Vi sinh vật phân giải Hydrocarbon
•Download as PPTX, PDF•
1 like•4,165 views
vi sinh vật phân giải dầu mỏ, vi sinh vật phân giải hydratcarbon, Microbial Degradation of Hydrocarbons in the Environment
Recommended
More Related Content
What's hot
What's hot (20)
Viewers also liked
Viewers also liked (12)
Similar to Vi sinh vật phân giải Hydrocarbon
Similar to Vi sinh vật phân giải Hydrocarbon (20)
More from bomxuan868
More from bomxuan868 (20)
Recently uploaded
Recently uploaded (13)
Vi sinh vật phân giải Hydrocarbon
- 1. TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ PROTEIN ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VỀ VI SINH VẬT SỬ DỤNG NGUỒN HYDROCACBON SVTH: TRẦN THỊ MAI LINH LÊ THỊ THU HIỀN CAO XUÂN BÁCH NGUYỄN TRỌNG QUỲNH
- 2. NỘI DUNG • Tổng quan • Sản xuất protein vi sinh vật từ dầu mỏ và khí đốt • Sản xuất protein vi sinh vật từ Parafin • Sản xuất Protein từ chủng vi khuẩn Pseudomonas • Ứng dụng • Tài liệu tham khảo
- 3. Tổng quan Nguồn Cacbon cho vi sinh vật: • Rỉ đường • Cellulose • Hydrocacbon • CO2
- 4. Alkanes Alkane Formula Boiling point [°C] Melting point [°C] Solubility at 20 °C Methane CH4 -162 -182 gas Ethane C2H6 -89 -183 63.7 gas Propane C3H8 -42 -188 gas Butane C4H10 0 -138 gas Hexane C6H14 69 -95 12.3 liquid Octane C8H18 126 -57 liquid Nonane C9H20 151 -54 liquid Decane C10H22 174 -30 0.05 liquid Dodecane C12H26 216 -10 liquid Hexadecane C16H34 287 19 5.2 x 10-5 liquid Icosane C20H42 343 37 3.1 x 10-7 solid Triacontane C30H62 450 66 solid Tetracontane C40H82 525 82 solid Pentacontane C50H102 575 91 solid Hexacontane C60H122 625 100 solid • Hydrocacbon bão hòa • Dầu thô • Ít hòa tan với mạch thẳng • Chuỗi phân nhánh hoặc mạch vòng • Các mạnh nhánh khó khăn xử lý hơn với mạch thẳng
- 5. Phân giải alkan http://2010.igem.org/Image:TUDelft_Alkane_degradation_route.png • Phản ứng oxy hóa • Hình thành axit béo theo con đường beta oxy hóa • Thay đổi các nhóm chức trước khi bắt đầu phân giải
- 6. Con đường chuyển hóa n-alkan
- 8. Các yếu tố ảnh hưởng • Tác nhân lý hóa: - Thành phần dầu hoặc hydrocacbon - Nồng độ ô nhiễm - Nhiệt độ - Oxy - Dinh dưỡng - Muối - Áp suất - Hoạt độ nước - pH
- 9. Tác nhân sinh học • Các vi sinh vật khác có khả năng phân giải: vi khuẩn và nấm • Vai trò của plasmid trong thích ứng sử dụng nguồn hydrocacbon
- 10. Sản xuất protein vi sinh vật từ dầu mỏ và khí đốt Các quá trình đồng hóa hydrocacbon Cơ sở sản xuất protein từ khí đốt Cơ sở sản xuất protein từ dầu mỏ và Hydrocacbon
- 11. Thành phần cơ bản của dầu mỏ Hydrocacbua mạch thẳng: 30 - 35% Hydrocacbua mạch vòng: 25 – 75% Hydrocacbua thơm: 10 – 20%
