酒精酵母固定化的研究

海藻酸钙固定化酵母球形颗粒经过Al^3 处理后，其机械强度提高一倍，用拉西环陶瓷填料作隐蔽及支撑物，海藻酸钙固定化酵母颗粒的机械强度即为拉西环陶瓷填料本身的机械强度，反应器的乙醇生产能力只降低了27％。本文考察了海藻酸钙固定化酵母与聚乙烯醇固定化酵母的连续乙醇发酵行为。     

生产乙醇的固定化细胞反应器

概述了目前用于固定化细胞生产乙醇的菌种和固定化方法，着重介绍填充床反应器、膜反应器和流化床反应器三种乙醇生产中常见的固定化细胞反应器的特点、局限性和改良情况。     

固定化酵母流化床的表观动力学

本文建立了固定化酵母细胞循环流化床生物反应器的表现动力学模型．该模型关联了底物发酵速率Ｕ与底物循环初始速率（ＦＳｎ及固定化胶体装量分数Φ之间的关系。并以啤酒和酱油在循环流化床内固定化酵母细胞发酵的实验研究，对模型进行了验证和参数估计．结果表明，表观动力学模型与实验结果相当吻合．     

流化床生物反应器的研究

为开发新型连续发酵设备用于啤酒生产,流化床生物反应器,能缩短发酵周期,提高反应器的体积效率和产品质量。为获取流化床生物反应器的最佳操作条件和放大设计参数,进行了实验研究;首先研制了一种 SiO_2—Aeg—Na 吸附包埋固定化酵母球形颗粒,使其表观密度大于冷麦汁密度。其次在 L/D 为10的反应器中,将自制固定化酵母装入40%体积分率,冷麦汁体积流速为16ml/min时,该反应器形成效率较高的流化床,总发酵周期缩为14小时。     

酱油生香酵母生物反应器操作

本文报道利用固定化酵母流化床生物反应器速酿酱油的操作条件.结果表明,乙醇与总酸随体积流速的增加而分别提高与降低,在发酵过程中,pH 略有上升,氨基氮则无显著变化,反应器的酒精生成能力是分批法的10倍.     

天然载体固定化酵母在酒精发酵中的应用

本文报道木质颗粒作为固定化酵母细胞载体应用于糖蜜发酵酒精的试验。固定化细胞的间歇发酵与游离细胞相比,酒精生产能力提高两倍左右。固定化酵母连续发酵的酒精生产能力达11.4克/升·小时,为游离细胞间歇发酵的10倍左右。该载体还具有来源丰富,价格低廉,机械强度高,稳定性好,固定化工艺简单等特点.     

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.     

固定化酵母载体材料的研究及应用

对聚乙醇（ＰＶＡ）和海藻酸钠两种载体材料用于产酯酵母细胞的固定化方法和性能进行了比较，累进查ＰＶＡ比海藻酸钠优越。在上述研究的基础上，应用固定化酵母利用酒厂酒尾产酯，获得了高产乙酸乙酯的结果。利用固定化酵母发酵的酯香液提高白酒质量取得良好的效果。     

适合硅橡胶膜生物反应器乙醇发酵的酵母选育（Ⅰ）

从水果中筛选出一株野生型酵母S3,并将其运用于膜牛物反应器封闭循环乙醇发酵.运用酵母S3进行了3次摇瓶发酵实验,得到细胞浓度、乙醇产率以及葡萄糖转化率的最大值分别为:5.37g/L,1.90g/(L·h),87.9%;将S3菌株接人膜牛物反应器封闭循环发酵系统,进行了524.4 h的封闭循环发酵实验,整个发酵过程乙醇产率为1.48g/(L·h).葡萄糖消耗速率为3.55g/(L·h),发酵结束时,细胞存活率为30%,葡萄糖转化率为81.4%,均高于菌株SO的发酵结果,乙醇-细胞比产率以及乙醇-细胞得率分别为0.148 g/(g·h)和77.63 g/g,分别是菌株SO的1.57倍和1.71倍.结果表明,酵母菌在膜生物反应器封闭循环发酵过程中有被定向驯化以适应此发酵环境的可能性,并且野生酵母S3比工业安琪酵母SO更容易被定向驯化.     

