硅橡胶膜生物反应器中乙醇发酵与渗透汽化的耦合

用硅橡胶膜生物反应器(SMBR)实验研究连续发酵-渗透汽化的耦合性能。发酵微生物采用酿酒干酵母,所用碳源为工业级葡萄糖。发酵过程由于产物抑制作用,在乙醇质量浓度达到73 g/L时趋于停滞,而耦合渗透汽化膜后,发酵罐内的乙醇质量浓度降低并维持在40 g/L,使发酵可以连续稳定地进行。在SMBR运行达到稳态后,乙醇的体积产率为4.02 g/(L.h)。发酵液中乙醇质量浓度维持在20~63 g/L,聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜的总渗透通量为1 220~800 g/(m2.h),分离因子为5~9.2。与传统发酵和分离相同进料质量分数的乙醇溶液相比,乙醇发酵和渗透汽化在硅橡胶膜生物反应器中能相互耦合并得到强化。与较小规模耦合系统(发酵体积1 L和2 L)比较,性能稳定良好。     

乙醇发酵与渗透汽化在硅橡胶膜生物反应器中的耦合强化

用硅橡胶膜生物反应器(SMBR)实验研究了发酵-渗透汽化的耦合性能。发酵微生物采用酿酒活性干酵母,所用的碳源为工业级葡萄糖。间歇发酵过程由于产物抑制作用在乙醇浓度达到90g稬-1时就趋于停滞,而经耦合渗透汽化膜分离后,发酵罐内的乙醇浓度迅速降低并维持在40g稬-1,且发酵在此浓度下可以连续稳定地进行。 在SMBR运行达到稳态后,乙醇的体积产率为1.5gL-1h-1。SMBR中所用的聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合膜由实验室自行制备,它能稳定分离含有酵母细胞的发酵液。当发酵液中乙醇浓度为92.7~49.5g稬-1时,PDMS复合膜的总通量为1490~1164g穖-2h-1,分离因子为6.9~7.8,与分离相同进料浓度的清洁模型溶液相比分别平均高出31%和14%。乙醇发酵和渗透汽化在硅橡胶膜生物反应器中能够相互耦合并得到强化。     

膜生物反应器连续发酵生产胞外灵芝多糖

产物灵芝多糖在间歇深层发酵稳定期存在浓度下降现象，采用膜生物反应器系统能够及时分离产物，控制产物的积累，有效防止灵芝多糖的消耗，而灵芝菌丝体在反应器中不断循环，浓度得到进一步提高，并不断分泌灵芝胞外多糖，可延长产多糖时间，从而提高了胞外多糖的总产量，研究了不同稀释率0－0．2hr^-1下连续发酵的多糖生成和菌丝体生长状况；连续发酵时发酵液中灵芝多糖的浓度比间歇发酵要低，并随稀释率的增大而下降，菌丝体浓度则随稀释率的增大而增大，总的菌丝体干重可比间歇发酵增加20％以上，多糖总产量可达到间歇发酵的5倍以上，连续发酵也有利于灵芝多糖与菌丝体的分离，结果表明利用膜生物反应器进行液体连续发酵是生产和分离胞外灵芝多糖的一条有效途径，并可为其它真菌胞外多糖的深层发酵生产提供借鉴。     

硅橡胶膜生物反应器封闭循环连续发酵制造乙醇放大实验及该发酵系统的基本性能

设计构建了发酵罐体积为5 L,单张膜有效面积为0.08 m2的平板硅橡胶膜生物反应器封闭循环连续发酵系统,实验研究了该系统在长期运行过程中的发酵反应动力学参数和膜传质动力学参数等基本性能.当发酵罐中乙醇浓度在30～60 g·L-1时,得质量浓度为17% ～28%的冷凝渗透液.在连续运行中,细胞浓度维持在10～24.8 g·L-1,料液罐中葡萄糖浓度大约为30～50 g·L-1,乙醇的体积产率为2.33～3.99 g·L-1·h-1,膜的渗透通量和分离因子分别为800～1050 g·m-2·h-1和5.1～8.6. 在连续269 h运行中,得到乙醇1999 g,基质转化率为87.2%,碳回收率为89.5%,产生的废液量大约为传统间歇发酵过程的22.2%左右.     

