对苎麻厌氧微生物脱胶的研究

研究了一种生物脱胶新方法 厌氧微生物法.作者从麻厂污泥和沼气池的污泥中优选出8株脱胶性能较好的杆菌,测定其代谢特性并对有效菌株进行了组合,4个组合的脱胶率为33.6%～38.98%.

苎麻纤维厌氧生物脱胶系统工艺性能研究

为解决苎麻纤维传统脱胶法效率低、费用高及二次污染等难题,以自主研发的高效苎麻纤维厌氧生物脱胶装置为载体,开发了一种高效苎麻纤维厌氧生物脱胶系统。基于苎麻原麻化学成分分析,开展了苎麻纤维厌氧生物脱胶工艺的启动特征、稳定运行特征和脱胶后苎麻纤维物理特征研究。结果表明:苎麻原麻中纤维素约占70%,胶质约占30%,脱胶过程中应重点去除半纤维素和木质素;该系统可在水力停留时间为72 h内实现快速启动,高效稳定运行时pH值为7.0左右,化学需氧量和氨氮质量浓度均处于低位;该系统在最佳浴比为1∶8时的苎麻物理特征最优,苎麻具有较好的外观形态和良好的力学性能,胶质残留最少。

苎麻脱胶菌种的特性研究

本文对苎麻脱胶菌种的分布、生长、营养和脱胶特性进行了研究。结果表明，苎麻脱胶菌广泛分布于７省２８县（市）的１０类苗样中，从５００多株脱胶菌中筛选出一株高效脱胶菌（编号为Ｔ８５—２６０），它可在８小时内完成苎麻脱胶；Ｔ８５—２６０的生长速度快，接种后１０小时的活菌数即达顶峰；对苎麻胶质中较难被碱溶解出的甘露糖、半乳糖和葡萄糖的发酵速度快，因而在脱胶过程中定向破坏苎麻胶质主体结构，使之易于用稀碱除去，表现出生物脱胶的高效性。

苎麻细菌化学联合脱胶废水的污染机理研究

对苎麻细菌化学联合脱胶工艺的投入与产出，脱胶过程中有机物的变化以及脱胶后工艺废水污染物的状态进行了系统研究。研究结果表明，脱胶废水中污染物主要来自生苎麻和工艺投料；细菌脱胶过程消耗了部分有机物，废水中还原性糖含量为零；以胶质为培养基繁殖的微生物用于处理综合废水效果较好。

苎麻的厌氧微生物脱胶条件试验

研究了一种苎麻生物脱胶方法—厌氧微生物法。研究发现厌氧菌株脱胶的最适温度范围为30℃～35℃,最适pH为7 0;细菌浓度为3×109个·ml-1以上时,脱胶时间在3天以内;在回调苎麻脱胶菌液pH条件下,菌液的重复使用次数为2～4次。通过联合脱胶试验,原麻经碱煮后敲麻再进行生物发酵,脱胶效果较好,残胶率达3 45%;碱煮时间6小时的比4小时好;碱浓度7 5g·L-1与10g·L-1的处理效果则差异不大;先生物处理后化学处理与先化学处理后生物处理相比,前者有更好的效果,处理3天,残胶率为2 53%。

苎麻脱胶共生菌群RAMCD407中两株优势菌的分离、鉴定和脱胶能力分析

为了从苎麻脱胶共生菌群RAMCD407中分离高效脱胶菌种,利用苎麻发酵物培养基分离筛选高效脱胶菌株;形态、生化结合16S rDNA分子方法鉴定菌株;水解圈法结合酶活力测定验证入选菌株产酶能力;苎麻脱胶试验核实入选菌株脱胶能力;分离出K30和L11两个菌株。K30和L11都能在果胶和木聚糖平板上形成水解圈,K30的果胶酶和木聚糖酶活力分别为238.47 U/mL和98.36 U/mL,L11的果胶酶和木聚糖酶活力分别为170.79 U/mL和64.11 U/mL;K30和L11进行苎麻生物脱胶时,能使纤维残胶率由32.3%下降为12.43%和15.70%,纤维强力均超过5.5 cN/dtex。VITEK系统生化鉴定和16S rDNA序列分析都一致表明,K30与枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis相似性高达99%,L11与蜡样芽胞杆菌Bacillus cereus相似性达到99%。

