硅橡胶膜生物反应器苹果原汁发酵研究(I)

基于细胞生长更新和产物原位分离的思想,设计了一套硅橡胶膜生物反应器进行苹果原汁的发酵实验,对2种自然选育的苹果酒酵母和一种工业化的酿酒高活性干酵母进行驯化,筛选出了一株较为理想的发酵菌株2401(驯化糖度为13%).发酵-渗透蒸发耦合实验表明,25 ℃时细胞密度24 h即可达到108 个/ml,经过渗透气化分离出产物后,细胞浓度有所提高;发酵96 h,残糖浓度下降到4%以下;膜渗透蒸发分离出的渗透液中轻组分浓度w(当量乙醇)最高可达28%,渗透通量超过1000 g/(m2·h).改变膜器结构和扩大膜面积后进行了发酵实验.自制的硅橡胶复合膜表现出优良的性能.结果表明,该膜生物反应器系统用于苹果原汁发酵在产物原位分离和发酵液封闭循环及反应条件控制等方面具有独特优点,在苹果加工制造苹果白兰地和发酵苹果汁软饮料方面具有工业开发前景.     

发酵-渗透汽化-蒸汽分离集成工艺生产乙醇

发酵的低效率和产物分离的高能耗是目前燃料乙醇生产的主要技术瓶颈。采用发酵-PDMS膜渗透汽化-乙醇蒸汽二次分离集成工艺进行乙醇的发酵实验。发酵与渗透汽化膜分离操作连续耦合,用常温水对膜下游的渗透蒸汽进行部分冷凝,未冷凝的高浓度乙醇蒸汽经真空泵输送到大气条件下自然冷凝,实现了渗透蒸汽的二次分离。发酵实验持续264 h,得到细胞的平均浓度为19.8 g/L,葡萄糖的平均消耗速率为6.09 g/(L·h),乙醇的平均体积产率为2.31 g/(L·h),乙醇的得率系数为0.38,发酵液的乙醇累积产量达610 g/L。能耗分析表明,采用这种集成工艺生产乙醇的蒸汽输送段能耗仅为传统低温冷凝段能耗的26%。     

固定化基因重组酵母发酵木糖产乙醇

采用海藻酸钙凝胶包埋法固定基因重组酵母Sacchromyces cerevisiae ZU-10,研究了固定化细胞的发酵特性.结果表明,在30 ℃、pH 5.5下发酵80 g/L木糖,游离细胞的发酵周期为96 h,乙醇得率为0.37,细胞固定化后发酵周期缩短至60 h,乙醇得率提高到0.40.利用固定化细胞重复分批发酵8次,木糖利用率均在95%以上,平均乙醇得率为0.39.与游离细胞相比,固定化细胞对乙酸的耐受性明显增强,当质量浓度低于1.2 g/L时乙酸对木糖发酵的影响很小.利用固定化重组酵母发酵玉米秸秆水解液中的葡萄糖和木糖,36 h内65.0 g/L葡萄糖和27.0 g/L木糖被完全利用,生成36.9 g/L乙醇,对葡萄糖和木糖的乙醇得率为0.40.     

葡萄糖对光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸的影响

在30L发酵 罐中研究了初始葡萄糖质量浓度和补料方式对光滑球拟酵母WSH－IP303发酵生产 丙酮酸的影响,实验确定116.4g/L左右是较为适宜的初始葡萄糖质量浓度,发酵8h时丙酮酸质量浓度和产率分别为58.0g/L和0.516g/g。采用初始葡萄糖质量浓度为53.4g/L,发酵24h分批补料至葡萄糖总质量浓度为115g/L的培养方式,发酵64h时丙酮酸质量浓度和产率分别为60.2g/L和0.559g/g;采用初始葡萄糖质量浓度为62.6g/L,发酵24h开始连续补料至葡萄糖总质量浓度为115g/L的培养方式,发酵72h时丙酮酸质量浓度和产率分别为63.3g/L和0.586g/g,与葡萄糖总质量浓度相似（115g/L）的分批发酵相比,丙酮酸产量分别提高了3.8%和9.1%。实验结果表明：适宜的初始葡萄糖质量浓度能促进光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸;尽管葡萄糖补料培养可迁度提高丙酮酸的产量及产率,但生产强度却有所下降。     

不同总糖浓度木薯全渣乙醇分批发酵过程的研究

为研究不同初始总糖浓度对木薯全渣乙醇发酵过程中糖消耗、酵母细胞生长以及乙醇积累的影响,采取分批发酵方式,间隔6 h取样检测.结果表明：初始总糖浓度253.75 g/L时,发酵效率最高（88.93%）,乙醇生成速率、糖消耗速率、酵母数在初总糖浓度183.75 g/L时最大,分别为7.10 g/（L·h）,13.88 g/（L·h）,4.94×108个/mL;提高初始总糖浓度,糖消耗的终点时间、酵母生长到达最大值的时间、乙醇发酵时间延长,糖消耗速率、糖利用、酵母数、乙醇生成速率下降,乙醇发酵效率先升高后下降.     

