روان سازی و بازیافت نفت خام توسط بیوسورفاکتانت تولید شده از اسینتوباکتر جانسونی ABR6

فصلنامه علمی پژوهشی دنیای میکروب ها

مقاله 5، دوره 13، شماره 2( پیاپی 43)، شهریور 1399، صفحه 154-164   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

الهام اکبری^{* 1}؛ کیوان بهشتی مآل²؛ بهنام راسخ³؛ زرین دخت امامی کرونی⁴؛ میثم امیدی⁵

¹گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد فلاورجان، اصفهان، ایران

²دانشیار، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی، واحد فلاورجان، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

³گروه پژوهش میکروبیولوژی و بیوتکنولوژی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

⁴دانشگاه آزاد اسلامی واحد فلاورجان، اصفهان، ایران.

⁵گروه مهندسی بافت، دانشکده فناوری های نوین پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

سابقه و هدف: پسماند های جامد و نیمه جامد به عنوان لجن نفتی در مراحل مختلف پالایش نفت خام تولید می شود. تجمع پسماند نفتی در پالایشگاه منجر به کاهش کارایی پالایش نفت و  رهاسازی آن موجب آلودگی های زیست محیطی می شود. هدف از انجام این تحقیق روان سازی  نفت خام در خطوط لوله و بازیافت نفت با استفاده از بیوسورفاکتانت تولید شده توسط یک سویه ی بومی می باشد.
مواد و روش ها: جدایه های مولد بیوسورفاکتانت از مخازن نفت پالایشگاه اصفهان جداسازی شدند و غربال گری آن توسط آزمون گسترش نفت انجام شد. همچنین کشش سطحی با استفاده دستگاه تنسیومتر اندازه گیری شد. ساختار شیمیایی بیوسورفاکتانت با استفاده از آنالیزهای شیمیایی شناسایی شد. بازیافت نفت از لجن نفتی در شرایط ثابت اندازه گیری شد. تاثیرروان سازی  بیوسور فاکتانت بر روی نفت خام در خطوط لوله در شرایط آزمایشگاهی ارزیابی گردید. همچنین پایداری بیوسورفاکتانت در شرایط محیطی مختلف اندازه گیری شد.
یافته ها: بهترین باکتری تولید کننده ی بیوسورفاکتانت به عنوان اسینتوباکتر جانسونی ABR6شناسایی شد و توالی ژنومی 16S rDNA آن در بانک ژن با شماره ی دسترسی 100470  MK ثبت شد. آنالیز های شیمیایی  اثبات کرد که بیوسورفاکتانت تولید شده لیپوپپتیدی است. به وسیله ی بیوسورفاکتانت حاصل از این باکتری  50 درصد نفت خام از لجن نفتی بازیافت شد و همچنین سرعت انتقال نفت خام در خطوط لوله از64 ثانیه به 35 ثانیه کاهش یافت. همچنین این بیوسورفاکتانت پایداری بالایی درw/v 5% نمک ،  گسترهpH  8 تا 10 و دمای 60 درجه سلسیوس و شرایط اتوکلاو را داشت.
نتیجه گیری:  نتایج این پژوهش نشان داد که بیوسورفاکتانت تولید شده توسط سویه ی بومیاسینتوباکتر جانسونی ABR6علاوه بر فعالیت در شرایط افراطی،  قابلیت بازیافت نفت و افزایش سرعت انتقال نفت خام در خطوط لوله را نیز دارد. بنابراین استفاده از بیوسورفاکتانت حاصل در صنایع نفت توصیه می شود.

