[发明专利]一种新型絮凝剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及微生物处理技术领域，具体的说是一种能够显著提高菌体的絮凝作用，从而可以代替传统离心方法，特别适用于对细菌类发酵液的絮凝沉淀预处理的新型絮凝剂及其应用。

背景技术

众所周知，絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂；有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。

无机絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等，其中硫酸铝最早是由美国开发的，并一直沿用至今的一种重要的无机絮凝剂。常用的铝盐有硫酸铝Al₂(SO₄)₃.18H₂O和明矾Al₂(SO₄)₃.K₂SO₄.24H₂O，另一类是铁盐有三氯化铁水合物FeCl₃.6H₂O.硫酸亚铁水合物FeSO₄.17H₂O和硫酸铁。

简单的无机聚合物絮凝剂，这类无机聚合物絮凝剂主要是铝盐和铁盐的聚合物。如聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)以及聚合硫酸铁(PFS)等。无机聚合物絮凝剂之所以比其它无机絮凝剂效果好，其根本原因在于它能提供大量的络合离子，且能够强烈吸附胶体微粒，通过吸附、桥架、交联作用，从而使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化，中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了δ电位，使胶体微粒由原来的相斥变为相吸，破坏了胶团稳定性，使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状混凝沉淀，沉淀的表面积可达(200～1000)m2/g，极具吸附能力。

近几年，随着纳米技术的不断发展，越来越多的纳米材料被制备，同时纳米材料具有的新特点也被研究人员发现。

纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子(nano particle)组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。

而目前个别纳米材料的生物絮凝作用也已经被报道，比如纳米壳聚糖可以絮凝微藻，壳聚糖-纳米金属的复合物也可以絮凝微藻。但是，利用纳米材料絮凝微生物的研究目前鲜有报道。

目前生产上微生物的絮凝主要采用离心的方法，该方法对仪器要求较高，同时需要消耗大量能源。寻找一种简便快捷的絮凝微生物的方法对今后微生物工业生产有重要意义。而纳米材料由于具有一些特殊性能近几年广泛应用于工程制造、医学等领域。我们发现纳米氧化铝作为絮凝剂能够显著絮凝枯草芽孢杆菌等微生物的发酵菌体，该絮凝剂的使用可以代替传统离心方法，适合细菌类发酵液的絮凝沉淀预处理，具有巨大的推广应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够显著提高菌体的絮凝作用，从而可以代替传统离心方法，特别适用于对细菌类发酵液的絮凝沉淀预处理的新型絮凝剂及其应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种新型絮凝剂，其特征在于为纳米氧化铝的水溶液。

本发明所述纳米氧化铝的水溶液为10%的纳米溶液。

本发明还提出了一种利用上述新型絮凝剂获得发酵菌体或上清液的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：向培养基中接种菌种，进行发酵后获得发酵菌体；

步骤2：向发酵液中添加上述新型絮凝剂，添加浓度为0.1mmol/L-20 mmol/L，混合均匀后静置30分钟，分离混合物中的发酵菌体和上清液。

本发明步骤2中新型絮凝剂的添加浓度优选为0.1或0.5或1或2或4或10或20mmol/L.

本发明还提出了一种利用上述新型絮凝剂获得海洋枯草芽孢杆菌发酵液中发酵菌体或上清液的方法，其特征在于包括以下步骤：