同时进行发酵和分离的CO2气提、活性炭吸附乙醇发酵动力学研究（三）固定化

研究了应用固定化酵母同时进行发酵和分离的CO2气提的乙醇间歇发酵和连续发酵。从实验结果发现，无论是间歇还是连续操作，无论是改变稀释率还是改变进口底物浓度，在实验范围内，发酵速率都基本上保持常数，即，固定化酵母发酵时，发醇液中少量游离酵母的影响可以忽略，固定化酵母密度在发酵过程中不会发生很大变化。由此而导出的简化模型可以满意地关联稳态操作时的实验数据，并进而推算动态响应曲线。     

转盘反应器固定米根霉的L－乳酸发酵

研究了米根霉的固定化方法，研制了用吸附法固定米根霉的生物转盘反应器，考察了在该反应器中培养基组成及其它操作条件对Ｌ－乳酸发酵的影响。实验结果表明，应用吸附法固定化的米根霉及生物转盘反应器进行Ｌ－乳酸发酵具有发酵速率快，Ｌ－乳酸得率高及既能用于连续发酵又能用于间歇发酵等优点     

转盘反应器固定米根霉的L—乳酸发酵

研究了米根霉的固定化方法，研制了用吸附法固定米根霉的生物转盘反应器，考察了在该反应器中培养基组织及其它操作条件对Ｌ－乳酸发酵的影响。实验结果表明，应用吸附法固定化的米根霉及生物转盘反应器进行Ｌ－乳酸发酵具有发酵速率快，Ｌ－乳酸得率高及既能用于连续发酵又能用于间歇发酵等优点。     

磁性壳聚糖微球固定化酵母细胞及其用于发酵生产酒精的研究

通过溶胀一吸附法用磁性壳聚糖微球固定化酵母细胞,考察了磁性壳聚糖微球固定化酵母细胞的效果.结果表明,大量酵母细胞被固定在磁性微球表面,且磁性壳聚糖微球可重复使用.以所制备的磁性固定化酵母细胞发酵生产酒精,发酵醪液的酒精度高于悬浮酵母细胞发酵醪液的酒精度,重复使用磁性壳聚糖微球固定化酵母细胞再次发酵,醪液的酒精度虽然有所下降,但是仍高于悬浮酵母细胞发酵的酒精度.     

细菌发酵生产酒精之工业应用前景探索

本研究对细菌和酵母这两类不同菌株,在发酵酒精的性能方面作了多方面的比较。实验结果表明:玉米淀粉水解液及糖蜜可用于运动发酵单胞细菌发酵生产酒精,但糖蜜需经活性灾吸附,脱除有害物质。酒糟水和玉米浆可替代酵母膏,良好地用作为细菌发酵酒精的氮源。细菌具有较强的抗染菌能力。细菌经吸附固定化后,发酵速度比游离菌快,也比固定化酵母快。因此,运动发酵单胞细菌生产酒精,有着良好的工业应用前景,在不久的将来,将会代替酵母,而成为酒精工业中的重要菌株。     

固定化酵母乙醇萃取发酵研究

以十二烷醇为萃取剂，对固定化酵母乙醇萃取发酵进行了研究。探讨了萃取剂对酵母细胞的毒性，以及萃取剂用量、搅拌转速、基质浓度等因素与乙醇萃取发酵的关系，并测定了萃取过程中乙醇的分配系数。为固定化酵母乙醇发酵与溶剂萃取耦合新工艺的开发研究提供了资料。     

蜂窝陶瓷固定化酵母细胞啤酒连续主发酵工艺

对蜂窝陶瓷固定化酵母细胞啤酒连续主发酵工艺进行了实验研究，提出了优化的工艺条件：发酵温度17~18℃，稀释率0.045 h-1. 在此工艺条件下，实际测得浓度的降低量为6.91%，嫩啤酒双乙酰含量为0.180 mg/L. 嫩啤酒主要理化指标的测定结果表明，采用固定化酵母细胞啤酒主发酵工艺不会对啤酒质量造成影响.     