运动发酵单胞菌利用早籼米生产乙醇的研究

以运动发酵单胞菌ATCC29121为菌种,以早籼米糖化液为原料发酵生产乙醇．通过单因素试验和正交设计试验,研究了发酵温度、pH值、初糖质量浓度、接种量、发酵时间等因素对该菌乙醇产率及生物量的影响．优化后的发酵条件：发酵温度为30℃,pH值为5．5,初糖质量浓度为100g／L,接种量为10％,发酵48h．在此条件下乙醇产率达0．4g乙醇／g葡萄糖,葡萄糖的转化率是80．1％．     

高效发酵混合糖产乙醇树干毕赤酵母的选育

使用紫外诱变和梯级驯化法进行了菌种选育实验研究,获得一株优良菌株L-1.通过4因素3水平正交实验优化了发酵条件.菌株L-1发酵混合糖(葡萄糖和木糖)经过65.0 h,28.0℃,144 rpm,140 m L/500 m L瓶装量的发酵,乙醇浓度达到7.97%(v/v),发酵乙醇能力比出发菌株提高了884%,残余葡萄糖和木糖为0.70%,发酵乙醇效率为理论值的88.1%.     

一株利用木糖用于酒精生产酵母菌的筛选

为获得高效发酵木糖生产酒精的菌株,从牛羊粪便的堆积处进行木糖利用菌的分离筛选,获得一株利用木糖的菌株,根据菌株的生理生化和分子生物学特性,鉴定该菌株为热带假丝酵母(Candidatropicals).以逐渐提高底物中木糖浓度的方法,对该菌株利用木糖的能力进行了驯化,同时对该菌发酵木糖生产酒精的工艺和发酵培养基组分进行了优化.驯化后,在厌氧条件下,木糖浓度在7%,木糖利用率为65.2%,酒精产率达到理论产量的21.9%.在优化培养基的条件下,以木糖/葡萄糖混合糖为碳源,控制pH为5.5,温度35℃接种量为10%,厌氧培养96 h,木糖和葡萄糖转化的酒精产量分别为理论产量的37.7%和79.2%,同时伴有30.2 g/L的木糖醇产生.实验结果表明,该菌株具有较高的木糖和葡萄糖的利用能力,是具有同时发酵葡萄糖和木糖产酒精的天然菌株.     

树干毕赤酵母发酵木糖制备乙醇补料工艺研究

以树干毕赤酵母m4为发酵菌株,在5 L发酵罐条件下进行补料分批发酵木糖产乙醇工艺研究,以期提高发酵水平和乙醇浓度.结果表明,补料发酵时木糖初始浓度108 g/L,总浓度150g/L,发酵周期84 h;在发酵36 h时一次性补糖,酵母生长旺盛,产乙醇量最高为53.4 g/L,而补加木糖与全料培养基相比,最终乙醇浓度变化不大;在36 h前后分两次补料时,木糖转化乙醇的速率较大,乙醇产量最高为54.9 g/L.与150 g/L、108 g/L分批发酵相比,乙醇质量浓度分别提高了11.1%、19.3%.结果表明采用补料工艺可以进一步提高乙醇的产量.     

氧化亚铁硫杆菌的固定化及其对Fe2+的氧化研究

以沸石为填料、气液逆流形式的固定化细胞装置填料塔,操作条件控制为空气量0.5 m3/h、循环液体流量1.0 L/h,在培养基的初始pH =2.0、Fe2+初始浓度为8g/L左右的条件下,氧化亚铁硫杆茵固定化细胞只需10h就达95％以上Fe2+的氧化率,其Fe2+平均氧化速率高达0.88 g/(L.h),固定化细胞Fe2+平均氧化速率是游离细胞的11倍.固定化细胞经长期低pH值驯化后,仍能保持较高的Fe2+氧化活性,在初始pH=1.6的条件下,只需14h Fe2+氧化率就达95.18％,Fe2+平均氧化速率达0.63 g/(L.h);是驯化前Fe2+平均氧化速率的1.58倍.     

