克鲁斯假丝酵母分批发酵生产甘油的代谢流分布

采用Candida krusei分批发酵生产甘油，在碳元素平衡基础上作代谢流分析得知，典型生长阶段（6－12h)形成菌体流量较大，占50％以上，且有12％的乙醇流量，甘油流量较小：典型生产阶段（48－54h)甘油流量增大为42%，菌体和乙醇流量为0，有11％的有机酸流量。     

产甘油假丝酵母反复分批发酵法生产甘油

研究了合成培养基和复合培养基中产甘油假丝酵母反复分批发酵法生产甘油。结果表明,当产甘油假丝酵母细胞在贫磷合成培养基、贫磷复合培养基和补充微量元素的贫磷复合培养基中分别回用13次、9次和14次时,甘油平均产量（或平均得率）的增量均超过15.0%,而甘油平均产率的增加达到37.0%以上。因此限制反复分批发酵培养基中磷含量有利于增强产甘油假丝酵母细胞合成甘油的能力。产甘油假丝酵母细胞在贫磷复合培养基中的回用次数少于贫磷合成培养基中的回用次数,其原因是贫磷合成培养基仅限制了磷源的用量,而贫磷复合培养基除限磷外,微量元素缺乏使菌体生长和甘油生产能力受到影响,回用次数减少。与传统分批发酵相比,产甘油假丝酵母反复分批发酵具有发酵周期短、不需反复培养种子、节省原料成本、形成副产物少以及节约能源动力消耗等优点,可以实现甘油高产量、高得率和高产率的相对统一,且易于放大到工业化生产水平。     

产甘油假丝酵母细胞回用对甘油生产的影响

研究了产甘油假丝酵母细胞回用生产甘油的反复分批发酵。实验结果表明：第一级发酵培养基KH2PO4浓度为0.4 g·L-1,回用培养基的最适KH2PO4浓度为0.1 g·L-1,当上一批次发酵液中葡萄糖浓度降至10 g·L-1以下时,酵母细胞不经洗涤即可回用;经过15个批次的反复分批发酵过程,甘油的平均产量、平均得率和平均生产能力分别达到138.69 g·L-1、60.17%和2.31 g·L-1·h-1,分别比第一级发酵结果增加了15.74%、15.48%和39.16%;但回用至第15次时,菌体出现严重衰退,因此回用周期以12～14次为宜。     

温度对产甘油假丝酵母产甘油发酵过程的影响

研究了温度对产甘油假丝酵母分批发酵生产甘油及其生长动力学的影响。结果表明:在温度为28—36℃时,由于发酵周期随温度升高而显著缩短,导致细胞生长、甘油合成和葡萄糖消耗的比速率也随温度升高逐渐增加;当温度为32℃时最适于产甘油假丝酵母合成甘油,甘油产量、得率和产率分别达到120.3 g/L,0.523 g/g,1.43 g/(L.h);应用Logistic方程对细胞生长动力学进行了模拟,获得不同温度下的生长动力学参数;根据细胞生长动力学参数,得到28—36℃时甘油分批发酵过程中细胞质量浓度同温度、时间之间的一般关系式,经验证该模型在28—36℃范围内可用于预测不同温度下的细胞生长情况。     

磷源对产甘油假丝酵母发酵生产甘油的影响及动力学分析

甘油是一种重要的轻化工原料,广泛应用于化妆品、牙膏、烟草、香精、水性油墨、印染纺织、涂料、合成树脂、皮革、造纸、制药、食品和国防等各个领域的1700多种产品．在我国,由于受合成洗涤剂的冲击,肥皂行业日渐萎缩,甘油产量大幅下降．因此,利用耐高渗酵母发酵生产甘油的产业化前景看好．     

氨基酸促进甘油合成的动力学分析

在产甘油假丝酵母分批发酵生产甘油的过程中,考察了添加甘氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、丙酮酸和a-酮戊二酸等物质对菌体生长、维持代谢、甘油生成及副产物形成的影响. 结果表明,在发酵全过程中,它们对菌体的生长基本没有影响,但能加快葡萄糖的消耗速率、缩短发酵周期、提高甘油得率,从而使甘油的生产强度分别达到1.66, 1.59, 1.61, 1.54和1.68 g/(L×h),比对照分别提高了25.18%, 19.21%, 20.77%, 15.92%和26.32 %;副产物的形成主要发生在快速生长阶段,而此阶段用于菌体生长、维持代谢和甘油合成所消耗的葡萄糖基本没有变化;在稳定生长期,它们可以减少用于菌体生长、维持代谢和形成副产物的葡萄糖消耗量,导致流向甘油合成途径的葡萄糖代谢流增加.     

