摘要：為凈化糖廠濾泥，使其得到更好的資源化利用，研究pH 、時間、溫度、轉速和接種量對霉菌凈化糖廠濾泥效果的影響。在單因素基礎之上，選取溫度、pH和接種量為自變量，耗糖量為響應值，采用響應面優(yōu)化法優(yōu)化霉菌凈化糖廠濾泥的條件。利用Box-Behnken設計和方差分析，研究各自變量及其交互作用對耗糖量的影響，模擬得到二次多項式回歸方程的預測模型。
結果表明，溫度30℃，pH為8，接種量為6%為最佳優(yōu)化條件，在此條件下，耗糖量的實際值為1 040 mg/20 g濾泥，理論值為1 061.39 mg/20 g濾泥，兩者的相對誤差為1.97%。二次響應曲面方差分析結果表明，回歸模型達到顯著性水平，在研究區(qū)域內擬合較好，模型的精密度、可信度和精確度均在可行范圍內。說明響應面法優(yōu)化霉菌凈化糖廠濾泥的條件切實可行。
濾泥是糖廠的大宗廢物，堆積如山，易造成嚴重的粉塵污染和環(huán)境惡化。若不進行綜合處理而直接排入江河，必然會引起水體生物需氧量過大、懸浮物負荷大幅度增加等問題，導致水體污染甚至河道淤塞，加劇洪水災害。濾泥中含有有機物質，極易發(fā)霉、發(fā)臭，甚至污染空氣。干濾泥中的碳酸鈣含量可達80%，且濾泥中碳酸鈣粒度較細，可以省去開采、破碎等各項費用，所以濾泥中的碳酸鈣若能得到充分利用，將會大大降低制品成本使濾泥變廢為寶。但濾泥中含有一定比例的有機物，不能直接對其利用。因此，研究如何凈化糖廠濾泥意義重大。
霉菌的生命力頑強，生命周期一般分為芽孢的產(chǎn)生、萌芽期、菌絲長成期和繁殖期4個階段。霉菌的芽孢壁厚且致密，具有極強的抗逆性，在極其不利的環(huán)境中仍能存活，因此，利用霉菌凈化糖廠濾泥具有可行性。
本實驗利用已篩選出的2株未知霉菌凈化糖廠濾泥，應用響應面法對其凈化條件進行優(yōu)化，用響應面法凈化糖廠濾泥的方法還未見文獻報道。
Box-Behnken設計是一種最常用的尋找多因素系統(tǒng)中優(yōu)化條件的響應面法，旨在提高霉菌對糖廠濾泥的凈化效果。并為甜菜糖廠濾泥的資源化利用提供依據(jù)。
1實驗部分
1.1實驗材料
1.1.1濾泥樣品
取自內蒙赤峰市林西嶺山糖業(yè)有限責任公司。
1.1.2供試菌種I和II
從供試濾泥中篩選而得。
1.1.3培養(yǎng)基
取20g絕干的供試濾泥，加入30ml水混合均勻，放入100ml三角瓶中。
1.1.4主要儀器和試劑
UV-2000型紫外可見分光光度計：龍尼柯（上海）儀器有限公司；微量凱氏定氮儀：上海分析儀器廠；電熱鼓風干燥箱2上海一恒科學儀器有限公司；JAPAN日立180-80塞曼原子吸收光譜儀：日本日立公司；血球計數(shù)板2上海安信光學儀器制造有限公司；分子篩：上海恒業(yè)集團。
濃硫酸、苯酚、鹽酸、硫酸銅、硫酸鉀、2%硼酸、氫氧化鈉、0.1%甲基紅乙醇溶液、0.1%溴甲酚綠乙醇溶液：均為分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司。
1.2實驗方法
1.2.1總糖含量的測定
采用苯酚硫酸法測定糖廠濾泥中的總糖含量。
1.2.2總氮含量的測定
采用凱氏定氮法和考馬斯亮藍法測糖廠濾泥中的總氮含量。
1.2.3金屬元素的測定
采用原子吸收光譜法測濾泥中的金屬元素。
1.2.4 2種供試菌復合比例的選擇
由于濾泥成分復雜，單一菌體對濾泥的凈化不能達到很好的效果，所以對兩種菌進行復合使用。通過對大量預實驗的結果分析，確定供試菌種的復合比例范圍，同時考慮到實際操作的可行性，并降低實驗誤差。本實驗考慮菌I和II菌，的復合比例為1:4、2:3、1:1、3:2、4:1。
1.2.5單因素實驗設計
在其他條件不變的條件下，分別從培養(yǎng)基的PH、搖床轉速、菌體接種量、溫度等進行單因素實驗，然后用分子篩將菌體盡量過濾掉，再以20g濾泥中菌體的耗糖量和耗蛋白量為實驗指標，選出對凈化效果影響較顯著的實驗因素。具體參見http://www.yiban123.com更多相關技術文檔。
1.2.6響應面法實驗設計
在單因素實驗結果基礎上，以溫度（X1）、PH（X2）與接種量（X3）為考察因素，以耗糖量作為響應值（Y），進行響應面優(yōu)化實驗，確定霉菌凈化糖廠濾泥的最佳條件。因素及水平見表1。
詳情請點擊下載附件：糖廠濾泥凈化方法
