3-羟丙醛对Klebsiella pneumoniae发酵产 1,3-丙二醇的影响及其调控

中间产物3-羟丙醛在发酵液中的积累对Klebsiella pneumoniae细胞生长及1,3-丙二醇的合成有显著的抑制作用,而调节发酵的起始甘油浓度及控制发酵pH值可调控发酵液中3-羟丙醛的积累.当起始甘油质量浓度分别为20、30、50、70g/L的批式发酵中,发酵液中3-羟丙醛的积累的高峰分别为4.31、6.87、11.48及13.49mmol/L,当起始甘油质量浓度大于50g/L时,3-羟丙醛在到达积累高峰后不能被菌体有效转化,在发酵后期维持较高浓度,抑制了细胞生长及1,3-丙二醇的合成,发酵不能继续进行.控制发酵pH值为7.75～8.0可促进发酵液堆积的3-羟丙醛被迅速转化.在流加发酵中起始甘油质量浓度采用30g/L,发酵pH值控制为7.75条件下,发酵32 h,1,3-丙二醇质量浓度可达37.16g/L,1,3-丙二醇的生产强度和质量得率分别达到1.16g/(L·h)和52.66%.     

微生物发酵法中试生产1,3-丙二醇

以甘油为原料,利用克雷伯氏菌进行了发酵罐容积规模分别为1 m3和20 m3的发酵法1,3-丙二醇生产的中试研究。试验结果表明:1m3和20m3的发酵罐最终发酵液中1,3-丙二醇平均质量浓度分别达到了74.6 g/L和63.9 g/L,1,3-丙二醇相对于甘油的得率分别为61.2%和49.9%。采用发酵液醇沉预处理、再精馏的专利技术可分离得到纯度大于99%的1,3-丙二醇产品,分离收率大于85%,产品质量达到了聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)聚合反应的要求。成本分析表明,生物法生产1,3-丙二醇技术是经济可行的。     

有机酸对产丙二醇菌生长和生产的影响

为提高克雷伯氏肺炎杆菌厌氧发酵生产1,3-丙二醇的能力,在发酵过程中添加有机酸(OA),考察其对菌体生长、1,3-丙二醇及其他副产物合成的影响。实验表明:添加OA可促进菌体生长,加入质量浓度为0.2~0.5g/L的OA,菌体生长的菌液在590 nm处吸光度(OD)值比参照值高出30%;加入过量的OA(>1.0 g/L),则菌体生长受到抑制,OD值比参照值低37%;添加OA可促进单位细胞合成1,3-丙二醇,加入质量浓度为0.2~0.5g/L的OA,单位菌体的1,3-丙二醇质量浓度比参照高3.8%~17.5%;添加OA能提高甘油转化为1,3-丙二醇的转化速率,加入0.2~0.5 g/L的OA,甘油转化为1,3-丙二醇的最大转化速率达0.81 h-1。在15 L罐上批式发酵48 h,1,3-丙二醇最终质量浓度达42.9 g/L,甘油转化为1,3-丙二醇的平均转化率达64%。     

外源添加ATP对K.pneumoniae菌体生长和产物合成的影响

基于K.pneumoniae生成1,3 丙二醇过程中甘油脱水酶催化失活与复活的特性,在发酵培养基中添加不同质量浓度的三磷酸腺苷(ATP),考察ATP对菌体生长、1,3 丙二醇(1,3 PD)、其他副产物合成的影响。实验结果表明:添加ATP抑制菌体生长,加入质量浓度为0 4g/LATP,OD值比参照低53%;添加ATP促进单位细胞合成1,3 丙二醇,加入质量浓度为0 4g/LATP,1,3 丙二醇质量浓度/OD值比参照高90%;添加ATP能提高甘油到1,3 丙二醇转化率,加入0 8g/LATP,甘油到1,3 PD的最大转化率达到0 76mol/mol。     

粉煤灰合成沸石去除废水中铜离子的研究

粉煤灰通过碱熔融预处理,采用水热法(HT)和微波辅助水热法(MW)均合成了单一的NaPl型沸石,研究了溶液pH值和吸附时间对两种沸石产品去除废水中铜离子效果的影响,探讨了沸石产品去除铜离子的吸附机理.研究表明,合成的两种沸石产品对铜离子具有较强的脱除能力,pH值为6,沸石用量10 g/L,吸附30 min时,铜离子去除率均可达95%以上.铜离子的吸附过程符合Langmiur吸附等温方程式,两种沸石产品的静态饱和吸附量分别为70.08 mg/g和53.30 mg/g.     

