在化學(xué)教學(xué)中,黃原膠是用黃單胞菌 經(jīng)微生物發(fā)酵制取的生物細(xì)胞外轱多糖, 具有良好的增黏性、耐酸堿性和抗高溫 性,能耐高濃度鹽,具有乳化和均勻魁浮 顆粒等性能,可廣泛應(yīng)用于食品、石油、陶 瓷、紡織、印染、醫(yī)藥、造紙、地礦、滅火、涂 料、化妝品等20多個(gè)行業(yè),用微生物發(fā)酵 的方法生產(chǎn)黃原膠在國(guó)內(nèi)外有著廣泛的 前景,并且越來(lái)越引起人們的重視。
但由于黃原膠發(fā)酵液的黏度很高,采 用過(guò)濾的方法不能有效去除其中的菌體, 加之發(fā)酵液中黃原膠的含最很低(質(zhì)量分 數(shù)只有傳統(tǒng)的分離方法非常 浪費(fèi)能源和材科。本文探討了影響黃原膠 產(chǎn)M的一系列因素,得出了黃原膠發(fā)酵的 最佳條件和提純及分離的技術(shù)。
(1)碳源。碳源是生物發(fā)酵的一個(gè)重 要影響因素。實(shí)驗(yàn)采用蔗糖、乳糖、葡萄糖 和淀粉四種物質(zhì)作為碳源,通過(guò)測(cè)定發(fā)酵 液的黏度,可以考察碳源對(duì)發(fā)酵效果的影 響。從表1可以看出淀粉作為碳源發(fā)酵液 的黏度高于其他碳源的發(fā)酵液粘度。
表1不同碳源對(duì)黃原肢發(fā)酵液黏度 的影哈
籲顏延寧,楊巍巍
(2)pH值。pH對(duì)發(fā)酵液黏度的影響見(jiàn)
表2。
影響
黃原膠發(fā)酵周期為48~56h,24h前主要 是菌體生長(zhǎng),24h以后進(jìn)入產(chǎn)膠期,36h左右 產(chǎn)膠達(dá)到高峰。M有利于菌體生長(zhǎng)的pH值為 6,0~6.3,而pH值在73 ~ 7.6最適合膠的生 產(chǎn)。產(chǎn)膠時(shí)pH值不斷下降會(huì)抑制糖基載體的 活性,從而影響產(chǎn)膠。當(dāng)pH值降到5.4后,產(chǎn) 膠完全停止。因此,發(fā)酵過(guò)程中必須保持pH 中性。
(3)消泡剤。發(fā)酵中后期,隨黃原膠生產(chǎn)發(fā) 酵液黏度增大,代謝產(chǎn)生的C〇2無(wú)法及時(shí)逸 出而在液面處生成泡沫層,這對(duì)溶氧極為不 利。若泡沬溢出發(fā)酵罐,還會(huì)導(dǎo)致染菌。消泡劑 對(duì)發(fā)酵液逸出度的影響見(jiàn)表3。
表3消泡則對(duì)黃原肢發(fā)酵液黏度的影響
由表3可看出對(duì)黃單胞菌這類(lèi)易污染的 菌體,菜籽油適合作消泡劑,菜籽油作消泡劑 時(shí),可參與菌體代謝并最終被分解。
二、提純與濃縮
從發(fā)酵罐取出的發(fā)酵液尚含有質(zhì)蠆分?jǐn)?shù) 為95%以上的水分,以及一些未消耗的碳源、 氮源和大量的黃單胞菌殘菌。高黏度、高雜質(zhì) 和產(chǎn)品濃度低的特點(diǎn)給后提取過(guò)程造成極大 的困難,使得去除雜質(zhì)、脫水、產(chǎn)品精制在總成 本中占了相當(dāng)大的比例,后處理技術(shù)直接影響 產(chǎn)品的產(chǎn)最。
酵液性質(zhì)不穩(wěn)定,易隨時(shí)間發(fā)生變化,如 受空氣氧化、微生物污染等。分離過(guò)程很容易 發(fā)生因pH、離子強(qiáng)度、溫度等變化,造成產(chǎn)物 的失活。根據(jù)上述特點(diǎn),提純分離過(guò)程的原則 是:迅速加工,縮短停留時(shí)間,控制溫度和 pH,減少或避免與空氣接觸受污染的機(jī)會(huì),優(yōu) 化提純和分離工藝路線。
