气升式生化反应器提高衣康酸产酸率的研究

测定了气升式生化反应器的相关参数,建立了相应的传氧方程。采用不同生化反应器进行衣康酸发酵．结果表明，采用气升式生比反应器与机械搅拌罐相比，提高产酸14％，提高转化率16％，生产能力提高38％。     

气升式反应器在L-苯丙氨酸发酵产酶过程中的应用

针对L 苯丙氨酸的酶法制备体系 ,研究了内循环和外循环气升式反应器在L 苯丙氨酸产酶发酵过程中的应用。实验发现 ,与标准机械搅拌罐相比 ,采用气升式反应器发酵产酶 ,转氨酶酶活分别提高了 2 0 %和 1 0 % ,产酶周期也相应缩短。     

气升式外环流反应器研究进展

综述气升式外环流反应器的特性参数及其主要影响因素,介绍气升式外环流反应器在生物及环境领域的应用研究进展,并提出今后研究工作的方向。     

新型气升环流反应器用于黄原胶发酵的研究

在对气升环流反应器性能研究的基础上 ,以不同规模的气升环流反应器做了一系列的黄原胶发酵实验 ,并与“标准”机械搅拌发酵罐进行对比 ,发现气升环流反应器能够有效地提高黄原胶的发酵水平 ,缩短发酵周期 ,降低发酵能耗 ,是一种有着广阔应用前景的新型反应器。     

螺旋筛板气升式反应器在真菌发酵中的应用

在发酵工业中,性能优良的反应器能够起到增加产量和提高能量利用效率的作用。新研发的带有螺旋筛板的新型气升式反应器(airlift reactor with helical sieve plate,ALR-HSP),已经在空气-水实验中证实了其优良的传质特性。为研究反应器综合性能,选取2种具有代表性的真菌(高山被孢霉和毕赤酵母)在ALR-HSP中进行通风培养,分析发酵过程参数和产物组成并与经典气升式反应器(conventional airlift reactor,CALR)进行比较。结果显示:在高山被孢霉培养中,ALR-HSP内菌体的对数生长期的最大比生长速率较CALR提高30%,发酵结束后脂肪酸总量提高约40%;毕赤酵母培养中,ALR-HSP内菌体对数生长期的最大比生长速率较CALR提高20%,发酵结束后菌体浓度增长约20%。且在低通风量条件下,达到相同kLa,ALR-HSP的功率消耗比CALR减少50%。显示出螺旋筛板气升式反应器在耗氧生物培养过程中的优越传质特性和节能效益。     

流化床生物膜反应器用于酵母菌体培养

研究了流化床生物膜反应器用于酵母菌体培养的结果，发现在气升式反应器中加入载体，形成流化床生物膜反应器，可以进一步提高反应器的传氧速率、间歇培养的菌体浓度和连续培养的生产强度。     

气升式生物反应器

本文叙述了生物反应器的发展及气升式生物反应器的特点和应用,概述了设计中氧传递速率与空气分布器及上升管直径和长度之间的关系。     

鼓泡式反应器和气升式内环流反应器在废纸脱墨中的应用

在碎浆、洗涤、浮选和二次洗涤四步脱墨工艺中,研究了鼓泡式反应器和气升式内环流反应器对废纸浆的脱墨效果。用脱墨浆白度和墨斑强度来评价脱墨效率。用气升式内环流反应器代替鼓泡式反应器可使脱墨浆白度提高1～4个百分点。墨斑数量减少3％～14％。此外,还研究了在碎浆段用炼油厂Merox工段废水取代NaOH溶液作为碎浆用液的可行性,和NaOH溶液相比,Merox工段废水使废纸浆白度提高更多。这两部分实验表明,工业应用上在碎浆段使用工业废水和在浮选段使用气升式内环流反应器均能获得理想的脱墨效果,且在生产高品质产品的同时降低了投资和运行成本,绿色环保。     