活化沸石对水中铅离子的吸附性能

为了提高天然沸石的吸附能力,对甘肃白银天然沸石分别进行酸、碱和盐的活化处理.结果表明,天然沸石经酸、碱和盐活化后,对废水中铅离子有较强的吸附作用,其中以浓度为2 mol/L的氯化钠作为活化剂制得的活化沸石,其吸附水中铅离子的效果最佳,吸附容量比天然沸石提高了89.96%,静态最佳吸附时问为120 min,原水pH应控制在5.0～6.0,吸附符合Freundlich等温吸附式:qe=25.08Pe0.3193;动态实验表明,活化沸石对水中铅离子的吸附速率较大,当原水铅离子质量浓度为213.64 mg/L时,流速控制在2.36～2.82 mL/s,穿透容量为55.62 mg/g,处理水量是活性炭的1.44倍.     

发酵法生产1,3-丙二醇工艺优化及评价

1,3-丙二醇主要用途是和对苯二甲酸(PTA)一起合成新型聚酯对苯二甲酸丙二醇酯(PTT),但是1,3-丙二醇的高成本制约了PTT的发展,低成本1,3-丙二醇合成工艺的研究开发工作成为国内外的热点课题之一。本文是在以甘油为底物发酵生产1,3-丙二醇的工艺路线上进行优化,使用实验室2.5 L发酵罐进行试验,研究甘油发酵过程中搅拌速度、氮气通气率、发酵时间对最终发酵液中1,3-丙二醇含量的影响,在发酵温度37℃、pH值7.0、通气率0.2 vvm、发酵时间40 h、搅拌转速400 r/min的条件下,发酵液中1,3-丙二醇的含量高达80 g/L以上,产品纯度达到99.5%以上。     

基于离子交换层析技术提取发酵液中的丙酸

用7种不同性能的阴离子交换树脂吸附发酵液中丙酸,考察了发酵液酸化方式及pH值对吸附量的影响,分析了不同浓度H2SO4的解吸情况,比较了多柱串联组合层析提高丙酸收率的可行性. 结果表明,大孔弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂ZGD630对发酵液中的丙酸吸附量最高,采用H型阳离子交换树脂D001酸化工艺,当pH值由6.5降至3时,ZGD630树脂对发酵液中丙酸的静态吸附量从54.34 mg/g提高至110 mg/g,动态吸附量达152.5 mg/g. 用4 mol/L H2SO4进行解吸,丙酸浓度最高达81.8 g/L,为初始发酵液的2.12倍. 采用3柱串联组合层析时丙酸收率达62.15%,较单柱层析显著提高.     

紫外诱变选育高耐受1,3-丙二醇的克雷伯氏杆菌

1,3-丙二醇具有许多优良的化学性质,可以作为中间体合成多种有经济价值的工业用化合物,是一种潜在的重要化工平台产品。文章以产1,3-丙二醇的肺炎克雷伯氏菌为出发菌株,通过紫外诱变筛选得到耐受1,3-丙二醇130 g/L的突变株。该突变株以甘油为底物,发酵48 h,发酵液中1,3-丙二醇的质量浓度达到96.57 g/L。     

若干因素对发酵法生产1,3-丙二醇的调控作用

利用一株新筛选的克雷伯氏肺炎杆菌(Klebsiella pneumoniae ZJU 5205)对发酵法生产1,3-丙二醇进行了研究,考察了 pH、溶氧及添加辅助底物葡萄糖对发酵过程的调控作用。实验结果表明,相比于未调控 pH 发酵,恒定 pH 值发酵得到的菌体浓度明显增高,甘油消耗加快,1,3-丙二醇的最终浓度以及甘油到丙二醇的转化率(Y_(P/S))明显提高,分别达16.39g/L和0.51mol/mol;厌氧发酵时的菌体浓度和甘油消耗速率均高于微氧发酵,但1,3-丙二醇最终浓度和转化率低于微氧发酵;添加葡萄糖为辅助底物能够有效促进菌体生长,但1,3-丙二醇最终浓度和转化率却低于以甘油为单一底物时的发酵结果。     

