УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БИОСУРФАКТАНТОВ

Полезная модель относится к области экологии и может быть использована для производства биосурфактантов, предназначенных для улучшения потребительских свойств нефти при ее добыче и транспортировке, а также для обработки почвы или водной поверхности, загрязненной нефтепродуктами, например, при ликвидации разливов нефтепродуктов при авариях нефтепроводов.
Известно, что одной из проблем, возникающих при добыче и транспортировке нефти, является ее низкая текучесть. Одним из способов повышения текучести нефти является ее разогрев. Однако такой способ является очень энергоемким, особенно в зимних условиях северных широт. Другим способом повышения текучести нефти является ее предварительная обработка биосурфактантами, т.е. веществами, продуцируемыми специфическими микробами, способными снижать вязкость углеводородов нефти за счет ее эмульгирования.
Кроме того, биосурфактанты могут также использоваться при очистке почвы или водной поверхности от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, что является важной задачей биотехнологической защиты окружающей среды. Использование биосурфактантов за счет эмульгирования естественным образом нефти и нефтепродуктов повышает их растворимость в воде и тем самым, углеводороды становятся более биодоступны для аборигенных микроорганизмов почвы или воды, т.е. тех микроорганизмов, которые изначально присутствуют в почве или в воде на месте загрязнения.
Известна микробиологическая установка, взятая в качестве прототипа, (см. патент РФ №2115719, кл. С12М 1/00, 1998 г.), содержащая ферментер, выход которого посредством насоса соединен с центрифугой, а также блок сушки готового продукта.
Основным недостатком известной установки является то, что заложенный в ней технологический процесс позволяет выращивать дрожжевые грибы и не позволяет выращивать штаммы микроорганизмов родов Rhodococcus и Acinetobacter, способных эмульгировать нефтью и нефтепродукты.
Задачей, решаемой заявляемой полезной моделью является доработка установки, после которой она будет пригодна для производства биосурфактантов на основе штаммов микроорганизмов родов Rhodococcus и Acinetobacter.
Указанная задача в установке для производства биосурфактантов, содержащей ферментер, выход которого посредством насоса соединен с центрифугой, а также блок сушки готового продукта, решена тем, что установка дополнительно содержит насос-фильтр, установленный на выходе центрифуги, соединенный с первым входом смесителя, а его второй вход связан с емкостью с растворителем, при этом выход смесителя через насос подключен к отстойнику, а выход отстойника соединен с блоком сушки готового продукта.
Для обеспечения высокой производительности установки:
- центрифуга выполнена с возможностью охлаждения жидкой фракции;
- смеситель выполнен в виде миксера с механическим вращающимся ротором;
- отстойник снабжен разделительной воронкой;
- блок сушки готового продукта выполнен в виде роторного испарителя.
На фиг.1 представлена приведена блок-схема одного из вариантов реализации заявляемого технического решения, где: 1 - ферментер; 2 - насос ферментера; 3 - центрифуга с ротором 4 и его приводом 5; 6 - насос-фильтр; 7 - смеситель с валом 8 и приводом 9; 10 - емкость с разбавителем; 11 - насос смесителя; 12 - отстойник с разделительной воронкой 13; 14 - роторный испаритель.
8
8
9
Заявляемое устройство работает следующим образом. В ферментер 1 загружают штаммы микроорганизмов родов Rhodococcus и Acinetobacter в концентрации 10 КОЕ/мл при температуре 20 градусов и культивируют в жидкой минеральной среде Эванса с 1% глюкозы, гексадекана или растительного масла в течение трех суток. При этом концентрация бактерий штаммов Rhodococcus и Acinetobacter достигает 5×10-10. Полученную суспензию с помощью насоса 2 перекачивают в ротор 4 центрифуги 3 и центрифугируют при температуре от 0°С до 4°С. После этого центрифуга 3 наклоняется и верхняя часть супернатанта сливается во входную емкость насоса-фильтра 6, который перекачивая супернатант в смеситель 7, одновременно его фильтруя. В смесителе 7 в супернатант добавляют разбавитель в концентрации к супернатанту не менее чем 1:1 и с помощью вала 8 перемешивают. В качестве разбавителя может быть использован метил-третбутиловый эфир или смесь хлороформ-метанол (2:1). После этого смесь с помощью насоса 11 подают в отстойник 12 с разделительной воронкой 13, где она отстаивается в течение 2-3 часов. Далее осуществляют слив нижней фракции с воронки 13 в роторный испаритель 14. В результате испарения разбавителя мы имеем порошок биосурфактантов.
Полученного 1 грамма порошка достаточно для обработки пяти квадратных метров площади загрязненной нефтепродуктами. Для этого порошок растворяют в воде и методом опрыскивания наносят на загрязненную нефтепродуктами поверхность. В результате обработки вязкость углеводородов нефти снижается за счет эмульгирования, а значит, повышается их растворимость в воде.
Для разжижения нефти, в нее добавляют водную суспензию биосурфактантов. За 3-4 часа биосурфактанты способны снизить вязкость нефти до 30-40% и тем самым улучшить ее реологические свойства.