利用纤维床生物反应器制备左乙拉西坦关键手性中间体

利用纤维床生物反应器固定耐酪氨酸冢村氏菌(Tsukamurella tyrosinosolvens)E105细胞不对称水解(R,S)-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸乙酯制备左乙拉西坦关键手性中间体(S)-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸.考察了载体的化学修饰、缓冲液pH和离子强度等对棉纤维载体吸附细胞的影响,确定了最优的菌体吸附条件;在此基础上研究了纤维床生物反应器细胞动态吸附动力学以及利用纤维床生物反应器固定化细胞不对称水解(R,S)-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸乙酯制备左乙拉西坦关键手性中间体(S)-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸反应的过程曲线、细胞负载量对产率和ee值的影响,继而,考察了纤维床反应器中固定化细胞的重复利用性能.结果表明:在1.115mol/L,pH7.0的磷酸钾缓冲液中,以聚乙烯亚胺修饰棉纤维为固定化载体,细胞最大吸附量可达185mg/g;细胞在纤维床生物反应器上的动态吸附符合一级动力学,动力学方程为Ln(C/C0)=-0.947t;以细胞负载浓度为50g/L的纤维床生物反应器进行不对称水解反应,反应36h后产率和ee值分别为43.2%和98.2%,且纤维床反应器固定化细胞具有一定的重复利用性能.研究结果为纤维床反应器与发酵罐偶联进行半连续化制备左乙拉西坦手性中间体奠定了一定的理论基础.     

含氨恶臭的生物作用效能及机理分析

为研究从不同恶臭环境中分离得到去除含氨恶臭的亚硝化优势菌及硝化优势菌群,将试验得到的亚硝化菌富集液和硝化菌群富集液进行固定化,采用固定化生物反应器除氨,探讨了除氨效能,并与灭菌滤柱进行对比试验.实验结果表明:亚硝化菌的生长速度和氧化能力与其分离前所通的臭气种类有关.填料上积累的产物主要为氨氮和NO3-,pH呈中性.生物反应器对氨的去除主要是生物作用,而不是物理化学作用的结果.     

固定化酵母生产乙醇的研究

固定化酵母生产乙醇新技术的研究是国家“七五”科技攻关项目。本文论述了笔者等的主要试验结果：研制的固定化增殖酵母Ｃ─Ａ─Ⅲ耐糖渗和耐酒精等性能均优于游离酵母，可于发酵液中悬浮，在连续发酵中表现出良好的传质状态和稳定的性状；酒精连续发酵采用玉米淀粉糖液为原料；筛选的耐高渗酵母菌株Ｓ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅＹ─０８发酵快，后劲足；三级串联悬浮床反应装置结构简单；通过添加抗菌素和调节糖液的ｐＨ值防治杂菌侵染；通过输入少量无菌空气和微量（ＮＨ＿４）ＳＯ＿４维持固定化酵母的活性；中型试验连续发酵１０８天，耗用原料７３４０公斤，成熟发酵醪平均酒精浓度１０．３％（ｖｏｌ），糖利用率９１．６８％，载体产率３１．８８克乙醇／升载体／小时，反应器产率４．７８克乙醇／升／小时，达到国内领先水平。     

溶磷菌以木屑作载体的固定化研究

研究了在木屑载体固定化下生物膜反应器的曝气性能、嗜酸氧化硫硫杆菌(At.t)在木屑填料下固定化效果,以及接种量等因素的影响。结果表明:1)木屑作为固定化材料,能够提供稳定的生存环境,嗜酸氧化硫硫杆菌具有良好的生物活性;2)木屑固定化At.t产酸能力强,缩短了培养周期;3)At.t接种量12.5%、硫磺粉用量1%(w/v)、培养(8 d)、生物膜反应器中溶解氧维持6 mg/L以上时,反应系统pH=0.964,H+浓度0.108 7 mol/L,电导率为45.2 ms/cm。     

海绵作填料在上流式厌氧固定床反应器中厌氧氨氧化

为了研究以海绵作填料进行厌氧氨氧化反应的可行性,在某上流式厌氧固定床反应器中利用人工配制高NH4-N水进行了实验研究.结果表明,利用人工配制废水作为实验用水,在水力停留时间为3.1 h,容积负荷为3.5 kg/(m3.d)时,总氮的去除率可达到75%.稳态运行时,反应器内部呈碱性,NH4-N去除量、NO2-N去除量与NO3-N的生成量之间的比值为1∶1.21∶0.19.以海绵作填料,与其他填料(新型丙烯酸纤维、聚乙烯醇凝胶)相比,所需启动时间短,操作简便,并能在较短的水力停留时间内高效地处理高浓度的NH4-N废水.     