改性Zr-Na/Zeolite双功能沸石脱除水溶液中氨氮和磷性能研究

采用氯化钠离子交换和氯氧化锆沉积沉淀两步法改性天然沸石,得到具有脱除水中氨氮和磷的双功能锆钠改性天然沸石（Zr-Na/Zeolite）,考察了不同pH、溶液初始质量浓度和温度下Zr-Na/Zeolite对氨氮溶液、含磷溶液及氮磷共存溶液的吸附情况。结果表明,Zr-Na/Zeolite能够在保持Na改性沸石（Na/Zeolite）优良的吸附氨氮性能的基础上,极大地提高吸附磷的能力。在不同pH下,Zr-Na/Zeolite 吸附氨氮和磷的效果呈现不同的规律。对于氨氮,水溶液pH在4~8时具有最佳吸附性能,最高吸附量达到4.5 mg/g。对于含磷阴离子,脱磷能力随pH的升高而降低,吸附容量从pH=2时的4.71 mg/g降到pH=10时的2.20 mg/g。溶液初始质量浓度从10 mg/L提高到200 mg/L时,氨氮和磷的单位吸附容量分别从1.42和2.46 mg/g提高到11.6和11.8 mg/g,去除率分别从57.0%和98.2%降低到23.2%和23.6%。溶液温度从25 ℃升高到45 ℃,氨氮的吸附容量提高了10%,磷的吸附容量提高了11%。磷和氨氮的吸附过程符合准二级动力学模型。0.1 mol/L NaOH和1.0 mol/L NaCl混合溶液可以再生Zr-Na/Zeolite,循环吸附14次,吸附效率几乎保持不变。     

煤灰基沸石电场辅助吸附Ni^2+研究

以热电厂固体废弃物粉煤灰为原料合成了1种高效的Ni^2+沸石吸附剂,研究了在电场辅助作用下,电场强度、溶液pH和电解质NaCl含量对沸石吸附Ni^2+性能的影响。结果表明,当电场强度为0.8 V/cm,NaCl的质量浓度为1 g/L,溶液pH为6时,阴极室中沸石对Ni^2+的吸附量可达到64.44 mg/g,比开路时提高了53.17%,饱和吸附时间缩短了50%。吸附剂经过5次循环使用后,Ni^2+饱和吸附量仍保持原来的94.49%,具有较好的稳定性、吸附/解吸附和再生性。辅助电场不仅可以附加Ni^2+的电迁移作用,还可以对沸石吸附剂产生扩孔作用,增大其比表面积,进而提高沸石的Ni^2+吸附性能。     

Adsorption of cadmium on acid-modified Transcarpathian clinoptilolite

The adsorption properties of acid-modified Ukrainian Transcarpathian clinoptilolite towards aqueous cadmium(II) solutions under dynamic conditions have been investigated. It has been demonstrated that the adsorption capacity of the H-form of clinoptilolite depends on the nature and concentration of acid as well as the duration of contact of clinoptilolite with acid in the process of modification. The most effective adsorption of cadmium(II) was demonstrated by clinoptilolite pre-treated with 1 M of HCl during 24 h. It has been determined that the optimum for concentration of cadmium(II) is the H-form of clinoptilolite obtained without considerable dealumination. Under optimum conditions (diameter of zeolite grains equal to ca. 0.20–0.30 mm; flow rate of cadmium(II) solution of 500 ng/ml concentration through adsorbent equal to 3 ml/min; pH=5.6) the dynamic absorption capacity is 7.41 mg of cadmium per 1 g of acid-modified clinoptilolite. The conditions of desorption of cadmium from acid-modified clinoptilolite have been investigated. The solutions of potassium salts are the best desorbent of the ones that have been approved. The extraction of cadmium in these solutions reaches 88–92%.     

一种新型球形纤维素吸附剂对水中Ni~(2+)的吸附行为

用静态法研究了一种新型球形纤维素吸附剂对水中Ni2+的吸附行为,探讨了吸附质的初始浓度、溶液的pH值、温度等因素对球形纤维素吸附剂吸附性能的影响,并进行了解析实验。结果表明:球形纤维素吸附剂吸附Ni2+的最佳pH值为8.0,而且Ni2+的初始浓度越大,球形纤维素吸附剂对其吸附量越高,当Ni2+的起始浓度达到235mg/L左右时,吸附量趋于饱和;采用浓度为1.5mol/L的HCl溶液作解吸液回收Ni2+的综合效果较好,回收率可达96.8%。     

D001树脂吸附铁离子后的脱附研究

通过脱附试验,选用HCl对D001树脂进行再生,考察了脱附剂浓度、脱附时间、脱附温度对树脂脱附效果的影响;通过吸附试验,考察了D001树脂在不同HCl浓度下对铁离子的吸附.试验结果表明,25℃时,质量分数为20%的HCl在对吸附铁离子的D001树脂(吸附量为11.729mg/g)进行脱附,60min时可达到较大的脱附量...     

