不同而有显着差别. 按照本研究拟订的饲料酵母生产流程,由于 纤维板废水需要提取,转化,消耗一定数量的蒸 汽和电能,增加了成本,据试验时物价估计,1t 饲料酵母的生产成本分别比石砚造纸厂亚硫酸 盐纸浆废液酵母和如东生物化学厂味精废水酵 母高34.7l%和25.73%,而比南岔木材厂水解 液酵母低10.19%,比江门甘蔗化工厂糖蜜为原 料的饲料酵母低36.90%.这是原料价格所致. 围5酵母生产流程圈 F.5Sehe~0ffo&teryeastdudio? 林产化学与工业第?卷 纤维板废水不计人成本.由此看来,利用纤维板废水生产饲料酵母在经济上是可行的J. 3结论 3.1纤维板废水必须经过转化,才适合培养酵母.最佳转化条件为:硫酸浓度0.2%, 160?.保持10rain. 3.2选用的菌株AS2.565,其适宜的培养条件为:温度28—34?,pH4—6,营养盐氮8%. 磷4%(对糖而言). 3.3确定了发酵工艺条件及有关参数:温度28,34?,pH4—4.5.发酵残糖控制在0.1% 一 0.2%时,商品酵母的产率在50%左右.并能减轻环境污染,c0D消除率达 60%一70%.BOD5消除率达70%,80%.经过成本估算,经济上是可行的. 3.4酵母质量高于轻工部饲料酵母标准(QB596-80)优级品指标,酵母 蛋白质含量达到 50%.灰分含量为7%,8%. 参考文献 [1]EMF_.JrS~IHOBAH3.I叶他硼H删m砷叩?碍m?不p.H田 qM].Mo漾阻:H3?a他r 乃瑚H珥瑚岫??lB珊%,1976:33. 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STUDIESONTECHNIQUESFORFODDERYEASTPRODUCTION FR0M兀BERB0ARDWASIEWATER WANGZong-li,WANGYu—hua,TANBai-qi.SONGZhi—eui,珊 ANGMi.g, CHENJian-hua,LUShu一a,HEYuan-lu (ResearchIna/tuteoflPro~/.gand矾ofForest Products,CAF,嘶210042,Ch/r~) Al~raet:Inordertoreducetheseriousenviron~ntalpolluti~,from~tberlx~pr oductionbywetpro. cess,utilizationoffiberlx~wastewalerforproduetioooffodderyeaststudied. neresen.rehIlesults showedthattwo-rollpressintheaIkalinelmlpproduction0Imodifiedhorizon talbeltmtea”couldbe usedasextractionequipment,andrevealedthattheop~inllt/mconversionconditionsWel’~:sldfcacid eoncenlrafiotl0.2%,tempemt~160?,retentiontime10mill,Ascred9.traln Cand~tropic~ AS2.565wasusedfoyeastfexmentatic~,1.Thebasicfennentafic~’lpawere:suconeenlrafion 1.0%,temperature28—33?,pH4.0—4.5.FermentationIlesultsshowedtha tyeastyieldwas40% , 50%,re.bedthegenerallevelofindustryprodueti~,,andtheproteinoonte]o.tofyeastwas50%. higherthanthequalitativeindexofsuperiorgradefodderyeast曲 mdaIdofChinese”ghtIndustryMin. i 唧.removalsofBOD5andC0detectedwere80%and70%respectively,appiTlgto theintematiomllevelofthe8aI1leresearch. Kerwoi-ds:ftberboard;wastewater;fodderyeast