苎麻脱胶细菌菌株的筛选、分类鉴定与多样性分析

旨在为生物脱胶技术提供菌种资源。从不同生境中采集微生物样品,以苎麻原麻和果胶为主要基质,通过富集和选择性培养进行分离、筛选,获得78份具有降解苎麻韧皮胶质功能的细菌资源,通过形态特征、生理生化试验和16S rDNA测序,对菌种进行分类鉴定、种群多样性和聚类分析,初步鉴定为17属,至少27种,再通过脱胶实效法进一步复筛,选出10株代表性菌株,并进行了产脱胶关键酶的初步验证。

苎麻厌氧脱胶菌研究──1．脱胶菌的筛选和产酶条件试验

从沤麻塘泥、麻地和菜园土采集的土样中，用亨氏厌氧技术分离到Ａ３—２，Ｃ９—２，Ｆ１—３，Ｐ１５—１及Ｍ４—２五株苎麻厌氧脱胶菌，它们的果胶酶活分别为１９８９Ｕ，１５４７Ｕ，１４７９Ｕ，２６６８Ｕ，２２６０Ｕ，它们的木聚糖酶活分别为２９８Ｕ，６１８Ｕ，２１０Ｕ，１８０Ｕ，１３１８Ｕ。实验室小样脱胶后的总残胶为９．３—１３％。

苎麻高效生物脱胶菌株的筛选和诱变

以苎麻田土壤和沤麻池淤泥为菌种筛选的来源,用选择平板筛选方法得到8株有效菌种,经过苎麻微生物发酵实验筛选出1株优势菌种,经菌落形态、生理以及生化指标检验,确认菌株CJ2为地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)。该菌株对苎麻脱胶后,脱胶率为17.6%,对其进行紫外诱变60 s处理后,筛选得到的突变菌株B2的脱胶率可达到22.8%,比出发菌的脱胶率提高了29.5%。结果表明:用紫外线对菌株诱变筛选高效的苎麻脱胶菌的方法是有效的,菌株B2可以作为苎麻微生物脱胶的受体菌。

苎麻混菌脱胶工艺研究

将培养36 h后的B3、B5种子液和培养48 h后的M1种子液,按照顺序间隔12 h接种10 m L于装有3 g苎麻[Boehmeria nivea(L.)Gaudich.]原样、100 m L原始脱胶液的250 m L三角瓶中,通过单因素和正交试验,得到苎麻最佳混菌脱胶工艺为按照B3B5M1接种顺序,原始脱胶液pH 6,培养温度35℃,转速为150 r/min,脱胶时间60 h,在此条件下,苎麻脱胶率最高可以达到29.9%。

苎麻厌氧脱胶菌研究Ⅲ.脱胶菌种的鉴定

从土壤中分离到四株苎麻厌氧脱胶菌A3—2、C9—2、F135、P1512。将它们用于苎麻脱胶，果胶脱除率可达72—82％，半纤维素脱除率可达16—34％。苎麻原麻中的总残胶可降至15％以下[2]，具有潜在的应用价值。菌株C9—2菌体杆状，大小为0．5×3—7μm，G+到G－，以周生鞭毛运动，芽孢偏端生。能利用葡萄糖和乳糖产酸，水解明胶和七叶苷，不水解淀粉，不产吲哚，不产卵磷脂酶。菌株A3—2，F135，P1512菌体杆状，大小分别为1×1．8—4μm，0．6×3—4μm，0．8X3—5μm，G+到G－，以周生鞭毛运动，芽孢端生。能利用葡萄糖和麦芽糖产酸，不水解明胶和七叶苷，不产卵磷脂酶，不产吲哚和已酸，产丁酸。经查《伯杰氏系统细菌学手册》卷2中Clostridium成员检索表，A3—2，F135，P1512三菌株为ClostridiumPasteurianum，C9—2为Clostridiumfelsineum。

苎麻厌氧菌脱胶研究──Ⅱ．脱胶条件试验

本着从工厂生产实际出发，降低成本的原则，对筛选到的优良厌氧脱胶菌株进行了①最佳Ｃ源，Ｎ源试验；②脱胶接种量试验；③菌株对数生长期测定；④菌种的扩大培养试验；⑤扩大脱胶试验；⑥生物－化学联合脱胶试验及脱胶麻纤维强度测定。研究结果表明：厌氧脱胶菌株在以麸皮（或淀粉）作Ｃ源，以（ＮＨ４）２ＳＯ４作Ｎ源时，脱胶酶活达最高。脱胶时采用１％的接种量与采用２０％的接种量其脱胶酶活没有差别。试验菌株的对数生长期均在２０—３２小时之间．以５Ｌ／ｍｉｎ的Ｎ２气流量通气培养４５小时的菌液，用于５ｋｇ水平浸麻脱胶总残胶在１４—１７％。１ｋｇ水平生物脱胶麻经５ｇ／ＬＮａＯＨ，１ｋｇ／ｃｍ２压力蒸煮２小时后，其总残胶为０．２—１．４％。５ｋｇ水平生物脱胶麻经５ｇ／ＬＮａＯＨ＋２ｇ／Ｌ三聚磷酸钠，１ｋｇ／ｃｍ２压力蒸煮２小时后，总残胶降至１．５％以下。生物－化学脱胶麻的纤维强度不比纯化学脱胶麻低。