1.黃原肢的提純
發(fā)酵液中,黃原膠的含董很低,質(zhì)最分?jǐn)?shù) —般在2% ~5%,還含有不溶性固體懸浮物、 可溶性有機(jī)物和無(wú)機(jī)離子。精制和提純黃原 膠發(fā)酵液的常規(guī)方法是通過(guò)離心、分離或抽濾, 把不溶物質(zhì)從發(fā)酵液中分離出來(lái)。由子發(fā)酵 液黏度很大,必須先用水稀釋,這樣又增加了 分離過(guò)程的成本。采用了兩種新的提純技術(shù):
硅藻土過(guò)濾法和酶降解法。
(1)硅藻土過(guò)濾法。因?yàn)楣柙逋劣休^ 小的顆粒度,表面呈多孔狀,極易吸附溶 液中較小的固體顆粒,經(jīng)過(guò)濾處理,就能 使菌體雜質(zhì)與硅藻土一起除去。為驗(yàn)證其 加入遢對(duì)膠產(chǎn)逛的影響,取5份等量的發(fā) 酵液試樣200mL,分別加入硅藻土(若產(chǎn) 品的濃度較髙,還需必要的稀釋)1g、2g、 3g、4g、5g快速攪拌1h,過(guò)濾,所得的處 理液透明度明顯提高,即硅藻土過(guò)濾法對(duì) 去除菌體有顯著效果。
表4硅藻土用量對(duì)黃原膠發(fā)酵液黏 度的影響
由表4可以看出,加入硅藻土處理 后,所得處理液的黏度都比原發(fā)酵液的黏 度小,說(shuō)明硅藻土在吸附菌體殘骸的同時(shí) 也吸收了一部分黃原膠。隨著加入M的增 加,發(fā)酵液黏度出現(xiàn)了一個(gè)峰值,硅藻土 使用的最佳質(zhì)量濃度為I5g/L。
(2)酶降解法。酶降解法是一種新型 的凈化黃原膠發(fā)酵蔽的方法。首先熱處理 殺死發(fā)酵液中的菌體,然后用蛋白酶和溶 菌酶分別處理。將含有黃原膠和細(xì)胞殘?bào)w 的發(fā)酵液在堿性條件下,升溫55C殺死 菌體。然后調(diào)節(jié)pH值為弱堿性,加入堿 性蛋白酶,攪拌處理。再把所得的處理液 冷卻到35^,調(diào)節(jié)pH至7.0,加入溶菌 酶,繼續(xù)攪拌處理。黏度測(cè)定如表5。
使用蛋白酶和溶菌酶對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行 降解,可除去菌體殘骸等蛋白質(zhì)不溶物。 這種方法使所得的黃原膠具有較好的黏 度和透光度。此提純工序可以減少稀釋、 抽濾、離心分離這些復(fù)雜的步驟,最重要 的是能提高產(chǎn)品的黏度。
一、合分閘、紅綠燈不亮的處理
變電所合、分闡,紅、綠指示燈,不僅反應(yīng)合、分閘回路的完整性, 同時(shí)反應(yīng)斷路器的合、分位置,它有著重要的作用,一旦不亮了要及 時(shí)處理。其方法和步驟如下:
1.取下燈泡,查看燈泡是否有燒壞情況,如發(fā)現(xiàn)斷絲,更換一只
好燈泡即可。若是乳燈或發(fā)光二級(jí)管不亮,不易查看出來(lái),可用好燈 泡換試。'
2.換上好燈泡仍不亮,可用萬(wàn)用表測(cè)量燈座上有無(wú)電壓。如有電 壓,說(shuō)明還是燈泡壞或燈座接觸不良,可檢查燈座接線及彈焚片后, 再換燈泡試一下。