- 12. Quá trình đồng hóa cacbon n - alkan Rượu bậc 1 Aldehyt Axit béo n - alkan Rượu bậc 2 Metyl xeton
- 13. Quá trình phân giải khí metan Các vi sinh vật có khả năng phân giải khí metan thành CO2 và H+ hoạt động. Sau đó chúng sử dụng H+ này để khử CO2 và tạo thành các hợp chất hữu cơ: CH4 + O2 (CH2O) + H2O CH4 CH3OH CH2O HCOOH CO2 60 – 90 % phosphotriase +2 H2O - H2
- 14. Phân giải hợp chất không no 1- olefin 1, 2 - epoxyt 1, 2 - diol aldehyt Axit béo Axit béo ngắn bớt bởi 1C α-oxy hóa - CO2 + H2O
- 15. Cơ sở sản xuất protein từ khí đốt • Nuôi vi khuẩn trên dịch muối amoni và muối khoáng được thường xuyên thổi khí metan và không khí • Ưu điểm: - Rẻ hơn dầu mỏ nhiều lần - Sản phẩm tinh khiết • Nhược điểm - Hỗn hợp khí CH4 và O2 dễ bắt lửa gây nổ - Độ hòa tan của CH4 và O2 trong nước thấp
- 16. Công nghệ sản xuất sinh khối từ dầu mỏ và các nguồn Hydrocacbon Chuẩn bị môi trường Nhân giống Lên men Tách, rửa sinh khối Sấy khô • Nguồn nitơ: nước amoniac 20 – 25 %; (NH4)2SO4 • Nguyên tố vi lượng: FeCl3.6H2O; MnSO4.H2O; ZnSO4.7H2O; CuSO4.5H2O; KI; Na2MoO4.H2O
- 17. Sự tạo thành của Parafin
- 18. Đặc điểm của “parafin wax” • Là sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất dầu mỏ • Là hỗn hợp rắn của các n- ankan từ C18H38 đến C37H76. Tồn tại ở trạng thái rắn, ko tan ở t phòng • Sử dụng chủ yếu để làm nến và giấy thấm • Kiểm tra được 19 loại vi khuẩn có thể sử dụng được sáp parafin như nguồn carbon chínhKết quả chạy sắc ký khí của sáp parafin
- 19. Các loài vi khuẩn sinh trưởng được trên môi trường parafin
- 20. Chuyển hóa hydrocarbon-HC ở vsv Vsv không thể sử dụng nguồn hydrocarbon này • Những cơ chất rắn không thể xâp nhập được vào tế bào vsv • Vsv không có những enzym để đồng hóa nguồn hydrocarbon này Vsv sử dụng được nguồn hydrocarbon • Khả năng tích lũy hydrocarbon trong cơ thể dưới dạng thể vùi • Có cơ chế vận chuyển HC qua màng tế bào
- 21. Lên Self Cycling Fermentation with Rhodococcus ISO1
- 22. Thành phần dinh dưỡng • Tỉ lệ cấp giống là 6% • 5 g/l parafin wax • 5g/l hexandecan • Hấp tiệt trùng trong 45 phút rồi được tiêm vào reactor Thành phần dinh dưỡng
- 23. Lên men tuần hoàn- Self cycling fermentation •Có sục khí mạnh • Lên men ở 37 °C •Hỗn hợp của parafin wax trong hexadeane là dạng lỏng
- 24. Đặc điểm của quá trình lên men Nồng độ sinh khối Nồng độ cơ chất Nồng độ oxi hòa tan Time
- 25. Kết quả
- 26. Sản xuất Protein từ chủng vi khuẩn Pseudomonas XCK-MX1 Pseudomonas là Gram âm, tế bào hình que, di động nhờ roi ở đầu và không có bào tử.Các đặc điểm sinh lí là dị dưỡng, linh họat về dinh dưỡng, không quang hợp hoặc cố định nitrogen.
