使用生物表面活性剂组合提高石油采收率

生物表面活性剂是由微生物产生的移情表面活性分子，具有降低液体表面张力和两个不同相之间的界面张力的能力。这些分子的同理心性质使它们能够在两个不同相之间的界面处对齐，并增强一个相到另一个相的溶解。与化学表面活性剂相比，生物表面活性剂因其提供的各种优点而备受关注。

这些包括更高的特异性，更低的毒性，更大的结构多样性，易于制备，更高的生物降解性，更高的环境相容性以及它们在极端环境条件下的活性。在本视频中，我们演示了由不同菌株的罗多球菌，溶菌杆菌和帕尼巴西勒产生的筛选，表征和应用生物表面活性剂的方法。我们进一步说明了评估生物表面活性剂组合的应用的方法，这些生物表面活性剂由这三种微生物菌株在通过砂包柱技术回收残余油中产生。

这项工作是在Preeti Srivastava博士和Manoj Kumar博士的指导下进行的。对于微生物的生长，通过在层流柜内的烧瓶中加入一毫升过夜生长的种子培养物来接种含有百毫升高压灭菌的Luria肉汤的烧瓶。将烧瓶在30摄氏度和180 RPM的旋转培养箱中孵育七天。

孵育期完成后，收获烧瓶，并将培养液转移到离心管中。将培养物在4， 500G的冷冻离心机中以4摄氏度离心20分钟。将无细胞上清液轻轻倒入新鲜烧杯中，并将其用于筛选生物表面活性剂生产的测定。

为了通过滴剂塌陷测定筛选生物表面活性剂的产生，取一个干净的载玻片，并用200微升油涂在载玻片的表面。现在向油的中心加入20微升的无细胞上清液，并使其不受干扰两到三分钟。如果液滴塌陷，则对上清液进行生物表面活性剂评分。

在油撒布测定中，在培养皿中取20毫升双蒸馏水，并在水面上加入200微升原油。现在向油的中心加入20微升的无细胞上清液，并使其不受干扰一分钟。如果由于油驱赶而形成清除区，则对生物表面活性剂的存在进行上清液的评分为阳性。

在乳液指数测定中，将四毫升汽油和无细胞上清液分别加入干净的玻璃管中。然后用力搅拌三分钟，使其在接下来的24小时内不受干扰。为了测量无细胞上清液的表面张力，用要测定其表面张力的液体清洁玻璃容器。

将液体加入容器中，并将容器安装在容器支架上。解锁探头支架并将其安装在其上。使用手动控制器调节平台的高度，使得探头距离液体表面两到三毫米。

然后转到软件并按照论文中提到的步骤测量表面张力。测量完成后，降低平台的高度，从仪器上解锁和卸载探头和容器。对于生物表面活性剂的提取，将无细胞上清液的pH值调节至两个，使用两个普通盐酸。

将混合物储存在四摄氏度下过夜。次日，加入等量的氯仿甲醇混合物，剧烈混合20分钟。使混合物不受干扰，以便自由分离。

取下含有水和甲醇的上脸，让含有生物表面活性剂的下表面在通风橱中蒸发。有机相蒸发后，将蜂蜜色生物表面活性剂重新溶解在三毫升氯仿中，并用该混合物表征和鉴定生物表面活性剂。为了对提取的生物表面活性剂进行色谱表征，在TLC板上点20微升生物表面活性剂。

干燥板后，将TLC板置于用氯仿甲醇混合物饱和的腔内并运行TLC。对于脂质检测，将一些碘颗粒加入新鲜腔室中，并在室中饱和5至10分钟。将TLC放在腔内并观察黄色斑点的发展。

对于蛋白质和碳水化合物检测，用非氢或茴香醛喷洒TLC板，并在110摄氏度下加热并观察颜色的发展。对于 NMR 分析，将管插入扳手中。使用调整后的管子调整管的高度。

将核磁共振管和扳手放在MR机器中，然后按照论文中提到的步骤获得核磁共振光谱。为了提高石油采收率实验，取一个玻璃柱，用玻璃棉和玻璃珠密封底部出口。用沙质土壤背在柱子上，这样就可以在土壤顶部添加一些液体。

将立柱安装在支架上，并在土壤顶部添加一些玻璃珠。用50毫升盐水溶液淹没柱子，并收集流过以确定体积差。通过迫使原油通过塔从柱中除去盐水。

收集从色谱柱中流出的盐水和油的体积，以确定初始油饱和体积。24小时后，用10个劣质盐水淹没塔，并收集从塔中出来的油以估计二次采油率。二次采油后留在塔中的油对应于残余油。

现在通过将提取的生物表面活性剂添加到玻璃烧杯中来制备生物表面活性剂的混合物。并将生物表面活性剂和混合物加入色谱柱中，并使其在接下来的24小时内不受干扰。24小时后，测量从色谱柱中渗出的油和水的量，以确定额外或增强的石油采收率。

三种微生物菌株的无细胞上清液因生物表面活性剂的存在而呈阳性，因为它们导致液滴塌陷，油扩散和乳液形成。通过测量无细胞肉汤的表面张力来确认生物表面活性剂的生产。由于红球菌和赖氨酸杆菌的生长，培养基的表面张力从每米59mN降低到45 mN。

由于帕尼巴西卢的生长，培养基的表面张力从每米59降低到28.4 mN。乳液稳定性试验表明，3种微生物菌株生产的生物表面活性剂在各种环境条件下表现出极大的稳定性。当孵育温度，pH值和无细胞肉汤的盐浓度发生变化时，乳液指数没有显示出任何显着变化。

提取的生物表面活性剂的DLC表征表明，所有三种菌株产生的生物表面活性剂都是糖化物。生物表面活性剂的化学鉴定表明，棒虫和林新西菌产生相同的生物表面活性剂，其被鉴定为鼠李糖脂，质量约为4个80道尔顿。另一方面，Paenibaccilus产生含有三个脂质链的鼠李糖脂，质量约为802道尔顿。

生物表面活性剂的组合能够从砂柱中回收56.5%的残余油。测定从棒虫，lsyinibaccilus和paenibacillus菌株中生产生物表面活性剂，并且菌株对生物表面活性剂的产生评分为阳性。生产的生物表面活性剂被表征并鉴定为鼠李脂。

由于生物表面活性剂组合成功地回收了砂包技术中56%的残余油，因此生物表面活性剂组合可用于现场应用，以回收被困在油藏内的残余油。