3.測(cè)得燈座接線上無(wú)電壓,可將萬(wàn)用表表筆接于相臨燈座正 電濛上,負(fù)表筆分別接觸無(wú)電燈座電源進(jìn)線上,若有電壓,說(shuō)明該燈 負(fù)電源回路完好,熔斷管未壞,斷路器輔接點(diǎn)位置正確,接觸良好,A 是正電源線無(wú)電??蓹z査該回路+KM或+JCM培斷管溶斷或松動(dòng)接 觸不良,應(yīng)更換處理。若負(fù)表筆分別接觸不亮指示燈進(jìn)線時(shí),正表筆 接觸本燈座和枏臨燈座正電源線都沒(méi)電壓,說(shuō)明該燈座負(fù)極有問(wèn)題, 可檢查-KM或-XM熔斷管是否完好。若完好并有電,說(shuō)明開(kāi)關(guān)中的 輔助開(kāi)關(guān),接點(diǎn)位置不到位或接觸不良,需停電拉開(kāi)刀閘,檢查輔助 開(kāi)關(guān),經(jīng)上述查找處理,即可恢a正常。
二,接地?zé)袅梁鸵繇憰r(shí)實(shí)際未接地的處理
35kV或10KV母線發(fā)出接地?zé)袅梁鸵繇懶盘?hào)時(shí),而實(shí)際未接地 的處理,其檢查處理方法如下:
發(fā)出母線接地音響燈光信號(hào)后,先復(fù)歸音響,再觀察母線絕緣監(jiān) 察電壓表。若電壓表的指示與以往發(fā)生接地現(xiàn)象有所不同,有兩只表 電壓并未升高,一只下降但不為零。發(fā)生這種現(xiàn)象是35kV或10KV 母線電壓互感器一相高壓熔斷器熔斷。哪一相電壓指示偏低就是哪 一相,這是由于此相電壓表,二次回路中經(jīng)TV線圈和其他兩相電壓 表形成串聯(lián)回路,雖有電壓指示,但不是該相實(shí)際電壓。
有兩種10kV或35kV線路,同時(shí)發(fā)生不同相接地,使相間經(jīng)大地 短路,造成主變過(guò)電流跳閘。一般因時(shí)間很短,運(yùn)行人員還未觀察清
•毋光明
楚,就已跳閘停電了。
造成全所停電后,先斷開(kāi)各出路斷路器,再合上主變斷路 器,使主變恢復(fù)運(yùn)行后,再逐條投運(yùn)出線。投運(yùn)到接地線路,觀察 清楚接地相后,斷開(kāi)此條線路斷路器,停止運(yùn)行。再繼續(xù)投運(yùn)后 面的出線,找出另一條接地線路和接地相,通知線路維護(hù)人員査 處,處理后方可投入運(yùn)行。
三、真空斷路器儲(chǔ)能電機(jī)不轉(zhuǎn)或連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)
變電所10kV出線的ZW-10型真空斷路器,儲(chǔ)能電機(jī)不轉(zhuǎn) 或不停地連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),其原因是,因斷路器頻繁操作,使操作機(jī)械 中機(jī)械部分磨損變位,控制儲(chǔ)能電機(jī)行程開(kāi)關(guān)工作的凸輪脫落, 行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)因拉弧燒蝕,造成觸點(diǎn)熔斷或熔焊在一起,致使 接不通或斷不開(kāi)電機(jī)電源。其處理方法為:更換一只新的行程開(kāi) 關(guān),并在行程開(kāi)關(guān)中,給電機(jī)供電的一對(duì)動(dòng)斷接點(diǎn)兩端,并聯(lián)一 只2.5 M 5M F的電容器(家用鼓風(fēng)機(jī)電容),即可消除因拉弧 而燒壞行程開(kāi)關(guān)接點(diǎn)問(wèn)題。另外,給機(jī)械中各轉(zhuǎn)動(dòng)部位,每次檢 修時(shí)涂一些黃油,并鎖緊軸頭阻檔彈簧片,防止控制行程開(kāi)關(guān)的 凸輪脫落。
四、主變沒(méi)有過(guò)電流而發(fā)生過(guò)流保護(hù)動(dòng)作跳闡
