利用木糖产乙醇的真菌筛选及发酵条件优化

以木糖为唯一碳源,从高、中温酒曲中分离到16株能利用木糖的丝状真菌;通过发酵试验复筛,获得一株能产乙醇的丝状真菌Z7;综合形态学和ITS序列分析,初步鉴定为Aspergillus flavus。通过单因素试验确定最佳氮源和发酵温度;通过正交试验和SPSS软件分析得到了不同N、P、K成分对乙醇、残糖和菌体干重的影响,获得最佳的发酵条件为:尿素1g/L,NH_4NO_3 1g/L,K_2 HPO_4 2g/L,KCl 0.5g/L,MgSO_4·7H_2O 0.5g/L,NaNO_3 1g/L,pH自然,培养温度33℃。以玉米芯半纤维素水解液为底物进行乙醇发酵,根据稀酸水解的单糖释放量和乙醇产量,确定115℃,1h为最佳玉米芯预处理条件;添加1 g/L的吐温20能获得最大的乙醇浓度8.31 g/L。因此,Aspergillus flavusZ7能利用半纤维素水解产物产乙醇,其中木糖的利用率在80%以上。     

利用农业废弃物制取纤维素酶的优化试验研究

以绿色木霉突变株为出发菌株,农业废弃物小麦秸秆和麸皮为主要原料,利用固体发酵法制取纤维素酶并对其发酵条件进行优化。首先通过正交试验设计,考察了秸秆与麸皮质量比、料水比、初始pH值、表面活性剂含量、硫酸铵含量、磷酸氢二钾含量、硫酸镁含量等7个因素对产酶的影响;利用正交试验数据,建立了BP神经网络模型并运用遗传算法对模型优化,得到了优化的固体发酵条件:秸秆与麸皮质量比为3.7:1.3,原料与水质量比为1:2.1,初始pH为4.5,表面活性剂为1.90%,(NH_4)_2SO_4 1.50%,K_2HPO_40.89%,MgSO_4·7H_2O 0.12%(以上均为原料质量分数)。经试验验证,所产纤维素酶酶活达到108.643U/g,相比初始固体发酵条件酶活提高了约38.6%。     

酵母融合子F11葡萄糖木糖共发酵产乙醇性能及其耐毒性初探

研究初始pH值、木糖和葡萄糖配比以及温度对F11乙醇发酵的影响并对其进行发酵抑制剂耐受试验。结果表明,发酵最适初始pH值为4.0~7.0,葡萄糖和木糖最适配比为0%~33%,温度为24~27℃。在初始pH值5.0、转速150 r/min、培养温度27℃、木糖45 g/L、葡萄糖15 g/L,接种量1g/L的条件下发酵,乙醇浓度最高可达28g/L,达到理论产率的91%。添加乙酸明显降低了融合子F11的乙醇发酵速率,模拟预处理后水解液添加葡萄糖醛酸(2.0 g/L)、甲酸(0.9 g/L)、糠醛(0.1g/L)和乙酸(2.3g/L),其协同抑制作用使发酵24 h内几乎无乙醇产生。     

餐厨废弃物糖化发酵炼制燃料乙醇工艺优化

利用高效液化酶(Liquozyme)和糖化酶(AMG)对餐厨废弃物进行液化糖化,优化了酶组成、加酶量、pH、操作温度、操作时间、酵母接种量等参数,建立了由餐厨废弃物炼制燃料乙醇的最佳工艺。结果表明:通过液化酶和糖化酶复配,可降低原料粘度、提高传质效率,使淀粉类多糖快速转化为可发酵性单糖;液化酶最优作用条件为85℃,pH值5.1~5.2,加酶量为0.75 U/g(干基),液化时间为40 min;糖化酶最优作用条件为45℃,pH值5.0,加酶量0.5 U/g(干基),糖化时间为30 min;最佳的发酵条件是酵母接种量3 g/L,发酵时间20 h,所得乙醇浓度为54 g/L,相当于0.438 g/g(乙醇/葡萄糖),达到理论产量的86%。     