- 27. Đặc điểm hình thái, sinh lý và khả năng sử dụng dầu của các chủng
- 28. Quy trình sản xuất - Môi trường nuôi cấy: Môi trường LB g/l Tryton 10 Cao nấm nem 5 NaCl 10 - Chất khoáng K2HPO4 0,3 MgSO4 0,4 KNO3 3 Na2HPO4 0,7 Chuẩn bị môi trường Nhân giống
- 29. • Sau 10 ngày nuôi cấy bổ sung 5% dầu là nguồn C và năng lượng duy nhất. Bổ sung nguồn C Nuôi thu sinh khối Thu sản phẩm
- 30. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của chủng XCK-MX1
- 31. Ảnh hưởng của nồng độ NaCl và pH
- 32. Khả năng sử dụng cacbuahydro
- 33. ỨNG DỤNG - Hiện nay chủ yếu ứng dụng trong lĩnh vực môi trường: • Xử lý dầu tràn • Xử lý chất thải ô nhiễm: Cacbon mạch vòng, alkan,… • Xử lý chất độc hại: đioxine
- 35. Sự cố tràn dầu •Tàu Racer Express đã gây ra sự cố tràn dầu FO tại cảng Dung Quất ngày 16.11 •1.000 lít và loang ra diện tích mặt nước biển khoảng 300 - 350 m2. Theo nguồn tin báo Thanhnienonline Một con chim hải âu đầu trắng, loài được liệt kê trong sách Đỏ của IUCN, bị chết vì dính dầu (Ảnh: Forest & Bird.)
- 36. Khả năng phân giải chất ô nhiễm của vsv Một số loại vi sinh vật phổ biến phân giải các chất gây ô nhiễm(Genus) Dầu khí Pseudomonas, Proteus, Bacillus, Penicillum,Cunninghamella Vòng thơm Pseudomonas, Achromobacter, Bacillus, Arthrobacter, Penicillum, Aspergill us, Fusarium, Phanerocheate Cadimi Staphlococcus, Bacillus, Pseudomonas, Citrobacter, Klebsiella, Rhodococc us Lưu huỳnh Thiobacillus Crôm Alcaligenes, Pseudomonas Đồng Escherichia, PseudomonasFungi are italicized
- 37. Kết luận • Dùng sản xuất thức ăn chăn nuôi • Nghiên cứu sản xuất protein • Xử lý môi trường
- 38. Tài liệu 1. JOSEPH G. LEAHY AND RITA R. COLWELL*-Microbial Degradation of Hydrocarbons in the Environment -Department of Microbiology, University of Maryland, College Park, Maryland 20742-MICROBIOLOGICAL REVIEWS, Sept. 1990 2. Đặng Thị Cẩm Hà, Nguyễn Quang Huy, Phương Phú Công. Một số đặc điểm sinh lý, khả năng sử dụng dầu diezel và tổng hợp chất hoạt động bề mặt sinh học của chủng vi khuẩn Pseudomonas XCK-MX1 phân lập từ nước thải nhiễm dầu tại Vũng Tàu. Tạp chí sinh học 2000.
Editor's Notes
- Dầulàmộthợpchấtphứctạp, làhợpchấthữucơcaophântửhỗnhợptrongthiênnhiên, hầunhưchỉchứacác RH
- Quátrìnhthâmnhậpcủahidrocacbonvàotếbàotới nay chưađượclàmsángtỏđầyđủ. Cơchếphângiải RH tuycónhiềugiảthuyếtvàđượcnghiêncứunhiềunhưngcũngchưahoàntoànrõràng ở cácđốitượngkhácnhau.RH rượubậc 1 hoặcrượubậc 2 aldehyt axitbéo
- Các vi sinhvậtcókhảnăngphângiảikhímetanthành CO2 và H+ hoạtđộng. Sauđóchúngsửdụng H+ nàyđểkhử CO2 vàtạothànhcáchợpchấthữucơ:CH4 + O2 (CH2O) + H2OCácquátrìnhhóasinhtrongtếbào vi khuẩnvớimetan:
- Cácaxitbéosẽđượclôicuốnvàoquátrìnhđồnghóatiếptheobằngcáckiểu alpha, beta hoặc omega-oxy hóađếnaxetyl-CoArồiđivàovòng Krebs. Mộtphầncáca.ahữucơđctạothànhsẽkếthợpvới NH3 chocácaminoaxit. Nhờcácpưchuyểnaminmàsốloạia.ađctạothànhngàycàngphongphúvàcuốicùng, dướisựđiềukhiểncủa AND trong t/b VSV, cáca.anàysẽđctổhợplạivớinhauđểhìnhthànhcácptu protein.