固定化米根霉在三相流化床中间歇发酵生产L—乳酸的研究

研究了海藻酸钙包埋法固定米根霉在三相流化床反应器中间歇发酵生产Ｌ－乳酸的工艺。实验结果表明，固定化颗粒具有较好的重复使用效果。     

膜生物反应器封闭循环乙醇发酵残液的处理技术研究

硅橡胶膜生物反应器封闭循环乙醇发酵系统能长时间平稳运行，发酵罐中乙醇浓度、酵母浓度和乙醇产率维持稳定，乙醇产率较传统间歇发酵可提高4．5倍，但系统长期运行的周期受制于酵母细胞的老化。我们目前的实验连续运行记录是500h。系统运行周期结束时，发酵罐中的残液成为需要处理的发酵废弃物，其总量约为传统间歇发酵工艺的1／6，但性态差别很大。对残液进行后处理，有效利用废弃物并实现发酵工艺的废掖零排放，成为该系统的又一主要工艺技术问题。本文对系统运行及工艺技术、残液性态、残液处理工艺路线和设备进行了研究，提出了解决方案。     

改性无纺布-壳聚糖固定化酵母生产燃料乙醇

采用含酵母的壳聚糖溶液经木质素磺酸钠交联的方法包埋固定化在环氧氯丙烷改性的聚丙烯无纺布上.以甘蔗废糖蜜为原料,研究固定化酵母的发酵及增殖机理发现,酵母包埋量达3.7×109/mL,在批式发酵中,初始糖质量浓度167g/L、填充率12%、pH 4.0、温度34℃时,发酵成熟醪酒精质量浓度达78.2 g/L、残糖质量浓度12.8 g/L、发酵周期缩短至10.5 h.连续流动发酵实验中,材料使用40 d没有破损,乙醇发酵过程彻底,速率快,残糖水平低,原料利用率和发酵醪乙醇浓度均超过传统工艺.     

拟薄水铝石-海藻酸铝固定化酵母生产乙醇

在原位合成拟薄水铝石中加入酵母和海藻酸钠,搅拌并冷冻后制备固定化酵母,以甘蔗废糖蜜生产乙醇。通过复合材料固定化酵母增殖机理发现,固定化酵母数达4.1×109个/mL,批式发酵中14h消耗了90.5%的总糖;40d连续流动中,稀释率为0.100h-1时,最大载体乙醇产率为52.0g/(L.h)。SEM表征表明,该固定化酵母细胞密度高,孔道结构丰富,利于细胞的繁殖生长和物质传送。乙醇发酵过程彻底,速率快,残糖水平低,原料利用率和发酵醪乙醇质量浓度均超过传统工艺。     

同步闪蒸汽提发酵制乙醇

为提高乙醇生产发酵强度,提出了同步汽提闪蒸乙醇发酵新过程。该过程集合了闪蒸发酵和汽提发酵的优点,在发酵的同时能更有效地在位分离乙醇,从而提高发酵强度。通过与普通发酵、闪蒸发酵、汽提发酵等过程进行间歇实验比较,同步闪蒸汽提发酵过程具有发酵强度高的优势;而且,采用耐高温酵母高温发酵、提高通气量、闪蒸罐的进料流速可进一步提高其发酵强度。该过程简单、高效,具有工业应用的潜力。     

环流反应器中固定化酵母乙醇连续发酵研究

制备了一种重化固定化酵母颗粒，可有效防止发酵过程中固定化颗粒上浮，用于气升式内环流反应器，可与器内流体形成良好循环。同时在气升式内环流反应器内对固定化酵母乙醇连续发酵过程进行了研究，得到发酵最优控制条件。通过与其它发酵器对比发现，内环流反应器用于固定化酵母乙醇发酵过程，可大大提高乙醇产率。     

碱性纤维素酶基因在巴氏毕赤酵母中的表达及重组酵母菌发酵工艺的优化

目的克隆碱性纤维素酶基因,构建酵母整合型表达质粒,在巴氏毕赤酵母中表达,并对重组菌的发酵工艺进行优化。方法应用PCR技术从嗜碱性芽孢杆菌ATCC21833中扩增碱性纤维素酶基因,克隆至酵母整合型表达载体pGAPZαA中,构建重组表达质粒pGAPZαA-ATCC21833,并转化至巴氏毕赤酵母GS115。通过单因素实验及正交实验,确定重组酵母的最佳发酵培养基。在20L发酵罐中进行高密度发酵,观察碳源对批式发酵的影响,并检测在4种流加方式(连续恒速流加、间歇匀速流加、间歇递减流加、维持底物浓度流加)下的菌体干重及发酵液中的酶活性。结果重组表达质粒pGAPZαA-ATCC21833经酶切及DNA测序证明构建正确,其基因序列与嗜碱性芽孢杆菌KSM-635的碱性纤维素酶基因序列一致。最佳发酵培养基组成为6%葡萄糖、2%硫酸铵、12g/L磷酸二氢钾。碳源浓度对于重组酵母菌体生长及产酶至关重要。SDS-PAGE表明表达产物的相对分子质量约为103000。维持底物浓度的流加方式可获得最高的菌体干重(29.8g/L)及酶活力(24U/ml)。结论已成功构建了表达碱性纤维素酶的巴氏毕赤酵母工程菌,并确定了维持底物浓度的流加方式为最佳发酵方式。     