10kV或35XV線路,運(yùn)行總負(fù)荷電流沒(méi)有超過(guò),而主變電流 瞬時(shí)升高,使主變過(guò)流保護(hù)動(dòng)作而跳閘,造成全所停電。其原因 是兩條輸電線路,同時(shí)發(fā)生不同相單相接地,使相間經(jīng)大地短 路,造成主變過(guò)電流跳閘。一般因時(shí)間很短,運(yùn)行人員還未觀察 清楚,就已跳閘停電了。造成全所停電后,先斷開(kāi)各出路斷路器, 再合上主變斷路器,使主變恢復(fù)運(yùn)行,再逐條投運(yùn)出線。投運(yùn)到 接地線路后,先觀察清楚是哪一相接地,然后斷開(kāi)此條線路斷路 器,使其停止運(yùn)行。再繼續(xù)投運(yùn)后面的出線,找出另一條接地線 路和接地相后,也將其停止運(yùn)行,然后通知線路維護(hù)人員查處, 在處理后,方可投運(yùn)。
五、儀用互感器的故障處理
當(dāng)互感器及其二次回路存在故障時(shí),表針指示將不準(zhǔn)確,值 班員容易發(fā)生誤判斷甚至誤操作,因而要及時(shí)處理。
1.電壓互感器的故陣處理
電壓互感器常見(jiàn)的故障現(xiàn)象如下:
(1)~•次側(cè)或二次側(cè)的保險(xiǎn)連續(xù)熔斷兩次。
(2)雷煙、發(fā)出焦矣味。
2.黃原肢的分離
發(fā)酵液中黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2% ~ 5%的 發(fā)酵液無(wú)論是采用溶剤沉淀還是采用直接干 燥法,均*耗用較多的沉淀劑和能*,且沉淀 劑回收成本高。所以需要將發(fā)酵液濃縮到一 定程度以降低沉淀劑用置和干燥所耗能量。
(1)超濾。將酶降解或硅藻土處理后的發(fā) 酵液加熱到3(«:,加入到超濾設(shè)備進(jìn)行超濾。 經(jīng)超濾處理后,濃縮液中多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)由原 來(lái)的2% ~ 3%提高到8%-10%。后提取過(guò) 程中可以節(jié)省大貴酒精,降低了產(chǎn)品的成本。
(2)乙醇提取。黃原膠產(chǎn)品的提取采用有 機(jī)溶劑沉淀法(酵析法),常用乙酵。
乙酵法是在發(fā)酵液中加一定量的鹽酸調(diào) 節(jié)pH值,使其呈酸性。加人乙鮮,攪拌成絮狀
黃原膠沉淀,但乙醇耗最大。另外,由于乙 酵與水形成共沸物,回收乙酵的能最消耗 也很大。.
三、結(jié)論
1.黃原膠發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中,使用淀粉 作為碳源優(yōu)于其他碳源。
2.發(fā)酵過(guò)程維持pH值為7.0,空氣通 入量(體積比)為0.5mirr*和攪拌速度為 500f / mirt,發(fā)酵黏度大。
3.采用過(guò)濾法或酶降解法能達(dá)到一定 的提純目的,用砝藻土過(guò)濾法比較經(jīng)濟(jì),酶 降解法更明顯地提高了黃原膠的質(zhì)量。
4.超濾處理可將黃原膠發(fā)酵液中多糖 質(zhì)置分?jǐn)?shù)由原來(lái)的2%濃縮到8%以上,大 大節(jié)省黃原膠提取過(guò)程中的乙酵用量,降
低生產(chǎn)成本。
(5)用乙醉和沉淀濃縮后的黃原膠發(fā) 酵液,產(chǎn)品的純度和收率均較高,但乙酵 與水易形成共沸物,不易回收。如何在干 燥之前最大限度地、廉價(jià)地把黃原膠提 取出來(lái),還需進(jìn)一步研究和探索。