膜生物反应器乙醇发酵下游工艺

把发酵与硅橡胶膜渗透汽化相耦合构成膜生物反应器,可以产出乙醇平均质量分数为32%～35%的蒸汽状态乙醇粗产品,需要在下游进一步精制浓缩才能得到普通工业乙醇或无水燃料乙醇.基于前期大量实验室实验工作基础上,提出了膜生物反应器+真空精馏+分子筛变温变压吸附脱水工艺方案,以实现工业乙醇和燃料乙醇的高效率和清洁化生产     

膜生物反应器封闭循环发酵系统对野生酵母的驯化

自然界中选育的野生酵母菌S3在PDMS膜生物反应器长期封闭循环系统中进行驯化,在经过3轮连续的封闭循环发酵适应性驯化实验后,对第四轮实验和第一轮实验的酵母发酵性能进行比较,分析野生酵母的适应性进化行为,乙醇-细胞平均比产率、葡萄糖转化率分别提高42.6%、2.1%,细胞平均死亡率减少11.04%;与商用的安琪酵母(ADY)相比,发酵性能也更优秀。结果表明在膜生物反应器封闭循环发酵系统中可以使野生酵母菌得到驯化。     

膜生物反应器封闭循环发酵系统对野生酵母的驯化

自然界中选育的野生酵母菌S3在PDMS膜生物反应器长期封闭循环系统中进行驯化,在经过3轮连续的封闭循环发酵适应性驯化实验后,对第四轮实验和第一轮实验的酵母发酵性能进行比较,分析野生酵母的适应性进化行为,乙醇-细胞平均比产率、葡萄糖转化率分别提高42.6%、2.1%,细胞平均死亡率减少11.04%;与商用的安琪酵母（ADY）相比,发酵性能也更优秀。结果表明在膜生物反应器封闭循环发酵系统中可以使野生酵母菌得到驯化。      

细胞稀释强化硅橡胶膜生物反应器连续乙醇发酵

通过原位重力沉降分离酵母和渗透汽化分离乙醇构建了细胞稀释连续乙醇发酵的硅橡胶膜生物反应器。采用酿酒酵母,以0.05/h的细胞稀释率在膜生物反应器中实现了170 h的连续稳定乙醇发酵。重力沉降分离酵母对硅橡胶膜生物反应器产生的细胞稀释作用可以通过反应器内酵母自身生长得到平衡,发酵液细胞浓度稳定在5g/L。渗透汽化原位分离使发酵液内乙醇浓度维持在50 g/L。细胞稀释膜生物反应器连续发酵的乙醇体积产率达到1.63 g/(L.h),相对于同等工艺参数的细胞封闭循环膜生物反应器连续乙醇发酵细胞比产率提高了31%。     

采用膜生物反应器进行连续苹果酸-乳酸发酵的研究

采用膜生物反应器进行连续的苹果酸-乳酸发酵,研究了酿酒酒球菌的苹果酸降解活力稳定性。试验结果表明,采用错流微滤膜生物反应器,添加高密度酿酒酒球菌（〉10^8cfu／mL）可以成功地实现连续高效的苹果酸．乳酸发酵;在连续72h运行期间,控制流速0．48L／h,苹果酸降解率〉95％;果酒的酒精浓度是影响酿酒酒球菌苹果酸降解活力稳定性的最主要因素,而果酒pH值及营养状况通常情况下不影响其苹果酸降解活力稳定性：经酒精胁迫培养的酿酒酒球菌表现出更好的苹果酸降解活力稳定性。     

膜生物反应器连续发酵法制取二羟基丙酮的研究

在间歇培养基础上 ,利用膜生物反应系统进行连续发酵制取二羟基丙酮。考查了不同甘油浓度、培养基组分和流速对于连续发酵中菌体生长特性和二羟基丙酮产率的影响。结果表明 :甘油浓度为 60 g/L、玉米浆和蛋白水解液浓度为 0 5g/L、稀释率为 0 0 67h-1时 ,菌体积累、甘油转化率和体积产率均较高 ,最长连续发酵持续时间为 40 0h。     

补充营养物对硅橡胶膜生物反应器长期封闭循环发酵性能的影响

通过向发酵液中补充营养物质,研究了补充营养物对膜生物反应器长期封闭循环发酵行为的影响;实验得到的细胞浓度为7.10 g/L,细胞存活率为0.90,发酵液内的平均乙醇浓度为68.6 g/L,乙醇产率为1.85 g/(L·h),乙醇得率为0.411 g/g,乙醇比产率为0.286 g/(g·h),与不补充营养物质的实验相比,发酵性能有所提高;实验发现补充营养物质,没有提高细胞浓度和细胞存活率,而是增强了细胞的生命活性,提高了细胞产乙醇的能力。     

废水处理中膜生物反应器的研究进展

介绍了膜生物反应器作为高效膜分离技术和传统活性污泥法的结合,其显著特点日益受到世界各国的重视,正在被广泛用于城市给水的净化以及生活污水和工业废水的处理,并介绍了膜生物反应器的工艺特点及其运行的影响因素。     