适于同步糖化发酵产纤维素酶菌株的筛选

从土壤底层腐烂植物根茎中筛选出适应30℃条件下的多株纤维素酶产生菌,择优挑选其中5株,对它们逐级进行温度驯化,最终得到一株能适应40℃的菌株CE5′,其Cx酶活可达24.73 U/mL。通过对初始pH值、底物浓度、接种量3个影响因子的二次回归正交组合设计,得出各因素对菌株CE5′Cx酶活的影响顺序:接种量初始pH值底物浓度;各因素的最优水平取值:初始pH值6.49,底物浓度8.55 g/L,接种量6.66%。     

玉米秸秆酶解糖化液乙醇发酵的工艺优化

利用从4组混合乙醇酵母中筛选出的优势混合酵母,对玉米秸秆酶解糖化液的乙醇发酵工艺过程进行了优化试验。试验结果表明,管囊酵母和酿酒酵母组成的混合酵母具有较高的乙醇发酵能力,经60 h发酵,乙醇浓度最高可达12.55 g/L,乙醇产率为最大理论值的68.63%。根据对糖化液乙醇发酵的二次回归正交组合优化试验,当发酵温度为28.0℃,初始pH为5.2,接种量为8.1%时,实际乙醇浓度最高可达13.03g/L,乙醇产率为0.36 g/g,为最大理论值的70.59%,与所得乙醇发酵回归方程预测值基本相符。     

海带发酵生产乙醇及其影响因素的控制研究

以海带为原料,在实验室条件下,通过微生物发酵过程,建立了海带生产乙醇的工艺流程,并对影响因素及其控制进行了研究。实验结果表明,海带通过发酵过程能使部分碳水化合物转变为乙醇,控制温度30-35℃、pH值为6-7和发酵时间6-7 d,可以获得最大的乙醇产率;酵母培养液磷酸盐和镁离子的最适营养浓度分别为3 g/L和1.5 g/L。这不仅为利用海带发酵生产乙醇提供了重要的技术参数,而且对开辟新的海藻生物能源具有一定的实践意义。     

中心复合实验优化嗜单宁管囊酵母发酵生产乙醇的研究(Ⅰ)

采用四因素三水平中心复合实验法优化嗜单宁管囊酵母(Pachysolen tannophilus)发酵生产乙醇的条件,根据实验数据拟合建立关于乙醇浓度随发酵时间、接种量、转速、发酵温度等因素变化的数学模型。根据该模型进行工艺参数的优化,以乙醇浓度为指标,实验所得的嗜单宁管囊酵母发酵生产乙醇的优化工艺条件为:发酵时间68h,接种量6%,转速120r/min,发酵温度32℃。该条件下乙醇产量为20.58g/L,残葡萄糖浓度为0.119g/L。对模型的有效性进行检验。     

玉米秸秆产乙醇两种工艺路径的对比研究

通过以玉米秸秆为原料生产乙醇的两条工艺路径的对比,分析了不同转化路径的特点和结果。路径一,将粉粹的玉米秸秆经超低酸处理后进行酶解,利用酶解液发酵产乙醇;路径二,通过气化技术将玉米秸秆产生CO,H_2等混合气体,由微生物转化成乙醇。通过路径一处理及发酵后,发酵溶液中的乙醇浓度为21.5 g/L。通过路径2处理后,发酵溶液中的乙醇浓度为2.6 g/L。对比分析显示,虽然路径一的乙醇产量高于路径二,但其成本、能耗也高;路径二能耗较低,但对厌氧发酵条件要求严格,乙醇产量较低。     

纳米Fe3O4催化UV-Fenton降解邻苯二酚的效能及自由基的鉴定

采用纳米Fe3O4催化UV-Fenton降解邻苯二酚,考察了溶液的初始pH值、H2O2投加量、催化剂的投加量和反应温度对邻苯二酚配水中COD的去除效果的影响.其结果表明,在邻苯二酚的浓度为100 mg/L、溶液初始pH为7、H2O2投加量为14.75 mmol/L、催化剂的投加量为0.50 g/L、反应温度30℃的条件...     