乙酸法合成N-乙酰吗啉

以吗啉和乙酸为原料合成N-乙酰吗啉,考察了原料配比、反应温度和带水剂对反应的影响。试验结果表明,采用带水剂可使N-乙酰吗啉的收率明显提高,在加入10%带水剂、反应温度为40~145°C和原料配比n(乙酸)∶n(吗啉)/摩尔比为0.95下,N-乙酰吗啉的收率91.5%。反应产物经减压蒸馏后可得到大于98.5%的高纯度N-乙酰吗啉。     

膜生物反应器 CCCF 过程中酵母细胞生长特性研究

渗透汽化膜生物反应器CCCF过程乙醇发酵中酵母细胞的生长表现出五个不同的阶段,即：快速生长期、乙醇抑制期、二次生长期、平衡期和衰亡期。采用摇瓶实验对发酵副产物（主要为有机酸和甘油）的抑制行为进行检测,结果表明随着副产物浓度的增加,抑制作用越来越强,细胞生长表现出较长的迟滞期和较低的细胞浓度。当副产物浓度达到膜生物反应器中发酵后期的浓度时,细胞的比生长速率和得率仅分别为0．061和0．024。     

吗啉衍生物的合成研究

本文对吗啉省生物的合成进行了研究，重点研究了以吗啉、甲醛和甲酸为原料，制备N-甲基吗啉的合成工艺，其收率达到92％，并对N-甲基氧化吗啉的合成方法进行了探索。对于治疗抑郁症的药物吗氯贝胺及其中间体N-(2-胺乙基)吗啉的合成进行了研究。     

吗啉副产物的开发利用

以吗啉工业生产中的副产物为原料,采用加压水解法,经分离后,可得到吗啉及混合醇。在210℃,2．0MPa下,水与副产物的质量比为1：1,采用氢氧化钠为催化剂,用量为副产物的1．5％,反应时间为4小时,吗啉的收率可达35％,混合醇的收率可达42％。混合醇可替代乙二醇作为防冻液的主要原料,60％的混合醇水溶液凝固点能达到-40℃以下。     

MBR在水处理中的应用研究

介绍了膜生物反应器在难降解有机废水处理、污水脱氮除磷等领域的研究成果,论述了膜和料液的性质以及膜分离操作条件等对膜污染防治的影响,并对膜生物反应器的发展前景进行了展望。     

吗啉催化剂的研制

吗啉是具有重要用途的精细化工产品之一,已广泛应用于农药、医药、橡胶、涂料等行业。当前吗啉的生产工艺是以二甘醇法（DEG法）为主,该工艺存在的的主要问题就是催化剂的活性不高,本文研究和评价了以沉淀法制备二甘醇法工艺生产吗啉的催化剂。     

硅橡胶膜生物反应器在苹果原汁发酵过程中的膜分离性能

利用硅橡胶膜生物反应器进行了苹果原汁发酵-渗透汽化分离实验,研究了苹果发酵液中的主要风味成分及其渗透汽化分离性能。发酵液中的主要芳香成分与传统苹果酒接近,但酯类物质的含量较低。硅橡胶膜对发酵液中的挥发性轻组分表现出良好的选择透过性,高级醇、酯类和醛类的分离率分别达到90%、76%和67%;而乳酸乙酯、β-苯乙醇和乙酸被不同程度地截留。非挥发性有机酸被截留在膜上游发酵液中。草酸、乙酸、柠檬酸和琥珀酸得到不同程度地浓缩;苹果酸、酒石酸和乳酸在分离过程中可能被微生物细胞所消耗,其含量有所降低。硅橡胶复合膜在选择性地分离挥发性轻组分的同时有效地保护了发酵液中的有机酸等非挥发性营养成分,研究结果进一步证明了采用硅橡胶膜生物反应器同时生产苹果白兰地和果汁发酵饮料的可行性。     

膜生物反应器在难降解废水处理中的应用

膜生物反应器是近年来发展的一种新型的水处理技术。本文主要介绍了膜生物反应器在印染废水、造纸废水和垃圾渗滤液等难降解废水处理中的应用以及近年来国内一些研究成果,并指出今后膜生物反应器在废水处理方面的研究方向。     

膜生物反应器的优化设计

膜生物反应器(MBR)在城市污水和工业废水的处理中受到了越来越多的重视。但目前限制其广泛应用的一个主要的障碍就是膜污染。在过去的几年中,关于膜污染的文章大量出现,它们详细阐述了膜污染的形成机理,并对减缓膜污染的措施进行了论述。本文是在总结以往研究的基础上,分析膜污染的形成原因并对膜生物反应器中减缓膜污染的方案提出优化设计。     

二甘醇合成吗啉的研究

对二甘醇和氨在催化剂存在及一定压力下反应制取吗啉的合成工艺路线、催化剂制备、产品分离及分析进行了详细综述.     

