一種利用微生物培養液凝固天然橡膠膠乳的方法
2023-09-19 03:24:15
專利名稱：一種利用微生物培養液凝固天然橡膠膠乳的方法
技術領域：
本發明涉及一種天然橡膠膠乳的生物凝固工藝。
背景技術：
天然橡膠膠乳的凝固方法可分為三大類化學方法-加入酸、鹽、脫水劑之類的凝固劑，這方面的專利報導有一種提高鈣 離子凝固天然橡膠老化性能的方法(CN100536336C)，利用廉價的鈣離子溶液來凝固天然膠 乳；一種新型天然膠乳凝固劑(〔呢7104720幻，利用硫酸乙醇、2，3-二羥基丁二醇來凝固膠 乳，類似的專利有一種改進型的天然新鮮膠乳凝固劑(CN 1111172C)，利用硫酸、水、乙醇等 原料生產新型膠乳凝固劑；還有利用表面活性劑和氯化鈣、澱粉作凝固劑凝固天然膠乳的 研究的報導(何忠建等.表明活性劑和氯化鈣作凝固劑凝固天然膠乳的研究.化學工程 師.2008，3 :61-63;李程鵬等.澱粉加速凝固天然橡膠的熱降解研究.廣州化工.2006， 34(6) :13-14;侯婷婷等.氯化鈣凝固天然橡膠的熱分析研究.廣東化工，2006，33 (163) 沈-28)。但是，這些方法與普通的乙酸凝固法相比都沒有明顯的優勢。標準橡膠一般採用 酸凝固方法生產，但是這類方法存在氨水、醋酸對操作人員刺激性大，乙酸價格高，剩餘的 乳清固形物含量高、容易發臭、汙染嚴重等缺點。物理方法-加熱、冷凍或強烈攪拌，這方面少有專利報導。生物方法-利用橡膠膠乳原有的或外加的微生物或酶的作用，使膠乳凝固。這 方面的專利報導有天然橡膠田間膠乳的處理方法(C08C1/04)，利用酶來處理膠乳，通 過破壞膠乳粒子的穩定性來凝固膠乳；天然橡膠膠乳的凝固工藝(CN 100347198C)，利 用紅糖發酵溶液配合烤焦的糯米粉來混合凝固膠乳；原膠乳輔助生物凝固生產方法(CN 1223611C)，採用烷基苯甲酸鈉、白糖為添加物，通過生物發酵來凝固膠乳；類似的有天然膠 乳的生物凝固工藝(CN1077895C)，採用蛋白酶分解膠粒的保護層蛋白質和加入澱粉來凝固 膠乳；最近新的專利有一種真菌培養液凝固天然橡膠鮮膠乳的方法(CN 100482690C)，該 專利報告從天然橡膠廢水池的汙泥中篩選的真菌(Trichoriella ornithopoda Oorschot et de hoog)的培養液與氯化鈣混合凝固天然橡膠鮮膠乳的方法。這些專利中，加入澱粉為 凝固成分的，很難做到均勻添加；單一的菌種利用，很難預防其他雜菌的汙染，所以用上述 方法凝固依然存在發臭、凝固效率不高等情況；同時，氯化鈣的加入對橡膠的性質會造成很 大影響，在生產上難以大規模推廣運用。
發明內容
本發明的目的是克服上述已有技術的局限和缺點，通過微生物發酵產生乙酸的機 理來模擬人工添加乙酸凝固膠乳的工藝，同時，利用微生物產生細菌纖維素促進膠乳粒子 凝固的機理來提供一種簡捷、實用、生產效率高、成本低、幹膠產量高的綜合凝固橡膠膠乳 的方法-微生物培養液凝固工藝。為了達到本發明的目的，本發明提供了下述技術方案
微生物培養液凝固工藝，包括微生物培養液的製備以及糖源和微生物培養液以及 橡膠膠乳的混合凝固。上述工藝中，糖源可以是廢糖蜜、蔗糖、葡萄糖、果糖、木薯糖漿等糖類成分；微生物培養液，為能夠產生乙酸和細菌纖維素的醋酸菌和發酵產生乙醇的酵母菌 等微生物形成的菌群發酵所形成的微生物培養液，其中醋酸菌中包含產乙酸或產細菌纖維 素(產膜)菌種。醋酸菌和酵母菌有明顯的協同生長的作用，酵母菌發酵產生的乙醇可以 被醋酸菌利用產生乙酸或生成細菌纖維素。這種微生物培養液自身可以產生醋酸等酸類物質來凝固橡膠膠乳，同時，醋酸菌 產生的細菌纖維素將利於橡膠膠乳中橡膠膠乳顆粒的進一步交聯沉澱和凝固。使用時，將 準備好的微生物培養液、以及糖源按一定比例加入橡膠膠乳溶液中，攪拌混合後，讓微生物 發酵一段時間，酵母菌發酵產生乙醇，同時，醋酸菌利用培養基中產生的乙醇以及加入的乙 醇發酵產生乙酸和細菌纖維素，將橡膠膠乳凝固。為了促進凝固加快速度以及抑制雜菌的 生長，在加入微生物培養液的同時，加入少量的乙醇、乙酸、糖源以及無機鹽，促進微生物的 生長，加快橡膠膠乳的凝固。本發明與以前的方法相比有以下顯著優點(1)本發明中的微生物為醋酸菌、酵母、乳酸菌菌群，比以前的單一菌群更加穩定， 而且菌種之間有協同作用；(2)添加少量乙醇或乙酸，可以抑制其他雜菌的生長，同時促進醋酸菌的生長、產 酸以及細菌纖維素的產生；(3)同時，醋酸菌產生的細菌纖維素可以更加有效交聯膠乳中的橡膠粒子，從而 提高橡膠的產量；微生物在生長過程中大量分解吸收膠乳中的氮源、糖源、無機鹽等營養物 質，從而進一步減少凝固廢液的總固含量，從而減輕汙染排放；由於細菌纖維素具有良好的 生物可降解性，細菌纖維素均勻摻入到橡膠中，提高橡膠的生物可降解性，可以生產出具有 天然生物可降解的橡膠材料；(4)最後，擠壓凝固膠乳後的剩下的乳清含有大量的醋酸菌、酵母以及乳酸菌等益 生菌，可以在動物飼養或植物種植方面用作微生態製劑，徹底實現了橡膠膠乳的綜合利用。(5)從總體看，本方法具有簡單、成本低、產量高、汙染排放物少等優點。