苎麻脱胶废水处理工程改扩建设计

生产规模扩大,废水排放量增加,原有苎麻脱胶废水处理工程需要改扩建。设计重点强化了生物处理的作用,具体措施包括:采用生物膜和活性污泥共同起作用的复合生物处理法,并且分级、分段运行。投产后出水满足《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)二级排放标准的要求,通过了环保部门验收。

生物脱胶苎麻纤维性能研究

应用一种简便、廉价的细菌脱胶方法对苎麻进行脱胶,研究脱胶后的苎麻纤维性能。结果表明,苎麻细菌脱胶后残胶率1.82%,达到了脱胶要求。且松散了苎麻纤维横截面组织结构,对苎麻中纤维素无破坏,提高了上染色率12%左右,单纤维强力比碱液脱胶的大0.15N/tex,对白度影响不大。说明该脱胶法是一种绿色生产工艺。

苎麻鲜麻沸水煮练处理对厌氧微生物脱胶的影响

目前苎麻微生物脱胶采用的原料是刮剥后直接晒干的原麻,脱胶效果较差。该研究采用的原料是将刮剥后的鲜麻,先经过沸水煮练后再晒干。对经过不同煮练时间处理后的原麻,进行实验室厌氧微生物脱胶。结果表明,经过沸水煮练处理后的原麻,厌氧微生物脱胶的效果明显好于未经沸水煮练处理后的原麻;沸水煮练处理1 h的原麻,纤维细度5.83 dtex,强度6.12 cN/dtex,制成率为73.6%,厌氧微生物脱胶效果最佳。

麻文化发展与高值利用前景展望

中国麻类植物历史悠久,从远古时期葛麻、大麻、苎麻文化等的开始,到20世纪初纤维用亚麻的引入。中国的麻类植物曾是重要的经济作物,对人们的日常生活和社会文化的发展产生过重要影响。但是近年来,麻类生产总体呈下降趋势,这与麻类纤维用途单一有关。而事实上,麻类在高值利用方面有着巨大的潜力,其高值利用主要包括制备高端纺织产品、制备优质蛋白饲料、合成用于绝热保温、电池、环保等行业的高性能工业材料、制备不同药理活性的药品(如苎麻中的绿原素、药用大麻中的大麻素以及剑麻中的剑麻皂素)、治理环境污染(如修复土壤)等。为进一步提高麻的高值利用,需着力开发绿色的麻改性和麻脱胶等处理技术。

生化——光催化氧化法处理苎麻脱胶废水

工程实践表明 ,采用生化与光催化氧化相结合的工艺处理苎麻脱胶废水 ,具有处理效果好、运行稳定、运行费用低等特点。

苎麻脱胶菌群RAMCD407中优势菌的分离、鉴定及脱胶能力分析

【目的】以苎麻生物脱胶菌群RAMCD407为研究材料,分析其菌种功能,初步阐明菌群的种间协作机理。【方法】利用4种不同的培养基,对该菌群中的微生物进行分离培养,通过16S r RNA基因序列比对鉴定,将分离得到的菌株进行果胶酶活力、木聚糖酶活力和胶质去除率的测定与筛选。筛选得到的菌株重新组合成为复合菌系JHY,并分析各菌种对JHY的功能影响。【结果】共获得25个菌株,这25个菌株分别属于芽孢杆菌属、假单胞菌属、肠杆菌属、鲁梅利杆菌属、鞘氨醇杆菌属和微小杆菌属。从中筛选出6株细菌,分别为Y1、2H3、Y2、JY31、2H2和2H1,组成复合菌系JHY。经测定,2H2在复合菌系JHY中发挥重要作用,能提高复合菌系的果胶酶活力、木聚糖酶活力和胶质去除率;JY31的存在抑制了其它菌株的生长,降低了复合菌系JHY的酶活力和胶质去除率。【结论】2H2为复合菌系JHY的重要菌种,去除JY31可提高复合菌系JHY的脱胶效率。