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生物破乳剂的开发及破乳效能的研究

李旭  
【摘要】: 原油在开采,生产和精炼等过程中会形成大量的原油乳状液,如果处理不慎会对石油工业以及生态环境造成负面影响。生物破乳剂作为生物制剂的一种,具有破乳效率高、成本低、适应性高、环境友好、可重复使用等优点,将最终取代化学破乳剂成为油田乳状液油水分离的新方法。本课题研究、开发了一种新型高效生物破乳菌。从微生物破乳菌的分离、筛选入手,对该生物破乳菌生长及破乳效能的影响因素,破乳途径与破乳有效成分,以及该生物破乳剂现场应用效果等几个方面开展研究。 本研究建立了一套高效、便捷的菌种筛选方法。经过分离、筛选得到2株高效破乳菌,针对O/W型模型乳状液平均破乳率在85.0%以上。经过传统细菌鉴定法和分子遗传学鉴定法进行鉴定,确定这2株菌均为bacillus mojavensis。通过连续传代稳定性测试,证明该菌具有较强的传代稳定性。 综合考虑培养条件对破乳菌破乳效能与生长状况两者的影响,本试验将破乳菌的最佳培养条件确定如下:pH培养条件为6.5~9,培养温度为30℃±2℃,摇床转数为140rpm±20rpm,培养时间为18h~20h,碳源为葡萄糖(10g/l)与液体石蜡的混合碳源,其中液体石蜡投加量为2%~4%(v/v),氮源为NH4NO3(4.0g/l)与酵母膏的混合氮源,其中酵母膏投加量为1.0g/l。在对破乳时条件的研究中,发现该生物破乳菌的破乳率随时间的变化近似为一级反应;全培养液与模型乳状液的体积比为1:5时,为最适破乳剂投加量;该生物破乳剂可以在pH值5~9的环境下进行破乳。 该生物破乳剂的破乳能力主要来源于细胞代谢产物中的表面活性物质,与菌体形状无关。细菌菌体只对破乳过程起辅助作用。破乳能力不受冻融,超声破碎的影响;高压灭菌会使破乳活性丧失;用蛋白酶和尿素处理后破乳效能下降,证明破乳有效成分主要为代谢产物中的蛋白质类物质。本研究对破乳有效成分进行粗提,并通过破乳试验证实蛋白质类粗提物具有破乳活性,而多糖类粗提物不具有破乳活性。 本课题在现场试验中,从适应性和破乳效能两方面对该生物破乳剂与化学破乳剂进行比较,发现该生物破乳剂对于油田乳状液具有更强的适应性和脱水效果,由此证明该生物破乳剂具有开发利用的前景。


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