- Phầnkhíkhôngđược vi sinhvậtđồnghóahếtdễdàngthoátrangoài, khôngmấtcôngtáchnhữngphầntửnguyênliệudưthừanhưdùngdầumỏ. Sp thuđckhinuôi VSV trêndầumỏkophảitấtcảcác RH lỏngvàrắnđềuđcđồnghóa. ĐiềunàysẽgâykhókhănđángkểvềmặtKythuật. Đốivới CH4 khôngnhưthế. KhíthiênnhiênkođcđồnghóaloạibỏdễdàngCác vi sinhvậtđồnghóakhíthiênnhiênđềulàcác vi sinhvậthiếukhí. Chúngcần oxy đểhôhấp. Môitrườngdinhdưỡngphảithườngxuyênthổihỗnhợpkhímetanvà oxy hoặckokhí. TH h2 khícaorấtdễbắtlửavànổ, TH nồngđộkhíthấp VSV kođủhôhấp. Cả 2 TH này VSV đềupháttriênkémvàhiệusuấtnuôicấythấp.Đểtiếnhành 1 cáchcókếtquảquátrìnhsinhtổnghợpđiềurấtquantrọnglà O2 và CH4 phảiđcchuyểntừdạngkhí sang dạnglỏngđểchocácbọtkhímangnhiênliệuvàchất oxy hóađến VSV nhanhchóng, điđếncáctbđangsinhtrưởngvàquátrìnhđồnghóaxảyratạiđây. Khókhăn ở chỗnàylàđộhòa tan của CH4 và O2 trongnướcthấp. Lẽtấtnhiênđộhòa tan của CH4 cóthểtăngcaobằngcáchtăngápsuấtdưtrongthiếtbị, nhưngnhưvậythiếtbịphảichịuđcápsuấtcaovàchếtạophứctạp mấttínhhấpdẫnkinhtế. Cóthểgiảiquyết = cáchđưa 1 dm hữucơnàođóvàomtdinhdưỡngđểtăngđộhòa tan CH4, nhưnglúcđó VSV cóthểthích dm hơnmetanvàviệcdùngkhíthiênnhiênmấthết ý nghĩa.
- Amonisunfatđể oxy hóamôitrường ban đầuNướcamoniacdùnglàmnguồnnitovàlàmchấtđiềuchỉnh pH trongthờigiannuôicấy.Nguyênliệuđầucác RH khôngcócácnguyêntố vi lượng, vìvậycầnphảităngthêmvàomôitrườngdinhdưỡngcácmuốiNguyênliệuDầumỏthôchưatáchparafintươngđốirẻnhưngđòihỏiquytrìnhcôngnghệphứctạp. Dùngparafinthìtrongkhâutáchnấm men cóthểbỏbớtkhâutẩyrửabằng dung môihữucơvìthựctếparafinđượcnấm men sửdụnghoàntoàn.
- Al1 four microbial candidates were grown in the SCF with a mixture of paraffin wax and hexadecane as substrate.
- Rhodococcus ISO 1, Mycobacterium OFS, Arfhrobacterpuraflneus ATCC 19558 nd Pseudomonas jlrtorescens Texaco were used in the Self-Cycling Fermenterxperiments. The IBM medium was used druing the screening test but ail the Self- Cycling Fermentations were perfonned using MMSM medium. The cyclone reactor had a working volume of 1 .O L. Al1 media and apparatus were autoclaved. The IO L medium oules (Nalgene) were sterilized for 2.5 hours and al1 the components of the fermenterwere sterilized for 3.5 hrs. For al1 experiments, the reactor was inoculated with 2% of acclimated cells growing in shake-flasks containing MMSM, 5 g/L of paraffin wax and 5g/L of hexadecane. The wax and the hexadecane were ais0 autoclaved for 45 minutes prior to injection in the reactor. using a balance to determine the amount of broth rernoved during the emptying phase and the amount of fresh medium added during the filling phase instead of a differential pressure transducer ce11 (DP cell). This is important because it was not necessary to stop the circulation of the broth by tumïng off the pump during cycling. This ensured homogeneity of the volume removed in the harvesting step.
