指導教授：劉懷勝臺灣大學：化學工程學研究所王詩雯Wang, Shih-WenShih-WenWang2014-11-252018-06-282014-11-252018-06-282014http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/261207本研究目的主要探討R. erythropolis NTU-1之破乳化的特性，其能利用此菌株使油水乳化液在短時間內能分離出油。 以菌液破乳化的研究結果發現，乳化劑Tween80可以將正十六烷與水互相混合形成白色乳化液，利用NTU-1菌液可以在24小時內可以回收85%以上的正十六烷，破乳化效率也高達90%。同時發現在O/W/T為2~8/1/0.01，並不影響最適添加NTU-1菌液量(3 mL,OD600=1)。 若以烘乾經正十六烷培養的NTU-1結塊細胞破乳化，該細胞粉末雖然不具活性，但仍保有很高的疏水性，亦可以使破乳化效果在12小時內就達85%以上且回收85%以上的正十六烷。同時，在O/W/T為2~9/1/0.01，並不影響乾燥NTU-1結塊的最適添加量(0.03 g)。經實驗可估算出1 g的乾燥結塊約可以回收250 mL 的正十六烷。 實驗發現在低乳化劑濃度0.2%或油/水(O/W)比值越小或高破乳化溫度下，可以提高破乳化程度及縮短破乳化時間。另外，藉由改變不同乳化劑體積，發現最適添加NTU-1細胞(不論是菌液或是乾燥結塊)與Tween80體積存在面積比(量的n=2/3次方)的關係。 由此可知，NTU-1菌液或是烘乾後的NTU-1結塊皆具有很好的破乳化能力，可以在24小時就回收80%以上的正十六烷，此項成果確實在三級原油回收方面，提供一個相當具有競爭性及發展性的方法。This report investigated the feasibility of applying Rhodococcus erythropolis NTU-1 that possessed de-emulsifying ability to recover oil from oil-in-water (O/W) emulsion. Suspended NTU-1 cell reach de-emulsification efficiency up to 90% and recovered 85% oil in 24 hr. Besides, the optimal amount of NTU-1 cell addition was 3 mL (OD600=1) when Oil/Water/Tween80 was 2~8/1/0.01. Heat-dried bioflocculi also were tested because of its convenience in practical application. Dried bioflocculi retained its high hydrophobicity, resulting in more than 85% de-emulsification and 85% oil recovery in 12hr. When Oil/Water/Tween80 volume is 2~9/1/0.01, the optimal amount of dried NTU-1 was 0.03 g. It was estimated and calculated that 250 mL oil might be recovered by 1 g dried bioflocculi. Lower Tween80 concentration or O/W ratio and higher temperature, better de-emulsification and oil recovery in less time. In addition, the optimal amount of NTU-1 for de-emulsification, for both suspended and dried NTU-1, was proportional to the amount of Tween80 to the power of 2/3, indicating a surface area dependent behavior. These experimental results showed that NTU-1 in MSM or dried bioflocculi had a potential role in enhancing tertiary oil recovery process.摘要 I Abstract II 目錄 I 圖目錄 V 表目錄 X 照片目錄 XI 第一章 緖論 1 1.1 前言 1 1.2 研究目的及論文綱要 2 第二章 文獻回顧 3 2.1 石油碳氫化合物簡介及其對環境和人類之影響 3 2.2 油水乳化液 6 2.2.1乳化液的形成 6 2.2.2乳化液的穩定 9 2.2.3界面活性劑 13 2.3 破乳化的方法 22 2.4生物處理油水乳化液 28 2.4.1生物破乳化簡介(Microbial de-emulsification) 28 2.4.2微生物提升碳氫化合物回收量之模式 33 2.5 破乳化之過程 40 2.5.1破乳化之機制 40 2.5.2 微生物影響破乳化程度之因素 43 2.6實驗菌株Rhodococcus erythropolis之介紹 50 2.6.1 Rhodococcus菌屬簡介 50 2.6.2 Rhodococcus erythropolis之特性及應用 53 2.7 微生物乾燥技術及應用 55 2.7.1 烘乾之原理及應用 55 第三章 實驗材料與方法 57 3.1 實驗菌株 57 3.2 培養基組成與配製 59 3.2.1 液態礦物培養基 59 3.2.2 菌株保存培養基 62 3.2.3 菌株活化培養基 63 3.2.4 計數平板培養基 63 3.3 實驗方法 64 3.3.3 利用NTU-1菌液進行O/W/T破乳化實驗 67 3.3.4不同條件下利用NTU-1菌液進行O/W/T破乳化實驗 69 3.3.5烘乾以正十六烷培養的NTU-1細菌結塊 70 3.3.6以正十六烷培養的NTU-1細菌結塊進行超音破震碎並烘乾 71 3.3.7利用乾燥後NTU-1結塊進行O/W/T破乳化實驗 71 3.3.8不同條件下利用乾燥後NTU-1結塊進行O/W/T破乳化實驗 72 3.3.9不同條件乾燥下NTU-1細菌結塊之細胞表面疏水性測定 73 3.4 實驗藥品與器材 74 3.4.1 實驗藥品 74 3.4.2 實驗儀器 75 第四章 實驗結果與討論 76 4.1利用NTU-1菌液對於O/W/T乳化液進行破乳化能力的影響 77 4.1.1穩定O/W/T乳化液的選擇 77 4.1.2以不同量之NTU-1菌液破乳化O/W/T 84 4.1.3利用添加相同NTU-1菌液量破乳化不同體積之正十六烷 91 4.1.4利用NTU-1菌液破乳化不同比例O/W/T 95 4.1.6利用不同濃度NTU-1菌液破乳化O/W/T 119 4.1.7討論 124 4.2利用正十六烷培養的NTU-1結塊經烘乾後再進行破乳化之能力探討 126 4.2.1以不同量之乾燥NTU-1結塊破乳化O/W/T 126 4.2.2利用添加相同重量的乾燥NTU-1結塊破乳化不同體積正十六烷 135 4.2.3利用乾燥NTU-1結塊破乳化不同比例O/W/T 139 4.2.4利用烘乾後NTU-1結塊破乳化不同濃度Tween80形成之O/W/T 146 4.2.5利用烘乾後NTU-1結塊在不同溫度破乳化O/W/T 163 4.2.6利用超音波震碎NTU-1結塊進行破乳化O/W/T 177 4.2.7利用不同烘乾溫度的NTU-1結塊破乳化O/W/T 183 4.2.8不同條件乾燥下NTU-1結塊表面疏水性測定 189 4.2.9討論 192 4.3 探討NTU-1細胞、正十六烷與Tween80三者之間的關係 194 4.3.1 NTU-1細胞與Tween80之間的關係 194 4.3.2 正十六烷、NTU-1細胞與Tween80之間的數量關係 197 4.3.3 NTU-1細胞進行破乳化實驗的機制 201 4.3.4 討論 206 第五章 結論 207 參考文獻 211 附錄1以乾燥NTU-1結塊破乳化正十六烷/水/Span80 22011060413 bytesapplication/pdf論文使用權限：不同意授權破乳化Rhodococcus erythropolis NTU-1菌株原油回收量乳化液Tween80thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/261207/1/ntu-103-R00524056-1.pdf