3300 m~3大型气升式环流反应器数值研究

针对目前机械搅拌餐厨垃圾厌氧发酵罐存在搅拌能耗高、流场混合效果差等问题,课题组提出了气升式环流反应器。采用FLUENT软件对大型气升式环流反应器内气液两相流流场进行数值模拟,研究导流筒直径的变化对反应器内流场、气相体积分数和循环液速的影响。模拟结果表明:反应器内介质形成循环流动时,导流筒内侧沿壁处出现区域小面积环流。改变导流筒的直径及高度对反应器内气相体积分数影响较小,当导流筒直径为2. 5～2. 9 m或导流筒高度为15. 2～15. 8 m时,反应器内液体速率较大,环流效果较好。增大表观气速,反应器内气相体积分数和液体速率均有所增大。文中研究为大型环流反应器的结构优化提供参考。     

户外管式光生物反应器培养发状念珠藻细胞

采用液体悬浮培养方式,实现了户外条件下160 L和300 L管式光生物反应器(φ50和φ110)对发状念珠藻细胞的培养,培养液pH通过酸度在线控制系统控制在8.0~8.5之间,管道内藻液流速为0.2~0.3 m/s。培养液温度通过淋水装置控制在25~28℃。在光照充足条件下,经过8d培养,160 L管式生物反应器中发状念珠藻的生物量OD420值由0.325增加至0.907,300 L管式光生物反应器的生物量OD420值由0.37增加至0.533,而室内气升式光生物反应器OD420值由0.306增加至0.775。通过与室内80 L气升式光生物反应器培养对比发现,管式光生物反应器最终收获的发状念珠藻藻粉中蛋白质含量为46.8%,荚膜多糖含量为17.8%,均高于室内气升式光生物反应器深层液体悬浮培养下的37.8%和5.6%。结果表明,发状念珠藻细胞适于户外管式光生物反应器条件下的培养。     

Klebsiella pneumoniae在不同发酵罐中发酵甘油制1,3-丙二醇的控制条件研究

对克雷伯氏肺炎杆菌间歇发酵甘油产生1,3-丙二醇的发酵条件进行了优化,确定了50L搅拌式发酵罐和15L气升式发酵罐发酵的最佳发酵条件,得到的1,3-丙二醇的浓度、生产率和甘油摩尔转化率分别是80.97g/L、1.69 g/(h·L)、0.57 mol/mol和74.81 g/L、1.56 g/(h·L)、0.50 mol/mol;对比了不同类型发酵罐的发酵结果,表明50 L搅拌式发酵罐发酵结果优于15L气升式发酵罐,前者相对于后者来说,1,3-丙二醇的浓度和甘油摩尔转化率分别提高了8.23%和14.91%;确定了最适底物浓度(以初始甘油浓度计)在25 g/L左右。     

热管式甲醇制氢反应器温度分布的模拟研究

选用单速率反应动力学模型,基于Fluent软件建立热管式甲醇制氢反应器模型,对反应器内部温度的分布进行了数值模拟。并研究了进口气体温度对反应器床层温度分布和甲醇转化率的影响。结果表明:将热管应用于甲醇制氢反应器中可以改善反应器床层温度分布的均匀性;在一定范围内提高进口气体温度有利于床层温度的均布和甲醇的转化率的提高。     

固定化红曲生物反应器发酵红曲色素的研究

为了解决红曲菌在搅拌罐中进行深层发酵时易形成菌丝团或缠绕于搅拌叶上而造成的氧气及其它营养物质传递困难和搅拌阻力增加等问题,研究采用海藻酸钠包埋法固定红曲在气升式生物反应器中间歇重复发酵生产红曲色素的方法。通过固定化细胞制备、增殖培养、生物反应器培养和测定分析等工序,确定最佳发酵条件为：发酵培养基pH值5～6,发酵温度30℃,通气量0．35vvm,固定化细胞粒子接入量20％,发酵周期为50h左右。生成的红曲色素优于游离细胞液态发酵,发酵时间比液态发酵大为缩短,从而提高了效率并减少菌种制备工序及杂菌污染。     