溶氧对Candida glycerinogenes产甘油发酵代谢流分布的影响

分析了耐高渗高产甘油工业菌株产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes)的摇瓶发酵过程,发现溶氧水平是影响C.glycerinogenes 生长、代谢产物生成的重要因素。在此基础上,以5 L发酵罐研究了不同恒溶氧水平甘油的合成过程,通过代谢流分析表明,低溶氧环境下乙醇碳流量增加,导致糖耗快而甘油合成相对较少;碳流分布表明HMP途径在甘油过量合成中起着重要的作用。分析C.glycerinogenes发酵过程中能量代谢和物质代谢（氧化磷酸化和底物水平磷酸化）的变化发现高溶氧环境下ATP合成水平高,一定程度抑制底物水平磷酸化从而使碳流更多地流向了甘油合成;C.glycerinogenes胞内氧化还原平衡(NADH/NAD+比率)的研究进一步解释了产甘油假丝酵母中甘油合成和乙醇生成的竞争关系。     

培养条件对产朊假丝酵母合成谷胱甘肽的影响

考察了培养基组成,培养条件对产朊假丝酵母生长和谷胱甘肽合成的影响,包括不同碳源,氮源及其浓度,pH,装液量,接种量等。确定以葡萄糖、磷酸氢二铵作为碳源和氮源,较佳浓度分别为20g/L和3g/L,接种量为10％,在20 g/L 的糖 浓度时获得的谷胱甘肽总量可达74mg/L,胞内含量为1.4％左右。此外还研究了三种前体氨基酸和ATP的加入量,加入时间对发酵的影响。     

热带假丝酵母发酵生产长链二元酸的节能减排措施

热带假丝酵母发酵生产长链二元酸在菌体、空气、烃类(油)和水的四相发酵体系中完成,发酵过程需氧量大、放热量高,提纯过程多处存在升温、降温过程,生产成本高。采用"倒推法"分析了装置公用工程消耗的主要影响因素,通过节能改造,余热、废汽与废水回收,正常生产每年可节省生产成本390余万元。     

十二碳二元酸生产菌培养基碳源与氮源的优化

以热带假丝酵母菌(Candida tropicalis)为试验菌株,在摇瓶发酵培养基础上,对种子培养基及发酵产酸培养基的碳源、氮源进行优化。结果表明:种子培养基最适碳源为葡萄糖,最适氮源为酵母浸粉FM902;菌体产酸培养基最适碳源为蔗糖(w)2%、葡萄糖(w)0.5%,比仅有2%蔗糖的培养基产酸量提高14.5%;最适氮源为0.08%(w)酵母浸粉FM902,比只含酵母浸膏LM902的培养基产酸量提高35.3%。     

反复分批发酵法制备甘油过程中的影响因素

对游离耐高渗酵母细胞反复分批发酵生产甘油的影响因素进行研究 ,结果表明 :反复分批发酵过程中所需的最优玉米浆浓度低于普通的分批发醇 ;较好的菌体反复利用时机确定为发酵液中残糖降至约 1% ,即细胞活性为 60 %时 ;在菌体的反复利用过程中残留在菌体中的代谢产物的累积会对甘油发酵产生抑制作用 ,每次菌体利用之前用无菌水洗涤菌体一遍可消除抑制.     

以氯化钠为渗透压调节剂的甘油间歇和连续发酵

引　言耐高渗酵母发酵生产甘油是于 2 0世纪 5 0年代开始研究的[1] ,到目前为止取得了很大的进展 .但是对其研究主要集中在间歇工艺方面 ,而连续化法作为一种有效的操作方式一直是人们追求的目标 .早在 2 0世纪 60年代 ,Ｄａｗｓｏｎ[2 ] 就对Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｒｏｕ     

FEASIBILITY OF ON-LINE REOPTIMIZATION IN BATCH PROCESSES

This work points out some serious drawbacks of the standard procedure for on-line optimization of batch processes. Commonly, at any given batch time, on-line measurement information is used to improve the estimate of the current state and the objective function is optimized again based on the estimated state. This strategy is useful when only the initial state is in error, but is unreliable in the more common case of an inaccurate dynamic model. Reoptimization based on the state estimates may then constitute a poor policy, even if perfect state estimates were available. Simulation examples of a semi-batch reactor are used to illustrate the associated pitfalls and to demonstrate what can be done to possibly detect and circumvent them.     

