发酵条件对发酵产氢细菌B49产氢的影响

采用间歇发酵实验，研究了葡萄糖浓度、接种量、温度、氮源、不同有机底物对发酵产氢产酸细菌新菌种IM9(AF481148 in EMBL)生物产氢的影响。结果表明，接种量影响IM9的产氢；IM9生长和产氢适宜温度均为35℃；IM9不能利用无机氮源，而有机氮是IM9生长、产氢的适宜氮源；葡萄糖是IM9发酵产氢的最适宜底物，当浓度为10g／L时，IM9的葡萄糖利用率为100％，氢气得率为1．69molH2／mol glucose；此外，IM9可利用小麦、大豆、玉米、土豆及糖蜜废水和啤酒废水产氢，其中利用糖蜜废水、啤酒废水产氢分别为137．9ml H2／g COD和49．9ml H2／g COD。     

C/N对细菌产氢发酵类型及产氢能力的影响

反应基质中的C/N比作为影响因子,参与细菌的产能代谢过程,主要作用于微生物的自身合成代谢过程和有机物在微生物体内的生物氧化过程。乙醇型发酵过程中由于物质和能量转化问高度平衡细胞合成代谢处于较低的水平,而丁酸型发酵过程中,由于NADH H参与细胞合成代谢。所以发酵基质内C／N比过低,过剩的N源物质进一步促进了微生物细胞的合成代谢。并且导致的发酵类型向丁酸型发酵转变的现象,是微生物种群维持“内平衡”的适应性结果。分析认为反应基质中的C/N比作为影响因子,是作用于系统发酵产氢过程稳定性的主要因素之一。在试验及生产过程中,为了得到最佳产氢发酵类型一乙醇型发醇,应严格控制反应系统底物环境内C／N≥200,将微生物细胞合成代谢过程控制在较低的水平,在提高系统产氢能力及其稳定性的同时,降低系统剩余污泥的产生量。     

厌氧高效产氢细菌的筛选及其耐酸性研究

采用厌氧Hungate技术 ,从生物制氢反应器厌氧活性污泥中分离到 18株发酵产氢细菌 ,并从中优选出 1株高效产氢细菌B4 9。通过间歇试验 ,B4 9获得最大比产氢速率QH2 为 2 5 .0mmol/g·h ,单位体积产氢量YH2 为 1813.8mL/L ,氢气含量为 6 4 .15 %。B4 9菌株为乙醇型发酵产氢细菌 ,具有良好的耐酸性 ,在 pH3.3仍能生长。发酵产氢和细菌生长的最适 pH值约为 3.9～ 4 .2。     

产酸发酵细菌产氢机理探讨

生物制氢技术在世界范围内受到了普通重视，对于生物产氢的机理研究也在不断深入，为生物制氢技术的开发打下了坚实的基础。该文在前人研究成果的基础上，对产酸发酵细菌的多种产氢途径和机理进行了全面探讨。分析认为，在产酸相反应器中的产酸发酵细菌，其主要产氢途径是丙酮酸脱羧产氢和辅酶Ⅰ的氧化与还原平衡调节产氢。通过生化反应的热力学分析证明，即使是氢分压高达0．5个标准大气压时，只要生境中pH值小于4．78，NADH＋H^ 转化为氢的过程就可以顺利进行。     

丁酸型产氢-产酸发酵细菌pH生态位探讨

本试验结果认为,细菌在3 86,或4 5>PH>5 3生态位理论。分析原因在于,试验过程中的环境因素———C/N比的降低,氮源物质浓度的提高,相应提高了微生物的合成代谢水平,并且使得细菌发酵过程在pH值较低的环境中,向合成代谢水平较高的丁酸型发酵转变。细菌发生丁酸型发酵是在环境内多种环境因子协同作用下进行的。该试验结果拓宽了前期理论研究中得到的丁酸型发酵生态位范围,为今后相关的理论研究及实际生产提供了理论依据。     

乙醇型发酵与丁酸型发酵产氢机理及能力分析

氢气是一种新型清洁能源，方便快捷的制氢方法正日益受到重视，产氢－产酸发酵过程中氢气产生的主要途径为乙醇型发酵过程和丁酸型发酵过程，在对这两种发酵类型产氢机理及能力的理论研究及对比试验中，发现乙醇型发酵途径发酵产氢能力要优于丁酸型发酵过程（平均为25％－40％），并且该文将pH值和氧化还原电位（ORP）作为综合环境因子考察，通过与发酵过程产氢量指标相配合分析，认为乙醇型发酵过程是一种较佳的有机物生物发酵制氢途径。     

乙酸对发酵产氢过程的抑制影响

以甲酸为发酵原料进行试验,控制发酵料液的pH在4.8左右,试验共分为10组,每组中分别含有不同浓度的乙酸作为抑制剂。采用批量发酵工艺,进行厌氧发酵产氢,研究乙酸在产氢过程中的抑制作用。由试验可知,当乙酸浓度≥7000mg/l时,抑制作用显著,使产气停止。     