کلیدواژه‌ها

اسینتوباکتر جانسونی؛ بیوسورفاکتانت؛ روان سازی نفت خام

مراجع

1. Singh A, Singh B, Ward O. Potential applications of bioprocess technology in petroleum
   industry. Biodeg. 2012; 23,865–880.
   2. Araújo S, Silva-Portela B, Lima, DC. A biosurfactant protein derived from a metagenomic
   library with activity in oil degradation. Sci Rep. 2020; 10, 1340.
   3. Bendaha M, Mebrek S, Naimi M. Isolation and comparison of rhamnolipids production in
   Pseudomonas aeruginosa P.B:2 and Pseudomonas fluorescens P. . Inter Biodet
   Biodeg,2012; 1–7444.
   4. Banat IM and et al. Cost effective technologies and renewable substrates for biosurfactants'
   production. fmicb, 2014; 5 697. 12
   5. Banat IM, Franzetti A, Gandolfi I, Bestetti G and et al. Microbial biosurfactants production,
   applications and future potential. Appl Microb Biotech.2010; 87:427-444.
   6. Fenibo E, Ijimo G, Selvarjan R, Chiekere C, Microbial Surfactants: The Next Generation
   Multifunctional Biomolecules for Applications in the Petroleum Industry and Its Associated
   Environmental Remediation. Microb. 2019; 7(11): 581.
   7. Ghorbannezhad H, Moghimi H, Dastgheib M. Biodegradation of high-molecular-weight
   aliphatic and aromatic hydrocarbons by Aspergillus calidoustus, J of Micro.World.2018. 10:
   4,346-359. [In Persian]
   8. Alvarez M, Jurelevicius D, Marques JM, Souza PM and et al. Bacillus amyloliquefaciens
   TSBSO 3.8, a biosurfactant-producing strain with biotechnological potential for microbial
   enhanced oil recovery. Coll Surf B Biointerf.2015; 136:14-21.
   9. EI-Sheshtawy HS, Doheim M Selection of Pseudomonas aeruginosa for biosurfactant
   production and studies of its antimicrobial activity. Egyp J Petr.2014; 23:1-6..
   10. El-Sheshtawy HS, Aiad I, Osman ME, Abo-ELnasr AA, Kobisy AS. Production of
   biosurfactant from Bacillus licheniformis for microbial enhanced oil recovery and inhibition
   the growth of sulfate reducing bacteria. Egyp J Petr.2015; 24:155–162.
   11. Gudiña EJ, Fernandes EC, Rodrigues AI, Teixeira JA and et al. Biosurfactant production by
   Bacillus subtilis using corn steep liquor as culture medium. Front Microb. 2015; 59:1-7..
   12. He C, Dong W, Li J, Li Y, Huang C, Ma Y. Characterization of rhamnolipid biosurfactants
   produced by recombinant Pseudomonas aeruginosa strain DAB with removal of crude oil.
   Biotech Lett.2017; 39:1381-1388.
   13. Akbari E, Beheshti-Maal K, Nayeri H. Production and optimization of alkaline lipase by a
   novel psychrotolerant and halotolerant strain Planomicrobium okeanokoites ABN-IAUF-2
   isolated from Persian Gulf. Inter Jl Med Res & Heal Scie.2016; 5:139–148.
   14. Akbari E, Beheshti-Maal K, Nayeri H. A novel halo-alkalo-tolerant bacterium, Marinobacter
   alkaliphilus ABN-IAUF-1, isolated from Persian Gulf suitable for alkaline lipase production.
   IJEST.2018; 15:1767-1776.
   15. Jafari A, Raheb J, Bardania H and et al. Isolation, cloning and expression of rhamnolipid
   operon from Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027 in logarithmic phase in E. coli BL21. Ame
   J lif Scie.2015; 2:22-30.
   16. Lai C-C, Huang Y-C, Wei Y-H, Chang J-S. Biosurfactant-enhanced removal of total
   petroleum hydrocarbons from contaminated soil. J Hazard Mater. 2009;167:609–614.
   17. Saikia RR, Deka S, Deka M, Banat IM. Isolation of biosurfactant producing Pseudomonas
   aeruginosa RS29 from oil-contaminated soil and evaluation of different nitrogen sources in
   biosurfactant production. Annal. Microb.2012; 62:753–763.
   18. Lima TMS, Fonseca AF, Leão BA, Mounteer AH et al. Oil recovery from fuel oil storage tank
   sludge using biosurfactants. J Bio. Biodeg. 2011; 2:1-5.
   19. Amani H and Kariminezhad H. Study on emulsification of crude oil in water using emulsan
   biosurfactant for pipeline transportation. Pet. Sci. Tech. 2016; 34,216–222
   20. Mouafi F, Elsoud M, et al Optimization of biosurfactant production by Bacillus brevis using
   response surface methodology. biotech. Report.2016; 7: 1092
   21. Khademolhosseini R, Jafari A, Mosavi S, and et al. Physicochemical characterization and
   optimization of glycolipid biosurfactant production by a native strain of Pseudomonas
   aeruginosa HAK01 and its performance evaluation for the MEOR process. RSC Adv., 2019;
   9, 7932-7947
   22. Deepika, K. ., B.A. Kumar, S. Gnanender and P. . Bramhachari, Pseudomonas aeruginosa
   K D1 an efficient biosurfactant producing bacteria isolated from Krishna Delta Mangrove
   Sediments. Res. J. Environ. Sci.,2014, 8: 134-141
   23. Ghorbannezhad H, Moghimi H, Dastgheib M. Biodegradation of high-molecular-weight
   aliphatic and aromatic hydrocarbons by Aspergillus calidoustus, J of Micro.World.2018; 10:
   4,346-359.[ In Persian]