[发明专利]用于获得纤维状生物聚合物的生物聚合物提取方法、用所述方法获得的纤维状生物聚合物、以及纤维状藻酸盐酰胺

说明书

在现有技术反应器设置中，形成通常在细胞外基质中或嵌入细胞外基质中的微生物致密聚集体。这可涉及颗粒、涉及小球、生物膜、具有高于水之黏度的球体样实体，等。所述致密聚集体包含细胞外聚合物物质，或生物聚合物，特别是直链多糖。本发明属于以下领域：从颗粒污泥中提取生物聚合物、通过所述方法获得的纤维状生物聚合物(特别是藻酸盐或细菌藻酸盐)、以及所述生物聚合物的用途。

技术领域

本发明属于以下领域：从颗粒污泥(granular sludge)中提取生物聚合物、通过所述方法获得的纤维状生物聚合物(fibrous biopolymer)(特别是藻酸盐(alginate)或细菌藻酸盐)、以及所述生物聚合物的用途。

背景技术

在现有技术反应器设置中，可在水性环境中用合适的碳源供给(非纯性(non-axenic))细菌培养物。其中形成通常在细胞外基质中或嵌入细胞外基质中的致密的微生物聚集体。这可涉及颗粒、涉及小球(globule)、生物膜、具有高于水之黏度的球体样实体(sphere like entity)，等。

数年前，由例如废水处理工艺产生的污泥(包括颗粒污泥)被认为是无法进一步利用的废物。最重要的是，废物处理成本很高。

最近发现，可大量生产可获自颗粒污泥的细胞外聚合物物质，特别是直链多糖。

构成颗粒污泥的颗粒是微生物细胞的(致密)聚集体，所述微生物细胞通过细胞外聚合物物质自我固定成球形形状，而不涉及任何载体材料。颗粒污泥的颗粒的特征性特征在于其在沉降期间(即在反应器中在降低的流体动力剪切下)不显著聚集。细胞外聚合物物质占颗粒总质量的显著比例。

细胞外聚合物物质包含由微生物分泌到其环境中的高分子量化合物(通常＞5kDa，也见下文的Li)。细胞外聚合物物质主要由多糖和蛋白质构成，并且可包括其他大分子，例如DNA、脂质和腐殖物质。

有利地，可通过例如物理分离、沉降、离心、气旋分离(cyclonic separation)、倾析、过滤或筛分容易地从反应器中移出颗粒污泥的颗粒，以提供小体积的细胞外聚合物物质。与从反应器的液相中分离材料相比，这意味着分离细胞外聚合物物质既不需要大量的有机溶剂或其他溶剂(用于提取)，也不需要大量的能量(以蒸发液体)。

对于一些应用，可获自颗粒污泥(优选地获自颗粒污泥)的细胞外聚合物物质不需要进一步纯化或处理来使用，因此可直接应用。当从颗粒污泥中获得细胞外聚合物物质时，细胞外聚合物物质优选地与细菌(细胞)和/或其他非细胞外聚合物物质分离。

然而，对于多种应用，细胞外聚合物物质(在本文件中也称为“生物聚合物”)不可直接使用，例如鉴于纯度不足、细胞外聚合物物质的典型(褐色)着色，等。在这方面，注意到本发明在原则上同样适用于一般生物聚合物。

对于术语“微生物过程”，这里意指微生物转化。

一些文件记载了从好氧颗粒污泥中分离藻酸盐。

Li等在“Characterization of alginate-like exopolysaccharides isolatedfrom aerobic granular sludge in pilot plant”，Water Research，Elsevier，Amsterdam，NL，第44卷，第11期(2010年6月1日)，第3355-3364页中记载了相对原始形式的具体藻酸盐。这些藻酸盐通常不适合进一步使用，因为其至少部分地着色。在该方法中，可使用活性炭，但其主要用于从溶液中除去杂质。此外，藻酸盐的脂质含量相当低(＜1wt.％)。