生物反应器连续乙醇发酵研究

本文报道了一种新型填充床固定化酵母细胞生物反应器的连续乙醇生产.研究了停留时间对乙醇产量、残糖量、乙醇生产能力和反应器效率的影响。实验结果表明:该固定化酵母细胞生物反应器在发酵率、乙醇生产能力和反应器效率上具有显著提高。     

一株假丝酵母Candida sp.发酵稻草水解液制取乙醇

从土壤中筛选到一株能发酵葡萄糖和戊糖制乙醇的菌种,通过形态观察初步称该菌为假丝酵母Candidasp;研究发现pH值、发酵供氧情况、总糖浓度等对该菌种发酵稻草水解液制取乙醇的效率都有一定的影响,并且实验结果发现稻草水解液经过氢氧化钙处理后,总糖的利用率与乙醇转化率都有所     

木糖发酵产乙醇丝状真菌的鉴定及发酵特性

针对目前对丝状真菌的木糖发酵研究较少的现状,应用杜氏管发酵法初筛和发酵测定法复筛对不同环境的土壤样品进行菌株的筛选,并采用显微镜观察和18S rRNA序列扩增分析对菌种进行鉴定;用重铬酸钾法对菌株的发酵特性进行研究.结果表明：筛选到一株能发酵木糖的丝状真菌,命名为cs-28;经形态学和生物学鉴定为尖孢镰刀菌（Fusar...     

膜生物反应器苹果原汁发酵研究（Ⅱ） —产物特性和膜器放大

在前期工作的基础上,采用扩大膜面积的新型硅橡胶膜生物反应器进行了苹果原汁发酵的进一步深入研究。整个系统运行稳定,硅橡胶复合膜分离性能良好。膜下游通过两级冷凝,得到了酒度适宜的苹果白兰地,酒味浓烈,果香优雅;膜上渗余液营养丰富,含有大量的有机酸,可用于生产苹果酸性饮料。     

搅拌桨对菊芋联合生物加工发酵生产燃料乙醇的影响

利用马克斯克鲁维酵母,通过联合生物加工(CBP)技术发酵菊芋生料生成乙醇.在相同的发酵工艺条件下,分别考察四种搅拌桨对乙醇发酵的影响,包括发酵液的混合情况及乙醇浓度、醪液的黏度等参数的变化.结果表明:三叶推进式搅拌桨能够明显提高乙醇产量,并减少发酵液静止区的体积,拆除挡板更适合高浓度菊芋生料的发酵.发酵初始干粉浓度为201 g/L,补料后菊芋干粉终浓度达到273 g/L时,48 h乙醇浓度达到78.11 g/L,乙醇对糖的得率为0.440 7,为理论值的86.25%.此工艺为菊芋乙醇工业化的生产提供了有利条件.     

一株高产乳酸细菌的分离鉴定与发酵性能研究

从食物垃圾中分离到1株乳酸高产菌株TD175,该菌株在含100 g/L葡萄糖的发酵培养基中,经72 h发酵,可产生78.56 g/L的乳酸.根据形态和生理生化特征,将菌株TD175初步鉴定为乳杆菌属(Lactobacillussp.)的细菌,其16S rDNA序列与乳杆菌MR2菌株、植物乳杆菌(L.plan tarum)和戊糖乳杆菌(L.pen tosus)的相似性最高,均达到99%.菌株TD175经过耐酸选育得到的新菌株TD175-1的乳酸产量提高了10.7%.菌株TD175-1能促进食物垃圾的乳酸发酵,厌氧发酵48 h,产生29.65 g/L的乳酸,比不接种的自然发酵高34.3%.     

Hydrogen producting characteristics by a novel strain of bacteria-ethanoligenens sp. B49

The objective of this work is to investigate the fermentation capacity and metabolic characteristics of a novel strain of bacteria B49 isolated from anaerobic activated sludge. The examination was conducted in batch culture at 35 ℃. The results showed that the carbon flow gave priority to the production of ethanol, and yield of ethanol is always greater than that of acetic acid. The hydrogen and ethanol occurred simultaneously. The exponential phase of the B49＇ s cell growth was from 12 to 22 h. Evolution of hydrogen appeared to start after the exponential phase of cell growth and reach maximum production at the early stationary phase. The rate of hydrogen production reached a maximum of 16. 8 mL/h, and the percentage of hydrogen gas in the headspace of serum bottle obtained a maximum of 41% at 22 h. The B49 was able to grow using molasses as substrate for cell growth. When the molasses was used as substrate, maximum yield of hydrogen was obtained 2460 mL/L culture at 2 % （V/V） of molasses. The hydrogen yield was increased to 3060 mL/L culture after addition of 0. 5 g/L of yeast extract in the molasses medium and the yield of hydrogen was increased by 24. 4%.