通过监测二氧化碳释放量评价（生物）燃料的长期储存稳定性
Maximilian J. Surger, Lars M. Blank
亚琛工业大学，应用微生物学研究所（iAMB），亚琛生物与生物技术研究院（ABBt）
简介
l部分生物燃料（如脂肪酸甲酯，FAME）因微生物可降解性增强，其储存稳定性有所下降[1]。
l微生物可将燃料降解为二氧化碳（CO₂），因此通过检测CO₂即可实现对微生物活性的简便、灵敏测定。
l为评价燃料的储存稳定性，本研究采用德国BlueSens气体传感器有限公司（BlueSens Gas Sensor GmbH）生产的BCP-CO₂传感器。
方法
l该尾气传感器检测二氧化碳气体对红外光的吸收量。
l该传感器不受测试体系的干扰，例如可适用于单相与两相体系。
l当微生物降解速率较高，即二氧化碳释放速率较高时，可采用通气反应器。
结果和讨论
l在最适生长条件下，细菌与酵母菌产生CO₂的速率极快，此时可采用开放体系（带空气交换）进行检测。
l可取样进行离线分析，例如传统的生长测定。
lCO₂释放量可与微生物生长量相关联（图1）。
开放单相反应器
图1开放单相体系中解脂耶氏酵母（Y. lipolytica）生长量与CO₂生成量的相关性。图中展示菌株在YEP培养基上的生长情况；黑色误差线代表CO₂检测结果的标准偏差。
l采用密闭（气密）两相体系，可模拟储油罐实际工况。
l在游离水相中接种一组特定混合微生物，该类微生物常见于现场储油罐内。
l加入待考察储存稳定性的取暖油作为上层覆盖相，同时监测CO₂生成量（图2）。
密闭两相体系
图2以取暖油为碳源与能源，监测特定混合微生物[2]的CO₂释放情况。实验采用密闭两相体系；黑色误差线代表CO₂检测结果的标准偏差。
结论
lCO₂的生成量可表征体系内微生物的代谢活性。在允许气体交换的条件下，实时测得的CO₂对应当前微生物数量及其代谢活性。开放体系中可取样用于生长检测；在适宜条件下，CO₂释放量与微生物菌体数量的增长具有相关性。
l该CO₂传感器可模拟储油罐工况使用：体系为两相体系，过量取暖油下层为受污染的游离水相。向游离水相中接种特定混合微生物。此时CO₂释放水平及其与微生物生长的相关性，仅取决于待测取暖油本身，以及该油品可为微生物提供的营养条件。
l该非侵入式检测手段，可在生物膜生成、微生物诱导腐蚀等微生物污染不良现象出现之前，提前完成取暖油储存稳定性评估。
参考文献
[1] Leuchtle, B. Mikrobiologische Kontamination von Heizöl - Ursachen und Auswirkungen auf Brennstoff und Tank [dissertation on the internet]. Aachen, Germany: RWTH Aachen University; 2015 [cited 2020, Apr 31].
[2] Leuchtle, B, et al. Defined inoculum for the investigation of microbial contaminations of liquid fuels. Int. Biodeterior. Biodegradation. 2018; 132: 84 93.
第12年
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