用硅橡胶膜生物反应器系统选育高性能酿酒酵母

应用硅橡胶膜生物反应器的发酵-渗透汽化耦合功能,进行长期封闭循环发酵,使酵母在这种特定环境下完成适应性自然进化,从而获得优势的突变株。以工业安琪酵母ADY为原始菌株,进行每一轮500h的封闭循环发酵,在发酵终点取菌悬液做平板筛菌,分离出遗传约200代的相对强势的新菌株,再转移新菌株进行同样的发酵和终点筛选实验。如此的发酵-筛选-转移实验共进行了3轮。试验结果表明:ADY遗传超过600代的菌株S33,在500h封闭循环发酵残液配制的培养基条件下,表现出了明显的环境适应性遗传优势,其细胞生长速率、产物乙醇的比生成速率和糖转化率都相对原种菌ADY分别提高了约71.8%、53.6%和52.7%。     

细胞固定化与硅橡胶膜渗透汽化分离耦合连续发酵制造乙醇

将硅橡胶膜(PDMS)渗透汽化分离与酵母细胞固定床耦合构成连续发酵系统,进行了乙醇发酵实验.发酵操作连续进行了378.5h,发酵液内的乙醇质量浓度最高达到了70g/L,启动PDMS膜分离后,降低并维持在50g/L左右;实验得到固定化颗粒和发酵液内的最高细胞浓度分别为1.76×1010个/g和9.8×108个/mL;乙醇体积产率3.67g/L·h,为游离连续发酵的2.1倍,葡萄糖消耗速率11.05g/L·h,为游离连续发酵的2.5倍;膜总通量400～690g/Cm2·h,乙醇通量为80～190g/m2·h,分离因子2.5～7.2,下游产品的平均质量浓度191.57g/L.     

固定化酵母-膜生物反应器连续发酵生产乙醇的研究

对固定化酿酒活性干酵母-硅橡胶膜生物反应器连续发酵生产乙醇进行了实验研究。对固定化酵母和游离酵母的发酵能力进行了比较,实验研究了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。结果表明,酵母细胞固定化后,其发酵速度有明显提高;膜渗透汽化分离产物乙醇使发酵反应能够长时间连续稳定地进行,葡萄糖消耗率和乙醇体积产率都较间歇发酵有明显的提高;在连续运行中,发酵液中葡萄糖浓度控制在20～50g/L的范围内,乙醇体积产率为4.0g/（L·h）,罐内乙醇浓度基本保持在45g/L左右,固定化酵母浓度维持在1.05×10^10～2.15×10^10个/克胶,发酵液中游离酵母浓度维持在0.02×10^10～0.098×10^10个/mL,膜的渗透通量和分离因子分别为300～500g/（m^2·h）和3.6～7.2;实验系统连续运行了294h,收得渗透冷凝液4841.7g,平均质量分数为21.3%。     

硅橡胶复合膜用于发酵-渗透汽化耦合生产苹果白兰地的研究

香味物质对苹果白兰地的品质起着至关重要的作用.传统蒸馏方法的高温处理会不可避免地造成香味物质的损失和热敏性物质的破坏,影响白兰地的品质.采用苹果原汁发酵与渗透汽化膜分离相耦合的模式.在较低的温度下进行发酵,用硅橡胶复合膜将发酵液中的乙醇及其他挥发性香味成分选择性地分离出来,缩短了发酵周期,有效地避免了热敏性香味物质的损失.硅橡胶膜对发酵液中的乙醇及各种香味物质发挥了优良的渗透汽化分离性能,25℃平均总渗透通量为575.0 g/(m2·h),平均分离因子为5.44,20℃平均总渗透通量为332.2g/(m2.h),平均分离因子为4.75.所得产品清澈透明,酒度适宜,有浓郁酒香和苹果香.气相色谱分析结果表明,产品成分与传统蒸馏法所得的白兰地类似,主要香味物质含量符合相关技术要求,是制造高品质苹果白兰地的优质原型酒液.     

膜生物反应器在工业废水处理中的应用

文中综述了膜生物反应器在工业废水处理中的工艺特点,分析了影响膜生物反应器运行状态的因素:曝气强度、有机负荷、污泥龄(SRT)、水力停留时间(HRT)、溶液pH、水温以及污泥浓度等。认为该种新型生物反应器具有处理效率高、出水水质好、设备紧凑、体积小、运行管理简单的优点,且易与其他预处理方法结合实现自动控制,大大提高工业废水处理的效率,在工业生产中表现出明显的优势。同时分析了膜生物反应器在实际应用中仍存在的膜的生产成本较高、使用寿命较短、更换膜组件费用较高等问题,提出膜材料改性、与料液预处理技术有效结合、探索优化操作参数等方面是今后研发的重点。     

酒精浓醪发酵的试验研究

对酒精浓醪发酵工艺进行初步探索,在浓醪中添加酸性蛋白酶,缩短发酵周期,在起始总糖为28.25%的情况下,酒度提高4.87%,发酵时间缩短27h;酸性蛋白酶的最适添加范围为10～15 u/g干料,生产上考虑成本可选择在5～10 u/g干料间;酒糟滤液回用可提高发酵醪酒度近2%,且与酸性蛋白酶一起,比单独使用酸性蛋白酶酒度提高0.89%;木聚糖酶的添加使发酵成熟醪粘度降低,淀粉利用率提高.     

啤酒压力发酵实验研究

实验研究了压力发酵对酵母繁殖、双乙酰形成及还原、高级醇扫酯的形成,以及啤酒口味等方面的影响。结果表明,适当的温度扫压力相结合,既能缩短啤酒发酵周期,控制啤酒风味物质的组成,又不影响啤酒风味。