重金属环境下酵母发酵性能研究

重金属离子对发酵生产乙醇的产率带来一定的影响,因此对重金属环境下酵母发酵性能研究显得尤为重要。本文利用5株重金属耐受性的酵母,通过不同酵母发酵性能分析、重金属迁移分析、酵母在甘蔗汁发酵中重金属吸收情况分析,探讨重金属迁移规律及酵母与重金属相互作用关系。最终得出实验结果：五株酵母细胞发酵行为,主要受Cd和Pb的影响。     

利用啤酒废酵母间歇发酵合成谷胱甘肽的研究

研究利用啤酒废酵母生产谷胱甘肽的目的是降低谷胱甘肽生产成本、提高啤酒废酵母附加值。研究考察了在2升通气搅拌罐中通气量、搅拌速度、初始葡萄糖浓度以及废酵母加入量对谷胱甘肽合成的影响。实验表明,好氧活化可以显著提高酵母细胞内的谷胱甘肽含量。由于啤酒废酵母的添加量较大,使得反应液中菌体浓度较高,发酵过程中保持较大的通气量和搅拌速率有利于提高细胞活性和促进谷胱甘肽的积累。通过实验确定了2L发酵罐中较佳的操作参数为搅拌速度500rmin-1,通气量6 LL-1min-1。过高的初始葡萄糖浓度对谷胱甘肽的合成有一定的抑制作用,比较合适的初始葡萄糖用量为加入的废酵母湿重的10%。废酵母加入量增大会导致胞内谷胱甘肽含量下降,但由于细胞干重的大幅度增加,在实验范围内,最终单位反应器体积的谷胱甘肽产量则随废酵母加入量增大而增大。实验表明,废酵母加入量在湿酵母为100~300gL-1之间是合适的。     

环流反应器中固定化酵母之醇连续发酵研究

制备了一种重化固定化酵母颗粒，可有效防止发酵过程中固定化颗粒上浮，用于气升式内环流反应器，可与器内流体形成良好循环，同时在气升式内流反应器内对固定化酵母乙醇连续发酵过程进行了研究，得到发酵最优控制条件，通过与其它发酵器对比发现，内环以应器用于固定化酵母之醇发酵过程，可大大提高乙醇产品。     

丙酮／丁醇萃取发酵及动力学研究

研究了用油醇为萃取剂进行丙酮/丁醇游离细胞间歇和补料间歇萃取发酵过程。结果表明,萃取发酵可以减轻产物对微生物的抑制作用,提高初始底物浓度,增加发酵速率。建立了间歇萃取发酵的动力学模型,该模型能够描述在间歇萃取发酵过程中底物、微生物、产物及pH的变化规律。     

固定化细胞技术应用于酒精发酵中的研究进展

固定化细胞技术出现在20世纪70年代后期,是在固定化酶基础上发展起来的。近年来,固定化细胞技术被广泛应用于燃料酒精的研究与生产中。因其可以反复使用、连续发酵以及提高酒精得率等优势显示了巨大的发展潜力。研究固定化细胞酒精发酵具有十分重要的现实意义。本文综述了固定化细胞技术在酒精发酵领域的研究进展,介绍了酒精生产中常用的细胞固定化方法、特性及优势、固定化细胞技术在酒精发酵中应用以及在酒精发酵中存在的问题及解决办法等。指出开展细胞与细胞、细胞与酶的共固定化技术,无载体自絮凝细胞固定化技术以及开发新型酒精专用固定化载体材料是未来固定化细胞技术在酒精工业规模化应用的关键。     

乳酸固定化细胞柱发酵过程研究

研究了以海藻酸为载体的固定化德氏乳酸杆菌间歇增殖过程,提出增殖模型;建立了稳态时具有轴向返混的固定化细胞柱连续发酵动力学模型;提出了固定化细胞柱初始非稳态过程的数学模型,并对这两个过程进行推算,推算结果与实验结果比较是令人满意的。