一种利用声悬浮仪筛选微生物用于降解煤炭的方法技术

本发明专利技术属于煤降解技术领域，涉及一种利用声悬浮仪筛选微生物用于降解煤炭的方法，包括：1)菌种经发酵、声悬浮处理后得到声悬浮菌液；2)对原煤经破碎、研磨、筛分得到粒径为0.250～0.125mm的煤粉；3)煤粉浸泡于硝酸溶液中，经洗涤、过滤后，取固体干燥，得到煤样；4)将步骤3)的煤样先加入至液体培养基中形成煤浆，经灭菌后，继续向煤浆中加入步骤1)的声悬浮菌液，混合、离心后取固相产物，清洗、烘干、称重，计算煤降解率。本发明专利技术利用声悬浮处理提高菌种生长速度，促进碱性蛋白酶的分泌，提高煤的降解率，同时减少二次污染，工艺简单易操作。工艺简单易操作。工艺简单易操作。

【技术实现步骤摘要】
一种利用声悬浮仪筛选微生物用于降解煤炭的方法


[0001]本专利技术属于煤降解
；涉及一种利用声悬浮仪筛选微生物用于降解煤炭的方法。

技术介绍

[0002]能源是经济发展的源动力，是人类赖以生存和发展的物质基础，与人类的生产、生活以及社会发展紧密相关，当前，一次能源在各国能源结构中仍占主导地位，所占比例超过90％，其中煤炭的存储量远远超过了石油与天然气存储量的总和，目前我国能源结构中煤炭所占比例为54％。随着高阶煤炭开采的不断进行，低阶煤在煤炭总量中所占比例越来越高，目前，超过50％的低阶煤用来发电，其次是炼焦，还有制气、液化、直接燃烧供暖等；低阶煤在燃烧过程中除了产生二氧化碳、碳氢化合物外，还会生成大量烟尘、氮氧化物、硫氧化物、重金属化合物等污染物。由此可见，低阶煤作为燃料直接利用越来越不适应当今社会的发展，因此，低阶煤的清洁高效加工利用是煤炭可持续发展的必然途径。
[0003]煤的微生物降解是继煤炭的液化、气化加工技术后的最新技术，是一个涉及微生物学、生物化学、酶学、分子生物学、分离工程学、煤化学和矿物加工学等学科的新领域；煤的微生物降解具有反应条件温和、反应设备要求简单、低耗能等优点；在煤炭，特别是低阶煤的清洁高效利用方面，发展前景光明。
[0004]目前在煤炭的微生物降解领域已经取得一定的成果和发展，但是煤的生物降解不能实现工业化的主要原因可能是缺少高效降解菌，因为现有的高效降解菌种是通过诱变育种方法获得，而常规的诱变育种方法主要为物理诱变育种和化学诱变育种，存在操作复杂、需要使用诱导剂，容易产生二次污染等问题。

