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化
进展
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CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
2011年第30卷第6期
研究开发
污泥微生物蛋白发泡剂的改性
岳秀伟,张卫江,徐娇,赵榖青
(大津大学化工学院,天津300072)
摘要:污泥中有机物含量呈现高賃白、低脂肪的特征,可以从中提取蛋白质,制成蛋白发泡剂。为提高发泡
剂的泡沫性能,选取了无机、有机小分子和有机大分子3大类共12种添加剂并考察了它们对蛋白溶液泡沫性能
的改善效果。通过比較加入添加剂后蛋白液的发泡和稳浼性能,得出硫酸锌、蔗糖和阿拉伯树胶3种添加剂在
提高蛋白分子活性、増加液相黏度、提高液膜强度方面效果较明显。从而确定为可对蛋白液泡沫性能起到显著
改善作用的3种添加剂
关键词:污泥蛋白;发泡剂;泡沫性能
中图分类号:X701.3
文献标志码
文章编号:1000~-6613(2011)06-1316-04
Modification of the protein foaming agent extracted from
microorganism in sludge
YUE Xiuwei, ZHANG Weijiang, XU Jiao, ZHAO Yiging
School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China)
Abstract: The organic content of sludge is characterized by high-protein and low-fat, so the sludge can
be used to produce protein solution, and then made into protein foaming agent. With the purpose of
improving the foaming performance of the agent, twelve kinds of additives belonging to three main
categories, inorganic, small, and large organic molecules were selected and their effects on the foaming
performance of the protein solution were examined By comparing the forming and stabilized bubbling
performance, zinc sulfate, sugar and Arabic gum were the three kinds of additives which could
significantly enhance the activity of protein molecules, increase liquid viscosity, or improve film
strength, and improve the foaming performance of the protein solution
Key words: sludge protein; foaming agent; foaming performance
污泥中含有大量微生物,如细茵、真菌、放线性污泥,从中提取微生物蛋白质,最终得到的蛋
菌等,此外还含有原生动物、后生动物和藻类,白浓缩液具有优良的泡沫稳定性,可进一步加工
这些生物体内均含有蛋白质。据报道,处理生活成为蛋自发泡剂。但这种蚩自浓缩液比较黏稠,
污水产生的剩余污泥中,蛋白质的含量可达起泡性较差;经稀释后得到的蛋白水溶液虽然
41%。乔玮等研究了污泥中有机物的组成情发泡性有所提高,泡沫稳定性却明显降低。加入
况:蛋自质含量为42%~70%,脂肪含量为7%~添加剂可改善蚩白溶液泡沫性能,本工作旨在通
26%,碳水化合物含量为17%~43%。由于污泥过对比几种添加剂的改善效果,以确定具有工业
中有机物的组成表现为高貨白低脂肪的特征,因化前景的添加剂。
此采用适当的方法提取污泥中的蛋白质加以利用
收稿日期:2010-09-12;修改稿日期:2011-01-23
是经济可行的。
第一作者:岳秀伟(1985一),女,硕士研究生。联系人:张卫江,
崔静及欧阳云风(用热碱水解法处理剩余活教授,研究方向为传质分离与污泥处理。E-mailwizh@tju.edu.cn
第6期
岳秀伟等:污泥微生物蛋白发泡剂的改性
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1实验
果的均值作为最终的实验结果,且各实验结果之间
的误差不超过5mm
1主要实验试剂和仪器
发泡剂母液,采用热碱水解法从污泥中提取的2结果与讨论
微生物蛋白液,来自天津市裕川置业集团有限公司2.1无机添加剂对蛋白溶液泡沬性能的影响
建材厂;氢氧化钠、蔗糖、β-环糊精,分析纯,天
在300mL蛋白稀释液(蛋白原液的体积浓度
津市科密欧化学试剂有限公司;氯化钠、氯化钙、为10%)中分别添加0.15g、0.3g、0.45g和0.6g
硫酸锌、明胶,分析纯,天津大学科威公司;十
的无机小分子物质:氢氧化钠(NaOH)、氯化钠
烷基硫酸钠、十二烷基苯破酸钠、甲基纤维素、羧(NaCI)、氯化钙(CaCl2H2O)和硫酸锌
甲基纤维素钠、阿拉伯树胶粉,分析纯,天津虔诚(ZnSO47H2O),并于40℃下,按照 Ross-miles
伟业科技发展有限公司。
法测定泡性能。实验结果如图2和图3所示。
仪器:2151型罗氏泡沫仪,上海隆拓仪器厂
由图2、图3可知:硫酸锌对蛋白液泡沫性能
FA1004电子天平,上海恒平科学仪器有限公司;的改善作用最为明显,它不仅提高了发泡能力,还
带循环的超级恒温水浴
显著提高了稳泡能力;与硫酸锌相比,氯化钙同样
1.2实验方法
含有二价阳离子,但对蛋白溶液泡沫性能的改善作
蛋白液泡沫性能的测定包括发泡能力和稳泡用要差些,只稍强于氢氧化钠和氯化钠,而且随添
能力两项检测指标。本实验采取Ros-Mies法
加量的增加,改善作用先减小后增大;氢氧化钠在
作为检测方法,所用仪器为罗氏泡沫仪(图1)
发泡方面的改善作用不如氯化钙,但随着添加量的
实验前,先将40℃恒温水通入循环水套中,保证增大,其在稳泡方面的改善作用要强于氯化钙:氯
实验处于一定的恒温条件;然后量取300mL蛋白化钠对溶液泡沫性能的改善作用并不突出。
溶液于大烧杯中,放在40℃恒温水槽中保温:
15~20min后,将50mL蟹白液沿着玻璃内壁缓
慢倒入泡沫仪的刻度管内,再吸入200mL蛋白液
于泡沫移液管。整个过程需缓慢进行,避免泡沫
的产生
实验时,令200mL蛋白液从高900mm、内径
2.9mm的毛细管中自由流下,冲击刻度管内的50
185
mL蛋白液,此时将产生大量泡沫,形成泡沫柱
从200mL蛋白液刚流完时开始计时,分别以起始
0.4
0.7
添加量/g
和5min时的泡沫柱高度h和ky表示蛋白液的发泡
能力和稳泡能力。为減少误差,取3次实验测定结
图2蛋白液的发泡能力与无机物添加量的关系曲线
Cacl2
长
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