玉米浆浓度对甘油发酵的影响及动力学

引　言甘油是重要的化工原料 ,在日常生活中有广泛的用途 ,其生产前景看好[1,2 ] .甘油的生产方法主要有 3种 :肥皂和脂肪酸工业的副产品、化学合成法和微生物发酵法 .发酵法利用的是可再生资源(木薯、玉米、糖蜜等 ) ,在药品和食品上使用的竞争优势明显 ,因此具有巨大的发展潜力 .但是要使发酵法生产甘油成为真正具有生命力的产业 ,必须在提高甘油收率、降低成本等方面开展工作 .由于发酵培养基中玉米浆 (ＣＳＬ)的含量决定了菌体浓度 ,从而影响发酵过程中用于生长和维持所消耗的葡萄糖 ,进而影响甘油的收率 ,所以研究玉米浆浓度对甘油发酵…     

一种用于谷氨酸生产流加操作过程预测的模糊-神经网络

提出了一种子空间可调的模糊-神经网络(FNN),通过采用新型的网络结构设计、模糊子空间均匀化设计和模糊子空间可调性设计,提高了网络的模拟、预测精度,明显缩短了训练时间.通过可调模糊-神经网络可以对系统进行预测、优化及因素分析,并将所提出的模糊神经网络应用于谷氨酸流加发酵过程的模拟与预测,取得了满意的结果.     

THE GENERATION OF CONTROL STEPS IN BATCH PROCESSES BY USING AI TECHNIQUES

A new method for the generation of control steps in batch processes is presented in this paper. One of the AI techniques, namely, the key word analysis technique is used to process the master recipe and the corresponding equipment units. The control steps are created according to the process information specified in the master recipe and the properties of the existing equipment unit. The aim is to unambiguously specify the control steps using a set of basic control instructions from which the actual control code could be created.     

DYNAMIC OPTIMAL CONTROL OF BATCH CRYSTALLIZATION PROCESSES

This work applies an on-line optimal control strategy developed by Zhang (2001) to two cooling batch crystallization processes. The algorithm initially finds the optimal crystallizer temperature and subsequently uses a feedback control system in order to achieve the desired final product quality of the crystals expressed in terms of the final crystal size distribution. In both batch processes, it is shown that the on-line optimal control approach provides better final product quality as compared with a simplified optimal cooling policy. The improvement is especially noticeable in the presence of plant/model mismatch or errors in the initial conditions.     

丙酮酸分批发酵的供氧控制模式

以一株光滑球拟酵母的多重维生素营养缺陷型为研究菌株,考察了分批发酵中不同体积传氧系数(KL_a)对其产丙酮酸性能的影响.高KL_a(450 h^-1)下,丙酮酸产率较高(0.797 g·g^-1),但葡萄糖消耗速度较慢(1.14 g·L^-1·h^-1);低KL_a(200 h^-1)下,葡萄糖消耗速度快(1.97 g·L^-1·h^-1),然而丙酮酸产率(0.483 g·g^-1)却明显下降.根据发酵过程主要参数和碳流分配的变化特性提出了发酵前16h控制KL_a为450h^-1、16h后控制KL_a为200 h^-1的分阶段供氧控制模式,结果实现了高产量(69.4 g·L^-1)、高产率(0.636 g·g^-1)和高葡萄糖消耗速度(1.95g·L^-1·h^-1)的相对统一,丙酮酸生产强度(1.24g·L^-1·h^-1)比控制KL_a恒定为450、300和200h^-1的过程分别提高了36％、23％和31％.实验数据表明,供氧良好状态下细胞产丙酮酸性能出现的差异可能是由维生素处于亚适量水平时酵解产生的NADH去路不同,导致细胞处于不同的能量水平而引起的.     

序列活性污泥法技术在中国的发展

回顾了最近５ 年来序列活性污泥法技术在国内造纸行业及其它行业的开发应用情况,预测了该技术发展前景。认为序列活性污泥法是处理废水,保护环境的最佳实用技术之一。