- Đặc điểm hình thái học chung cho Pseudomonas là Gram âm, tế bào hình que, di động nhờ roi ở đầu và không có bào tử.Các đặc điểm sinh lí là dị dưỡng, không lên men, linh họat về dinh dưỡng, không quang hợp hoặc cố định nitrogen.
- thì đã có 64% cacbuahydro no và 87% cacbuahydro thơm được sử dụng. Nhưng không sử dụng được thành phần phân cực
- Vi sinhvậtcókhảnăngsửdụngcacbuahydrođãđcphânlậptrongmôitrườngcónhiệtđộtừ -1-70 độ C. nhưngnhiệtđộtốiưucho qt chuyểnhoáshlà 18-30 độ C. đốivớicácsảnphẩmdầumỏthìtốiưulà 20-40.Chủng XCK-MX1 pháttriểntrongkhoảngnhiêt 20-40, tốiưulà 30 độ vi khuẩnưunhiệttrungbình
- pH tốiưulà 7-8NồngđộNaClthấphơn 1%
- Sau 10 ngàynuôicấytrongmôitrườngkhoángbổ sung 5% dầulànguồn C vànănglượngduynhấtthìđãcó 64% cacbuahydro no và 87% cacbuahydrothơmđcsửdụng. Nhưngkosửdụngđcthànhphầnphâncực.
- mô phỏng những ảnh hưởng của sự cố tràn dầu trên khu vực bắc cựcKhu vực đầm lầy ven bờPelagic : vùng biển khơiBenthos: sinh vật đáyTop predator sinh vật trên caoHabitat: hệ môi trường sốngSeverity: nghiêm trọng, khắc nghiệtkhái niệm mô hình của Bắc cực tiếp xúc với sự cố tràn dầu và bị thương đất ngập nước, thấp ven biển vùng lãnh nguyên, đầm phá: cung cấp nơi nương tựa, làm tổ, và khu vực sinh sản. năng suất cao. dầu tác động dầu, xuống cấp hoặc roding haitat làm giảm năng suất. cá nổi vùng poductive khu vực cho các trang web thực phẩm trứng cá và ấu trùng đặc biệt nhạy cảm vật đáy có thể được đánh giá cao poductive, importan chất dinh dưỡng đi xe đạp làm giảm năng suất và ảnh hưởng đến mạng lưới thức ăn. động vật săn mồi hàng hải hàng đầu mamal và các loài chim có ý nghĩa Golbal. dầu tác động dầu có thể tạo ra các hiệu ứng sức khỏe và làm suy giảm mạng lưới thức ăn băng môi trường sống seasonlly importan
- Thành phần hóa học của dầu hoặc HydrocarbonsHydrocarbon dầu khí có thể được chia thành bốn lớp:bão hòa, chất thơm, asphaltenes (phenol, béoaxit, xeton, este, và porphyrin), và các loại nhựa (py-ridines, quinolines, carbazoles, sulfoxides và amit) (44).Hydrocarbons khác nhau trong tính nhạy cảm với vi khuẩn tạitack, và trong quá khứ, đã thường được xếp hạng trongtheo thứ tự giảm tính nhạy cảm: n-alkan>nhánh alkan> trọng lượng phân tử thấp chất thơm> cyclic alkan (104). Tỷ lệ phân hủy sinh học đã được chứng minhcao nhất cho bão hòa, tiếp theo là các chất thơm ánh sáng,với trọng lượng phân tử cao chất thơm và các hợp chất cựctrưng bày những mức giá rất thấp của sự xuống cấp (59, 76, 145).
- Common Organisms for Bioremediation Type of Contaminant (Genus)Petroleum Pseudomonas, Proteus, Bacillus, Penicillum,CunninghamellaAromatic Rings Pseudomonas, Achromobacter, Bacillus, Arthrobacter, Penicillum, Aspergillus, Fusarium, PhanerocheateCadmium Staphlococcus, Bacillus, Pseudomonas, Citrobacter, Klebsiella, RhodococcusSulfur ThiobacillusChromium Alcaligenes, PseudomonasCopper Escherichia, PseudomonasFungi are italicized