Anammox反应器启动过程中菌群群体感应现象

为了解决由于Anammox菌生长缓慢、倍增时间长而导致厌氧氨氧化反应器启动时间长的瓶颈问题,对序批式厌氧氨氧化反应器启动过程中的脱氮性能、高活性Anammox菌的诱导作用以及Anammox倾向于"抱团"聚集生长的特性进行了研究.研究结果表明:Anammox菌有明显的群体感应现象,基于此特性提出了加速反应器启动的新思路,即外加高活性Anammox菌以及向反应器中加入载体.     

固定化藻菌小球在气升式内循环反应器内脱氮除磷的研究

将蛋白核小球藻和活性污泥包埋于聚乙烯醇中制成藻菌小球，用于气升式内循环反应器处理模拟生活污水中氮磷的研究．结果表明，在室温、光照度为3500～4500 lx、水力停留时间为12h情况下，固定化小球的填充量影响着反应器效率的提高．运行初，氮、磷的去除率随着填充率的增加而增加，但随着运行时间延长，填充率为10％时对氮、磷去除率均高于填充率为5％、20％时的去除率．包埋于小球中的最初藻和活性污泥的量影响其对污水中氮磷的去除效果．在藻细胞数量一定下，包埋活性污泥的量越少，去除效果越好．固定化小球对氮、磷的去除率还与系统中的有机负荷量有关，有机负荷量每增加约94mg／L，氮、磷的去除率就增加12％～21％．     

混合菌种非固定化技术制氢反应器产氢效能

为了研究混合菌种非固定化技术生物制氢反应器的产氢效能，实验采用厌氧Hungate技术和MPN法，从采用混合菌种非固定化技术的生物制氢反应器厌氧活性污染中分离到210株优势发酵菌株，其中18株为产氢细菌（HPB）。实验结果表明，主要决定反应器产氢效能的因素是反应器内HPB的数量和活性。采用混合菌种非固定化技术可以充分发挥HPB的产氢活性，但是由于反应器内HPB的数量和比例不高，大大制约了混合菌种非固定技术生物制氢反应器效能的充分发挥。针对这一结论，提出采用有自絮凝能力的高效产氢细菌进行快速启动和投加高效产氢菌株的方法提高生物制氢反应器的产氢效能。     

法尔凯耐高温高活性酒用干酵母浓醪发酵的实验研究

采用法尔凯耐高温活性酒用干酵母,进行了玉米粉边糖化边浓醪酒精发酵.考察了发酵剂、pH值、营养盐对发酵结果的影响.当调浆料水比为1∶2.11,经过50.5 h发酵,成熟醪中酒份达到16.12%,残还原糖0.22%,残总糖1.26%,淀粉实际产酒率52.29%,淀粉利用率92.08%.     

Bioleaching of chalcopyrite by. mixed culture of moderately thermophilic microorganisms

A mixed culture of moderately thermophilic microorganisms was enriched from acid mine drainages(AMDs)samples collected from several sulphide mines in China,and the bioleaching of chalcopyrite was conducted both in shake flask and bioreactor.The results show that in the shake flask,the mixture can tolerate 50 g/L chalcopyrite after being acclimated to gradually increased concentrations of chalcopyrite.The copper extraction increases obviously in bioleaching of chalcopyrite with moderately thermophilic microorganisms supplemented with 0.4 g/L yeast extract at 180 r/min,74% copper can be extracted in the pulp of 50 g/L chalcopyrite after 20 d.Compared with copper extractions of mesophilic culture,unacclimated culture and acclimated culture without addition of yeast extract,that of accliniated culture with addition of yeast extract is increased by 53%,44% and 16%,respectively.In a completely stirred tank reactor,the mass fraction of copper and total iron extraction reach up to 81% and 56%,respectively.The results also indicate that it is necessary to add a large amount of acid to the pulp to extract copper from chalcopyrite effectively.