双菌比较优化稻草“液化”发酵产乙醇的研究

利用稻草液化产物为底物,分别采用酿酒酵母和休哈塔假丝酵母发酵生产乙醇,对影响发酵阶段的各因素进行优化,选取最佳菌种完成秸秆到乙醇的转化。结果表明,液化产物经酶解后葡萄糖浓度可达69.5mg/mL,是发酵制备乙醇的良好底物。优化发酵后,酿酒酵母更适合做液化产物的发酵菌种。适宜的发酵条件:初始葡萄糖浓度60~65 mg/mL,温度30℃,pH=6.0,装液量80 mL,接种量10%,发酵时间36 h,在此条件下乙醇得率可达49.3%,能达到理论得率的96.1%,转化率最高为0.27 g/g(乙醇/液化产物)。     

甘蔗渣高温同步糖化发酵制取燃料乙醇研究

研究添加不同量纤维素酶对甘蔗渣酶解效果的影响,结果表明葡萄糖浓度随加酶量增加而增加,最优的添加量为30FPU/(g原料)。利用克鲁维氏酵母(Kluyveromyces marxianus)NCYC 587,在42℃下进行甘蔗渣高温同步水解糖化发酵实验,发现额外添加β-葡萄糖苷酶能有效提高乙醇的质量浓度,经48h发酵,添加30IU/(g葡聚糖)的β-葡萄糖苷酶可提高乙醇浓度30%。通过分批补料方式提高固体浓度至20%,比较SSF和SHF两种工艺,发现前者经72h可产生36.2g/L乙醇,发酵效率为0.50g/(L·h),后者经120h可获得41.2g/L乙醇,发酵效率为0.34g/(L·h)。     

温度、pH和负荷对果蔬垃圾厌氧酸化途径的影响

研究考察了果蔬垃圾在F/M=2∶1,不同温度(35℃,50℃)条件下,控制pH(4.0,5.0,6.0)时,发酵产物组分的变化规律;考察了35℃,果蔬垃圾在控制pH的完全混合反应器(CSTR)中不同有机负荷下的酸化类型。结果表明:50℃下酸化产物浓度较35℃低,且在相同的pH下,高温和中温酸化呈现不同的酸化类型,pH=6.0时,高温酸化类型为乙醇型,中温酸化类型为丁酸型。中温条件下,提高pH有助于缩短酸化时间,但对酸化产物总量影响不大,且发酵类型随pH变化明显,pH=4.0为乙醇型发酵,pH=5.0为丙酸型发酵,pH=6.0为丁酸型发酵。最优静态酸化条件为F/M=2∶1,35℃和pH=4.0,酸化率能达到65.1%,其中乙醇浓度为10 508 mg/L(相当于每克挥发性固体中含有438 mg乙醇)。反应器连续运行结果显示,温度为35℃,pH=4.0时,随着负荷的提高,酸化产物中乙醇含量增加,有机负荷OLR>7 g/(L.d),停留时间HRT<5 d,逐渐呈现乙醇型发酵。     

混合菌种发酵秸秆稀酸预处理液中木糖的研究

以木糖纯种发酵菌种的筛选为基础,得到了能发酵木糖的混合菌群。将该菌群进行了稀酸预处理液发酵的筛选驯化,得到能发酵稀酸预处理液的菌群B00。与纯种发酵对比,混合菌种发酵有较广的初始pH值、温度、摇床转速的适应范围以及较广的底物应用范围和较强的发酵抑制物耐受性,因而更适合工业化的应用;在木糖含量为30 g/L、葡萄糖含量为15 g/L的稀酸预处理液中,该混合菌种的最高乙醇产量为15.8 g/L,产率为68.9%,高于纯培养的乙醇产率62.6%。     

农作物秸秆同步糖化发酵制燃料乙醇条件研究

用农作物秸秆做原料进行同步糖化发酵制取燃料乙醇,同步糖化发酵的温度不协调以及单批次同步糖化发酵原料用量影响乙醇产量等问题始终制约着工艺的应用。文中进行了主要农作物玉米秸秆和稻草秸秆的3种预处理方式同步糖化发酵和同步糖化发酵工艺过程的补料试验研究。试验结果显示,稀酸预处理稻草粉在液固比为8∶1时,同步糖化发酵效果最好,乙醇含量为11.16 g/L,残糖浓度最低为12.07 g/L;补料方式H下乙醇浓度达到最大值10.09 g/L,此补料方式下添加吐温-80、混合菌种时的乙醇产率变化不明显。     