树脂吸附法处理2-萘酚母液废水的研究

通过废水静态吸附试验,筛选出2-萘酚母液废水处理的吸附树脂,确定了2-萘酚母液废水处理的pH值,考察了废水浓度及温度对树脂平衡吸附量的影响;通过废水动态吸附试验,考察了2-萘酚母液废水流速对一级和二级吸附树脂吸附效果的影响;通过动态脱附试验,考察了脱附剂浓度、脱附剂用量和脱附温度对树脂脱附效果的影响;确定了树脂吸附法处理2-萘酚母液废水的最佳工艺参数和处理后废水的CODCr值。     

D201树脂吸附钒的静态性能及动力学研究

采用D201树脂对钒溶液进行了静态吸附性能和动力学研究,考察了钒浓度、pH值、温度等因素对静态吸附钒的影响,探讨吸附钒的动力学过程。结果表明,在温度303 K,pH为2.0,五氧化二钒浓度为12 g/L条件下,树脂的饱和吸附容量达306 mg/g;在钒溶液流速为0.02 mL/(min.g)条件下,动态吸附量为270 mg/g。吸附过程遵循Freundlish方程,吸附过程的控制步骤为粒扩散过程,反应级数为拟二级,表观吸附活化能为14.165 kJ/mol。     

Zeolite X/chitosan hybrid microspheres and their adsorption properties for Cu(II) ions in aqueous solutions

The preparation of zeolite X/chitosan (CS) hybrid microspheres for efficient removal of Cu(II) ions by an impregnation-gelation-hydrothermal synthesis technique is reported here. Characterizations by various techniques indicate that the microspheres show porous structures and intimate interaction between zeolite and CS. The adsorption experiments are performed to evaluate the adsorption capacity of zeolite X/CS hybrid microspheres and comparisons are made with binderless zeolite X microspheres, pure CS microspheres and mechanical mixed zeolite X/CS microspheres. The effects of Cu(II) solution concentration and the pH are investigated. The results indicate that zeolite X/CS hybrid microspheres with the zeolite content of 60 wt% show the highest adsorption capacity, which is 90 mg/g at the initial Cu(II) concentration of 10 mg/L and 150.4 mg/g at Cu(II) concentration of 500 mg/L. The adsorption capacity increases with increasing initial pH and reaches a maximum at pH 5.5 in the range of 0–6.0. The equilibrium adsorption data are well described by the Langmuir isotherm model, exhibiting a maximum adsorption capacity of 152.0 mg/g, and the kinetic data are well fitted with the pseudo-second-order equation. Complete removal of Cu(II) ions can be obtained even at very low concentrations. The microspheres show high adsorption capacity and efficiency for Cu(II) ions, exhibiting potential practical application in the treatment of water pollution of heavy metal ions.     

连续式密实移动床逆流操作下轴向解吸K+特性

以吸附K+的001′7强酸型阳离子树脂为固体介质,NaCl溶液为解吸剂,在一套密实移动床装置上,采用连续式液固逆流接触解吸方式,在不同操作条件下考察离子交换柱对K+的轴向解吸特性,并与固定床解吸操作模式进行对比. 结果表明,在移动床操作模式下,离子交换柱内单位树脂累积解吸率沿轴向由上至下逐渐升高,在离子交换柱下部1/5区域内增加较快,部分条件下全柱树脂累积解吸率可达90%以上;解吸剂初始浓度在一定范围内增加时,轴向各区域单位树脂累积解吸率增大,但当解吸剂初始浓度增大到一定值后,离子交换柱轴向不同区域会出现解吸与反吸附交替主导的现象;随离子交换柱内解吸液表观流速增大、树脂移动速度和原始吸附量降低,其轴向各区域的单位树脂累积解吸率增加. 在解吸液单程流过离子交换柱的时间内,采用连续式密实移动床的全柱累积解吸率和K+解吸总量比固定床吸附模式高.