气相色谱法测定吗啉的含量

应用气相色谱法 ,采用 FID检测器 ,以 5% SE- 30和 5% PEG- 2 0 M有机混合固定液涂渍Chromosorb W NAW 0 .2 8～ 0 .1 9mm白色担体制备填充色谱柱 ,对吗啉生产车间的反应混合物进行了分析。该法定量准确 ,吗啉的回收率为 95.2 7%～ 1 0 0 .65% ,相对标准偏差为 0 .64%。     

Design of a Continuous Rotating Annular Bioreactor for Immobilized-Cell Fermentations

A novel continuous annular packed-bed bioreactor for immobilized-cell fermentation was developed. In the operation of this bioreactor, the non-growth medium was added to the immobilized-cell phase evenly and continuously through a stationary inlet. The nutrient medium, on the other hand, was fed to the bed through a rotating nozzle. Therefore, addition of the nutrient medium to every local point in the immobilized-cell phase was only intermittent whereas the whole process was continuous. For an α-amylase fermentation by κ-carrageenan gel-immobilized Bacillus amyloliquefaciens cells, this bioreactor was found to be suitable for the control of cell growth and maintenance of cell productivity. Moreover, the volumetric productivity of α-amylase obtained in this bioreactor could be much higher than in a shake flask, if the reactor was properly operated. © 1997 SCI.     

膜生物反应器在废水处理领域的研究进展

膜生物反应器(MBR)是废水处理领域里的一项新型、高效处理工艺。文章介绍了MBR的特点,从膜材料、稳定运行的影响因素、膜污染的控制等方面综述了该技术在国内外的研究进展,并展望了今后的发展前景。     

吗啉市场与技术进展

叙述了2011年国内外吗啉生产商的生产能力和实际产量、国内外吗啉市场和价格,对国内吗啉生产技术现状及其市场发展趋势进行了分析和预测。     

吗啉取代萘并吡喃化合物的结构性能关系研究

采用氯气氧化萘酚,使其形成α,β-不饱和酮,通过亲核加成引入吗啉取代基,再Pd-C催化加氢除氯恢复萘环,得到含吗啉取代基的萘酚,进一步与炔醇反应,即得到6-位吗啉基取代的萘并吡喃化合物(NP-6MP),结构经核磁共振和质谱进行确证。采用Hyperchem程序包中的半经验AM1程序,对产物的闭环体和开环体的结构性能关系作了研究。闭环体中,萘并吡喃环保持了较好的平面性,与螺碳原子相连的2个苯环被相互排斥在环平面两侧,保持闭环体为无色状态,分子堆砌较为疏松;吡喃环中O(1)-C(3)的键长1.455长于O(1)与萘环相连的键长1.378,表明O(1)-C(萘)更接近于双键,而O(1)-C(3)更接近于单键,因此光致结构互变时化学键的断裂点就是O(1)-C(3);O(1)-C(1)-C(2)的键角为113.02°,张力较大,有利于光致结构互变。开环体以全反式醌式构型作为几何构型优化的起点,二烯部分与萘环并不充分共面,这是受一个烯氢与萘环氢的排斥作用影响,分子轨道波函数(HOMO)的计算也证实了整个开环体是个弱的大π共轭体系。使得该化合物并没有产生预期的明显的吸收光谱红移。     

N-甲基吗啉合成工艺的研究

以二氯乙醚、甲胺水溶液和液碱为主要原料合成了Ｎ 甲基吗啉。在常压下,温度控制在８５℃,反应时间４～５ｈ,原料二氯乙醚、甲胺、碱（ＮａＯＨ）的摩尔比１．２∶１∶２。得到的产物经过精馏提纯,可得到纯度为９５％以上的产品,精馏的收率可达９４％。