以新鲜马铃薯为原料发酵丙酮丁醇的研究

文章研究了以新鲜马铃薯为底物,利用丙酮丁醇梭菌GX01发酵生产丙酮丁醇。对发酵培养基的组成进行了优化,确定了发酵培养基的组成:初始糖为90 g/L、豆粕为4.0 g/L和FeSO4.7H2O为0.08 g/L;以此发酵培养基在37℃下发酵60 h,丁醇产量平均可达到17.02 g/L,总溶剂量达到29.39 g/L。     

光助Fenton氧化垃圾渗滤液中腐殖质研究

利用统计学方法对光助Fenton氧化垃圾渗滤液中高浓度腐殖质的影响因素进行探讨和分析.通过Plackett-Burman实验设计筛选出FeSO4·7H2O的投加量、H2O2/FeSO4·7H20比值和初始pH值为主要影响因素,并经过响应面分析优化了这3个因素.通过Design-Expert软件得到1个2次响应曲面模型,并找到了最佳的FeSO4·7H2O、H2O2/FeSO4·7H2O比值和pH值分别为0.013mol/L、4.60、4.45,从而TOC的去除率也达到最大(89.85%).     

氮源和无机盐对酵母菌发酵酒精浓度的影响

在ypd培养基条件下,研究了尿素这种氮源对酒精发酵的影响,发现其对酵母菌发酵生成酒精的最佳浓度值为9.6g/L.并对5种发酵无机盐硫酸镁、硫酸锌、氯化镁、氯化铁、磷酸二氢钾的浓度与发酵酒精浓度之间的关系进行研究,初步找到了该株酵母所需无机盐的临界值,分别是硫酸镁为4.8g/L,磷酸二氢钾为4.8g/L,氯化镁为4.8g/L.添加硫酸锌、氯化铁的两组实验得到的乙醇产量明显比其他组要低,此酵母菌发酵随浓度的增大乙醇产量降低,由此推断硫酸锌、氯化铁对此种酵母菌发酵有着制约作用.     

脱硫废水在热烟气环境中的蒸发特性及其产物特性研究

针对旁路烟道旋转喷雾干燥技术和主烟道蒸发技术,开展了脱硫废水蒸发干燥过程及其产物特性的分析对比研究,比较了两种工艺过程中脱硫废水蒸发特性,并对脱硫废水蒸发产物的表面结构特性进行了研究,考察了Cl元素的迁移分布特性及其对后续除尘系统和粉煤灰资源化利用的影响。结果表明:氯离子浓度增大,蒸发效果会随之降低,pH值则对其影响不大,旋转雾化条件较之于主烟道蒸发效果好;两种工艺下蒸发干燥产物表面粗糙,烟道出口S元素含量增加明显,Ca、Mg、K等元素略有增加,蒸发后产物大致相同,由于温度的不同,旋转雾化条件主要是以莫来石、SiO_2、Al_2O_3、 KCl、MgSO_4、CaSO_4·0.5H_2O为主,主烟道蒸发则是以莫来石、SiO_2、Al_2O_3、KCl、MgSO_4·H_2O、CaSO_4·0.5H_2O和CaSO_4·2H_2O等为主;废水中氯离子浓度对氯元素以HCl形式进入烟气影响不大,而碱性脱硫废水则可以有效抑制其以HCl形式析出。     

丁酸型产氢细菌WN9利用谷糠发酵的产氢特征

该研究从牡丹江江滨公园的河道底泥样中筛选获得1株丁酸型发酵产氢细菌的新菌株Clostridium butyricum WN9,并分别以葡萄糖和小米内、外壳谷糠为底物进行发酵产氢实验。实验结果表明:以葡萄糖为底物时,最大比产氢率为1.89 mol/mol;以小米内、外壳谷糠为底物时,内壳谷糠更易被利用,最适宜的内、外壳谷糠浓度分别为50,30 g/L,最大比产氢率分别为20.1,12.7 mL/g;低初始pH值条件(pH6.0)有利于提高谷糠转化效率,当内、外壳谷糠浓度均为50 g/L,初始pH值为6.0时,最大比产氢率分别提高至21.5,15.5 mL/g。