生物质产氢的研究现状与发展

综述了生物质光合产氢和发酵产氢的研究现状,分析了利用生物质产氢技术目前所面临的问题;评述了把生物质产氢与新能源开发,环境保护相结合的应用可能性和前景展望。     

pH值调控对发酵产氢的影响

利用厌氧活性污泥作产氢接种物,发酵有机质产生氢气,一般是在酸性条件下进行的。以厌氧活性污泥作接种物,有机酸为基质,在厌氧、恒温25℃、不同的pH值下,启动发酵产氢,以及监测产氢过程中的pH值变化,得出pH值过高时,有大量的甲烷生成,pH值过低时,则对产氢细菌不利,难于产氢。启动发酵产氢时,pH值不宜底于4．3,较为适宜的产氢pH值范围4．5～5．5。     

发酵产氢面临的问题及对策

氢是一种高效、清洁、可再生的燃料，通过发酵的方式产生氢气，已经成为国内外研究的热点。目前，这一新兴技术的研究取得了可喜的成果。文章在综合国内外发酵产氢技术的基础上，通过比较沼气发酵和产氢发酵的技术成果，揭示了挥发性有机酸反馈抑制是制约生物法发酵产氢的关键因素，提出了如何提高氢的转化率和发酵稳定性的措施和对策。     

耐酒精半纤维素降解菌的筛选、鉴定及产酶分析

从石油污染严重地区的贫瘠土壤中筛选得到的一株高产木聚糖酶且能够耐受一定浓度酒精的细菌,经生理生化实验及16SrDNA鉴定为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus),命名为DT83。对其产木聚糖酶的发酵条件进行优化,结果表明:最适碳源为木聚糖,最适氮源为蛋白胨,产酶最适温度为28℃,最佳初始pH值为8.5。SDS-PAGE分析表明,木聚糖酶分子量约为23kD。DT83和E.coli BL21的酒精耐受实验结果比较表明,DT83具有较高酒精耐受度,可达到8%～10%。     

一株Clostridium属厌氧菌的分子鉴定与产氢特性

采用厌氧培养技术分离出产氢细菌Rennanpilyf33。通过16SrDNA测序和比对证实,该菌株是目前尚未报道过的一个新菌种。菌株Rennanqilyf33国际生物信息学数据库GenBank的注册登录号为AY332380。采用间歇试验测定其产氢量和细菌生长的结果表明,菌株Rennanpilyf33在葡萄糖浓度为12~5g／L时具有最大的细胞生长量和比产气率,分别为0.055OD600nm和0.08mol H~2／mol glucose；最佳生长和产氢的pH值为4.0左右,此时细胞生长量和比产氢率分别为0.071OD600nm和0.10molH~2／mol glucose。     

丁酸型发酵产氢的运行稳定性

着重对发酵法生物制氢反应系统的丁酸型发酵的运行稳定性进行了研究分析。结果表明,在有机负荷大于21kgCOD/m3·d的条件下,丁酸型发酵具有不稳定性,在负荷冲击下容易转变为丙酸含量较高的发酵类型,从而导致系统产氢能力的下降。分析认为,NADH/NAD+的平衡调节能力是影响系统运行稳定性的一个关键因素。在高负荷条件下,由于丁酸型发酵的产丁酸过程不能氧化过剩的NADH+H+,导致产乙酸过程生成的剩余NADH+H+在系统内大量积累,使反应系统难以达到氧化还原的平衡状态,最终影响了系统的稳定运行。     

厨余和污泥不同混合比例碱处理产氢特性研究

以厨余垃圾和污泥为反应底物,加热预处理的污泥为发酵接种物,考察了碱处理下厨余与污泥不同混合比例的发酵产氢特性。结果表明:不同pH碱液对厨余垃圾进行预处理后,其效果以pH=13时最佳,预处理3h后SCOD和还原糖含量分别为31316.8mg/L和5.54mg/mL;碱预处理后的污泥与厨余联合发酵能够改善物料的营养平衡,缩短反应延迟时间到1h内;当厨余与污泥混和比例为5:1时为本试验最佳的试验条件,其氢气含量、比产氢速率峰值和氢产率分别为52.69%,1.73mL H_2/(h·gVS)和50.27mL H_2/gVS。     

一拖多燃气热泵余热除霜过程及其理论分析

提出一种新型燃气机热泵机组余热除霜方法,并阐述了该方法的运行机理和运行过程.从系统可操作性和能量平衡两个角度分析了余热除霜方法的可行性,结果表明在系统除霜过程中,保温水箱热水温度波动一般在16～25℃内,保温水箱中的热水温度最低可保持在55℃以上,表明余热除霜方式是可行的;与逆向除霜方式、显热除霜方式等相比较,在相同的结霜条件下,余热除霜方式的融霜耗功最低,系统供热量最高,系统平均性能系数最高,结果表明余热除霜是一种有效节能的除霜方法.     

甜高梁茎秆固态发酵制取燃料乙醇过程分析与中试研究

研究了甜高粱秆固态发酵生产燃料乙醇过程工艺参数的变化规律及相关性,并以此为基础进行了5m~3转鼓式固态发酵反应器中试试验.结果表明:糖份的快速消耗伴随着乙醇的大量产生,酵母分泌相关酶类使非还原糖向还原糖转化;发酵过程pH下降,对乙醇产生无明显抑制;搅拌可以改善传质、传热,有利于菌体的生长和发酵的进行.中试结果表明40～44h内可完成发酵.直接固态发酵与蒸馏后获得30%～40%的粗醇溶液,平均13.5～15.5kg甜高粱秆产1kg(99.5%)无水乙醇,糟渣粗蛋白含量6.94%(干基),可替代"黄储"饲料.糖利用率最高97.50%,乙醇实际收率最高94.48%.