黄原胶工厂生产技术

本文论述了工业规模的黄原胶生产技术，采用气升式生物反应器用于黄原胶发酵生产是可行而有效的，了黄原胶生产过程中分离、干燥、粉碎等工段。     

气升环流反应器用于β—胡萝卜素发酵的研究

针对三孢布拉霉菌发酵产β－胡萝卜素的特点，设计了一种新型气升环流反应器，并对操作条件，结构参数与反应器传质特征之间的关系进行实验考察，分析了反应器高剪切区利用流体剪切变稀特性强化传质的原理，３０Ｌ气升环流反应器β－胡萝卜素发酵结果，β－胡萝卜素产量达１７４６￣１８５７ｍｇ／Ｌ。     

絮凝性酵母IFFI 1792在酒精连续发酵中的应用

絮凝性酵母菌株IFFI 1792被用于酒精连续发酵的研究。连续发酵试验在单级和串联的气升式内循环生物反应器中进行,实现了高细胞浓度高强度酒精连续发酵。试验研究了各种因素对酒精连续发酵的影响,发现溶解氧浓度在一定范围内对高效发酵有利。在单级气升式生物反应器中,生产强度可达30乙醇/L·h;临界生产强度在菌体浓度为80g/L时达到24.5g乙醇/L. h。在两级串联反应器中,生产强度在达到23.5g乙醇/L·h,对应于最终酒糟浓度7.22％(V/V)。连续发酵试验进行到40天,未见发酵活力下降。由试验结果归纳建立了一个非结构的无生长因素的发酵动力学模型,用于连续酒精发酵过程的理论分析。     

固定化细胞红曲霉生物反应器发酵洛伐他丁的研究

采用聚乙烯醇和海藻酸钠双载体固定红曲菌细胞,以气升式生物反应器重复发酵对Lovastatin的培养条件进行了试验研究,结果表明,以20%粳米粉为基础培养基,添加葡萄糖和有机氮源能显著提高红曲菌M-01发酵Lovastatin产量;补加多种蔬菜浸出汁对红曲菌M-01产Lovastatin有明显地促进作用。气升反应器优化的培养条件为发酵培养基的初始pH4～5;最适发酵温度30℃;最适固定化细胞粒子的接入量20%。固定化细胞粒子经20批次重复发酵其凝胶粒子完好,固定化细胞产Lovastatin始终处于较高值,其产量为2.59mg/mL～2.68mg/mL,为游离细胞发酵产Lovastatin的10倍。     

酶促鱼油水解反应器的选择及探讨

以深海鱼油为原料,脂肪酶为催化剂,进行酶促鱼油选择性水解实验。尝试了搅拌式反应器、渗透膜反应器、中空纤维式反应器对脂肪酶催化鱼油部分水解反应实验,并对它们进行了比较。考查了在不同反应器条件下,脂肪酶催化鱼油水解的酶用量、时间和转化率。结果表明带有固定化酶的搅拌式反应器对酶促鱼油部分水解反应为最适反应器。     

酒精制醋连续发酵工艺研究

介绍2L气升式反应器二级串连连续发酵生产食醋的工艺。为确定最初发酵条件，试验先用两个2L气升式反应器以6．3％食用酒精、4％黄浆水和水的混合物为发酵培养基在温度30℃条件下半连续发酵，充满系数0．77。当酸度达到要求时都改为连续发酵，同时对进料流量、通气速率进行了研究。得出在进料流量55mL／h、入口处食用酒精6．5％、黄浆水4．3％、通气速率0.188min^-1（vvm）、残留酒精浓度0．35g／100mL时酸度为4．87g／100mL、产酸速率为0．87g/L·h，产酸率76．6％（g/g）。     

外循环气升式发酵罐液相循环时间及其应用于α—淀粉酶发酵的研究

对10L外循环气升式发酵罐的液相循环时间进行了研究,在此基础上,进行了α—淀粉酶发酵试验,并与10L机械搅拌发酵罐进行比较,实验结果得到,气升式发酵罐的最高酶活力为432.3u/ml,机械搅拌发酵罐的最高酶活力为397.2u/ml,从中可以看出,本文研制的外循环气升式发酵罐的发酵结果优于机械搅拌发酵罐。因此,外循环气升式发酵罐用于α—淀粉酶的发酵生产具有较好的前景。