技术实现思路

[0005]针对上述煤降解存在的技术问题，本专利技术提供一种利用声悬浮仪筛选微生物用于降解煤炭的方法，利用声悬浮处理提高菌种生长速度，促进碱性蛋白酶的分泌，提高煤的降解率，同时减少二次污染，工艺简单易操作。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种利用声悬浮仪筛选微生物用于降解煤炭的方法，包括以下步骤：
[0008]1)菌种经发酵、声悬浮处理后得到声悬浮菌液；
[0009]2)对原煤经破碎、研磨、筛分得到煤粉；
[0010]3)煤粉浸泡于硝酸溶液中，经洗涤、过滤后，取固体干燥，得到煤样；
[0011]4)将步骤3)的煤样先加入至液体培养基中形成煤浆，经灭菌后，继续向煤浆中加入步骤1)的声悬浮菌液，混合、离心后取固相产物，清洗、烘干、称重，计算煤降解率。
[0012]进一步的，所述步骤1)中，菌种为地衣芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌或短小芽胞杆菌。
[0013]进一步的，所述步骤1)中，声悬浮的条件是，功率150～500W，时间0.5～4min。
[0014]进一步的，所述步骤1)中，声悬浮的条件是，功率150～350W，时间0.5～3min。
[0015]进一步的，所述步骤3)中，浸泡时间为12～48h，干燥温度80～120℃，干燥时间为6～12h。
[0016]进一步的，所述步骤4)中，煤样、液体培养基和声悬浮菌液用量的质量体积比为0.1～1.5g： 50mL：5～50mL；所述煤样粒径为0.5～0.075mm。
[0017]进一步的，所述步骤4)中，液体培养基是由10.0g蛋白胨、10.0g牛肉膏、5.0g NaCl、 20.0g琼脂以及1L蒸馏水配制而成的；液体培养基的pH＝7.2。
[0018]进一步的，所述步骤4)中，灭菌温度为121℃，灭菌时间为10～20min，混合温度为 20～40℃，离心速度8000～12000r/min，离心时间10～30min，烘干温度80～120℃，烘干时间为6～12h。
[0019]进一步的，所述步骤4)中，混合过程是在摇床中进行，摇床的转速为100～180r/min。
[0020]进一步的，所述步骤4)中，煤降解率m0为煤样质量；m为固相产物质量。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]1、本专利技术在常温常压下，利用声悬浮处理菌种，提高菌种生长速度，有利于菌种分泌碱性蛋白酶，从而提高菌种对煤的降解率，实现煤的高效降解，工艺简单可操作，能广泛的用于微生物降解煤中。
[0023]2、本专利技术通过声悬浮处理菌种，与其他物理化学技术相比，不使用诱导剂，成本低，且能有效地避免菌种与容器的接触，减少二次污染。
附图说明
[0024]图1为声悬浮装置示意图；
[0025]图2为不同超声功率下地衣芽胞杆菌的生长曲线；
[0026]图3为不同声悬浮时间对地衣芽胞杆菌生长的影响；
[0027]图4为声悬浮前后地衣芽胞杆菌的XPS图谱；
[0028]图5为声悬浮前后地衣芽胞杆菌的FTIR图谱；
[0029]图6为声悬浮前后地衣芽胞杆菌的SEM图；
[0030]图7为不同因素对地衣芽胞杆菌降解大南湖煤的影响；
[0031]图8为生物降解新疆大南湖煤的实物图(降解时间为7天)；
[0032]图9为生物降解新疆红沙泉煤的实物图(降解时间为7天)；
[0033]图10为生物降解新疆乌冬煤的实物图(降解时间为7天)。
[0034]其中：
[0035]1—超声波发生器；2—换能器；3—变幅杆；4—发射端；5—样品；6—反射端；7—支架。
具体实施方式
[0036]现结合附图以及实施例对本专利技术做详细的说明。
[0037]本专利技术提供的一种利用声悬浮仪筛选微生物用于降解煤炭的方法，包括以下步骤：
[0038]1)菌种经发酵、声悬浮处理后得到声悬浮菌液；
[0039]2)对原煤经破碎、研磨、筛分得到煤粉；
[0040]3)煤粉浸泡于硝酸溶液中，经洗涤、过滤后，取固体干燥，得到煤样；
[0041]4)将步骤3)的煤样先加入至液体培养基中形成煤浆，经灭菌后，继续向煤浆中加入步骤1)的声悬浮菌液，混合、离心后取固相产物，清洗、烘干、称重，计算煤降解率。
[0042]本专利技术步骤1)中，菌种为地衣芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌或短小芽胞杆菌。
[0043]本专利技术中，地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis)购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心 (CICC)，其编号为CICC 10092。该菌种为高产碱性蛋白酶菌株。
[0044]本专利技术中，枯草芽胞杆菌地衣芽胞杆菌(Bacillus subtilis)购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，其编号为CICC 10071。
[0045]本专利技术中，短小芽胞杆菌(Bacillus pumilus)购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心 (CICC)，其编号为CICC 21742。
[0046]本专利技术步骤1)中，声悬浮的条件是，功率150～500W，时间0.5～4min。优选的，声悬浮的条件是，功率150～350W，时间0.5～3min。
[0047]本专利技术步骤3)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用声悬浮仪筛选微生物用于降解煤炭的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)菌种经发酵、声悬浮处理后得到声悬浮菌液；2)对原煤经破碎、研磨、筛分得到煤粉；3)煤粉浸泡于硝酸溶液中，经洗涤、过滤后，取固体干燥，得到煤样；4)将步骤3)的煤样先加入至液体培养基中形成煤浆，经灭菌后，继续向煤浆中加入步骤1)的声悬浮菌液，混合、离心后取固相产物，清洗、烘干、称重，计算煤降解率。2.根据权利要求1所述的一种利用声悬浮仪筛选微生物用于降解煤炭的方法，其特征在于，所述步骤1)中，菌种为地衣芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌或短小芽胞杆菌。3.根据权利要求2所述的一种利用声悬浮仪筛选微生物用于降解煤炭的方法，其特征在于，所述步骤1)中，声悬浮的条件是，功率150～500W，时间0.5～4min。4.根据权利要求3所述的一种利用声悬浮仪筛选微生物用于降解煤炭的方法，其特征在于，所述步骤1)中，声悬浮的条件是，功率150～350W，时间0.5～3min。5.根据权利要求1所述的一种利用声悬浮仪筛选微生物用于降解煤炭的方法，其特征在于，所述步骤3)中，浸泡时间为12～48h，干燥温度80～120℃，干燥时间为6～12h。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘向荣，石晨，皇甫燕燕，尚煜超，吴昊，蔡昕原，申文盛，吴燕，
申请(专利权)人：陕西省煤田地质集团有限公司，
类型：发明
国别省市：