Mikrobieller Abbau von Öl-Wassergemischen mittels thermophiler Mikroorganismen in einem Bio-Membran-Reaktor

Wahlversuch

Über das Praktikum

In fast allen Oberflächenbehandlungsanlagen müssen Werkstücke zunächst entfettet werden, um sie weiterverarbeiten zu können. Bei diesen Fetten und Ölen handelt es sich zum Teil um temporär aufgebrachte Korrosionsschutzmaßnahmen, Schmierstoffe in abtragenden Prozessen und vor der Dehnung oder Streckung von Metallen aufgetragene Ziehfette, sowie einfach Hautfette, die durch den Umgang mit den Werkstücken anhaften. Für die Weiterverarbeitung ist eine Entfettung in der Regel unumgänglich. Früher wurden für diese Prozesse sogenannte CKW-haltige Fettlöser eingesetzt. Heutzutage werden meist wässrig-alkalische Reiniger verwendet. Diese alkalischen Reiniger können die Fette verseifen, welche durch Badpflegemaßnahmen wie beispielsweise die Membranabscheidung der Abfallentsorgung zugeführt werden. Bei der biologischen Heißentfettung hingegen sollen die Öle und Fette mikrobiell abgebaut werden. Das so gereinigte Prozessbad kann anschließend wieder der Heißentfettung mit hoher Schmutzkapazität zugeführt werden. Damit dies möglich ist, können thermophile Mikroorganismen aus heißen Quellen eingesetzt werden, um die heiße Flüssigkeit ohne Abkühlung direkt dem Bioreaktor, in dem der Abbau erfolgt, zuzuführen [Kunz/Dickbertel, 2008].
Wissenschaftlich interessant hierbei ist wie thermophile Mikroorganismen Biotenside produzieren, um die Öle und Fette verwerten zu können.

Ziel ist es eine thermophile Mikroorganismen-Mischkultur vorzulegen, die in der Lage ist, ein zugesetztes Mineralöl FUCHS ECOCUT HFN 10 LE abzubauen. Aufgrund der begrenzten Praktikumszeit gilt der Nachweis des Ölabbaus als erbracht, wenn die Mikroorganismen-Mischkulturen in einem Basis-Medium ohne weitere Kohlenstoffquelle als das zugesetzte Mineralöl Wachstum zeigen. Zur Kontrolle bzw. zur Erleichterung der Beurteilung des Wachstumsverhaltens bzw. der Ölabnahme werden Blindwerte mitgeführt (ohne Öl bzw. ohne Mischkultur).
Aufgabe ist es, im Vorfeld zum Praktikum eine Umweltprobe auszuwählen, bei der die Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins der „Zielorganismen“ relativ hoch ist. Die Umweltprobe wird in Ringerlösung extrahiert, die Organismen durch Zentrifugation abgetrennt und in einem Basis-Medium aufgenommen. Es wird sowohl eine Flüssig- als auch eine Festkultur angelegt. Diesen wird Mineralöl als Kohlenstoffquelle zugesetzt (Tabelle 1). Wachstum wird als Hinweis auf Ölabbau gewertet.

Formales und Ablauf

Formales

Die Vergabe einer Bescheinigung über eine erfolgreiche Teilnahme am Praktikum hat folgende Voraussetzungen:

  1. Praktikumsanmeldung
  2. Vorbereitung - Praktikumsanleitung lesen, Messprotokoll vorbereiten, Eingangstestat bestehen (mündliches Abfragen vor Versuchsbeginn), Probenmaterial mitbringen 3. Sicherheits-Belehrung - vorab Sicherheitskurs auf Moodle, zusätzlich Einweisung vor Ort direkt bei Praktikumsbeginn
  3. Sicherheitsbelehrung - vorab Sicherheitskurs auf Moodle, zusätzlich Einweisung vor Ort direkt bei Praktikumsbeginn
  4. Anwesenheit - während der gesamten Dauer des Praktikums (1. Versuchstag ca. 3 h, 2. Versuchstag ca. 30 min)
  5. Arbeitsplatz sauber hinterlassen
  6. Protokoll - Auswertung der Versuche schriftlich zusammenstellen 

Nur wenn alle Punkte erfolgreich abgeschlossen wurden, erhalten Sie eine Bescheinigung über die erfolgreiche Teilnahme an dem Praktikum. Andernfalls muss das Praktikum in einem folgenden Semester wiederholt werden.

Ablauf

TeilaufgabeZu bearbeiten bisErwartetes Ergebnis
Einarbeiten in die Themenstellung, Information über Mineralöl-abbauende Mikroorganismen Im Vorfeld des Praktikums Zwei Literaturstellen gelesen und evtl. Verständnisfragen durch weitere Recherche geklärt Beantwortung insbesondere folgender Fragestellungen: Wo kommen Öl-abbauende Mikroorganismen vor? Was sind die Voraussetzungen zum Ölabbau? Was sind Biotenside?
Umweltprobe auswählen Im Vorfeld des Praktikums Umweltprobe, z.B. „Tankstellenboden“
Flüssigmedium und Agarplatten herstellen 1. Praktikumstag 9 Erlenmeyerkolben mit je 100 mL Basis-Medium (teils mit Hefeextrakt und Mineralöl) und 18 Agarplatten  stehen bereit
Extraktion der Umweltprobe in Ringer-Lösung 1. Praktikumstag Organismen-Pellet in Basis-Medium liegt vor
Beimpfen des Nährmediums mit Umweltprobe und Referenzkultur 1. Praktikumstag Beimpfte Schüttelkolben bzw. Agarplatten stehen zur Inkubation bereit
Inkubation bei 44 °C 1. Praktikumstag bis 2. Praktikumstag
Beurteilung des Wachstums 2. Praktikumstag   Beschreibung Flüssigkulturen: Trübung Farbe Geruch Ölfilm Beschreibung Agarplatten: Koloniezahl Aussehen der Kolonien Nähe zu Öltröpfchen Fotographische Dokumentation
Dokumentation der Ergebnisse bis max. 4 Wochen nach Praktikumsende Praktikumsbericht liegt vor

Quicklinks

Alle Praktikumsunterlagen befinden sich in Zukunft auf der zentralen Lernplattform Moodle

moodle

Öffnungszeiten der Laboratorien

Mo, Di, Do, Fr8:00-18:00 Uhr
Mi 8:00-13.30 Uhr