具體實施例方式將含醋酸菌、酵母等菌種的菌群接種到本發明的液體培養基中，根據使用規模逐 級擴大，一級液體培養基需滅菌消毒，其後幾次需要煮沸消毒，按5% -20%的接種量接入 上一級培養液，接種後根據氣溫培養3-10天，備用。凝固膠乳前，將培養液與適量乙酸、 乙醇、糖源混合成凝固液，加入膠乳中，攪拌均勻，靜置凝固。培養液的用量為膠乳體積的 0. 5% -5%計算，乙醇或乙酸的添加量按膠乳體積的0. 1-0. 5%計算。用生物培養液凝固後的凝塊，取出膠體，在剩餘的乳清中加入糖類物質、無機鹽等 物質，根據氣溫培養3-10天，再次投入凝固使用，培養液用量及乙醇的用量與上述比例相 同。如此循環3-5次，然後採用新鮮培養的微生物培養液。本發明所述的培養液的液體培養基1含有如下的組份(以重量份計，下同)磷酸二氫鉀0. 1-0. 5份
糖類物質1-10份蛋白腖1-10份乙醇或乙酸0. 1-0. 5份水80-90份培養基2以乳清為主要培養成分，配方乳下生物凝固乳清、水80—90份乙醇或乙酸0. 1-0. 5份糖類物質1-10份糖源可以是廢糖蜜、蔗糖、葡萄糖、果糖、木薯糖漿等糖類成份。本發明不僅適用於橡膠膠乳的凝固，也適用用膠乳含量比較低的乳清的凝固。實施例1取含醋酸菌、酵母以及乳酸菌等微生物的混合菌群菌液，加入到上述培養基1培 養3-10天，直到培養基PH值得降到3-4以下，培養液中的醋酸含量比較多而穩定，根據膠 乳的體積，這時按5%的添加量將微生物菌液加入橡膠膠乳中，同時添加0. 體積的乙醇 或乙酸，0.5%的糖源，攪拌均勻後，放置12-M小時，取出膠塊，剩餘的乳清用作培養基2或 用作微生物態製劑。實施例2取含醋酸菌、酵母以及乳酸菌等微生物的混合菌群菌液，加入到上述培養基2培 養3-10天，直到培養基PH值得降到3-4以下，培養液中的醋酸含量比較多而穩定，這時按 5%的添加量加入橡膠膠乳中，同時添加0. 體積的乙醇或乙酸，0.3%的糖源，攪拌均勻 後，放置12-M小時，取出膠塊，剩餘的乳清用作培養基2或用作微生態製劑。
權利要求
1.一種利用微生物培養液凝固天然橡膠膠乳的方法，其特徵在於微生物的培養液中的 主要菌群為醋酸菌、酵母菌，醋酸菌為產乙酸或細菌纖維素的菌種，酵母菌可以產生乙醇， 醋酸菌可以利用乙醇產生乙酸或細菌纖維素，酵母菌和醋酸菌菌群之間具有共生的特徵。
2.一種利用微生物培養液凝固天然橡膠膠乳的方法，其特徵在於主要菌群產生含乙酸 等酸性物質的微生物培養液，通過添加上述微生物培養液產生乙酸來模擬人工添加乙酸凝 固膠乳的工藝；同時，微生物還利用乙酸等物質產生細菌纖維素來進一步促進膠乳粒子凝 固；為了促進凝固加快速度以及抑制雜菌的生長，在加入微生物培養液的同時，加入少量的 乙醇、乙酸、糖源、無機鹽，促進微生物的生長，加快橡膠膠乳的凝固。
全文摘要
本發明通過醋酸菌、酵母菌為主要菌群的微生物發酵形成含大量活菌的微生物培養液；將上述微生物培養液混合少量乙醇、乙酸、糖源、無機鹽等加入橡膠膠乳中，通過微生物培養液中的醋酸菌、酵母菌等微生物利用橡膠膠乳中的營養物質產生乙酸以及細菌纖維素來進一步促進膠乳粒子凝固，同時，微生物在生長過程中大量分解吸收膠乳中的氮源等營養物質，從而進一步減少凝固廢液總固含量，從而減輕汙染排放，最後擠壓凝固膠乳所剩下的乳清可以用作微生物凝固液的培養基或用作有益的微生態製劑，實現橡膠膠乳的綜合利用；這種方法操作簡單、降低成本、減少汙染、提高橡膠產量，且其方法生產的產品的理化性能比酸凝固的性能好。
文檔編號C12R1/02GK102093492SQ200910261009
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月10日 優先權日2009年12月10日
發明者符乃方, 羅長輝, 蔣盛軍, 雷博林 申請人:符乃方, 蔣盛軍, 雷博林