固定化细胞生产L—苹果酸动力学及两种酶反应器的比较

研究了产氨短杆菌ＭＡ－２,黄色短杆菌ＭＡ－３的固定化细胞在富马酸铵转化体系中生成Ｌ－苹果酸的动力学参数,同时比较了固定化细胞在填充床及连续机械搅拌反应器中酶转化反应的差异。研究结果表明：当转化率小于４０％时,酶反应在两种反应器所需的停留时间相当。随着转化率的提高,填充床反应器较连续机械搅拌反应器所需的停留时间短且不会因剪切力使固定化颗粒受到损伤,因此,在富马酸铵体系中用固定化酶生产Ｌ－苹果酸采用填     

固定化金霉素产生菌原生质体转化林可霉素反应模型的研究

建立了固定化金霉素产生菌金色链霉菌(Streptomyces aurofaciens)原生质体转化林可霉素反应动力学模型并模拟计算了反应过程,模型计算与实验结果有好的一致性。讨论了各反应参数对转化反应的影响,给出了转化率与反应时间的关系式和最大转化率计算式,还对转化反应动力学模型进一步应用进行了讨论。     

固定化大肠杆菌细胞生产Y—氨基丁酸的研究

用海蔑酸钙包埋法将大肠杆菌细胞制成固定化细胞,与1％谷氢酸溶液进行间歇反应,连续搅拌式反应及连续柱式反应生产丫—氨基丁酸。谷氨酸溶液用0．2mol／L醋酸-醋酸钠缓冲液调至pH．4,温度37℃。间歇反应在微生物多用培养箱旋转摇床上120r／mm振荡反应,每批反映6h．100％的谷氨酸可转化为丫—氨基丁酸。连续搅扑式反应在三角瓶反应器中进行,以Gml/h的流速输入底物溶液,输出反应液,转化率达8;％。连续柱式反应在上部膨大、顶端开口的特殊柱反应器中进行,控制流速12ml／h,95％以上的谷氨酸可被转化成Y-氨基丁酸。     

微藻养殖反应器分类及生物质产率计算方法

微藻养殖的本质是光能转化,而光线的接收和传递受反应器形状和排布方式的影响非常大.实验室中的微藻养殖反应器主要有两种,锥形瓶和柱型广口瓶,前者的光程比后者短得多.室外微藻养殖实例较少,开放池和光生物反应器的大小、形状和排布方式差异大,光程的计算和比较更复杂.为了便于比较和推算不同类型反应器的光合作用参数和生物质产率,本文分别讨论了圆柱形反应器(玻璃反应瓶、平行管式和立柱式反应器)和长方形反应器(开放池和板式反应器)的容积、表面积及占地面积生物质产率的计算方法,并给出了不同产率的换算关系.本文还介绍了光程(LP)、藻液受光率(S/V)和藻液占地率( V/L)等表征反应器光合效率的参数.     

氨基酸的离子交换色谱(理论原理和实践)

<正> 第二章非自动分析仪中氨基酸离子交换色谱在第一章我们叙述了自动仪器中柱操作及有关参数,在这一章我们将叙述非自动仪器即手动操纵装置中色谱柱操作及有关规定。虽然非自动仪器也象自动仪器(氨基酸分析仪)一样,用聚苯乙烯磺酸阳离子交换剂填充柱子,但是色谱柱操作和柱流出液的检测,以及研究样品中成分的计算都用手工操作,因此有别于自动仪器,而具有其独特之处。     

自絮凝颗粒酵母乙醇连续发酵耦合酵母回用工艺的研究

模拟现有酒精发酵行业普遍采用的多级发酵罐串联系统,建立了一套由三级串联操作的搅拌式发酵罐和两个沉降罐组成的反应器系统,以脱胚脱皮玉米粉双酶法制备的糖化液为发酵底物,培养基初始还原糖浓度为220g/L,添加(NH4)2HPO41.5g/L和KH2PO42.5g/L,以0.057h-1的恒定稀释速率流加,将自沉降浓缩后的酵母乳先后经活化和不活化两种方式处理并循环至第一级发酵罐,系统在两种操作条件下分别达到了拟稳态。实验结果表明活化处理对改善发酵工艺技术指标方面发挥了显著的作用,发酵终点乙醇浓度达到101g/L,还原糖和残总糖分别在3.2和7.7g/L左右,发酵系统的设备生产强度指标为5.77g/(L.h),与无酵母回用的搅拌式反应器系统中自絮凝颗粒酵母乙醇发酵工艺相比,提高了70%。     

固定化嗜热脂肪芽孢杆菌合成低聚半乳糖

利用海藻酸钙、明胶和壳聚糖为固定化载体包埋嗜热脂肪芽孢杆菌细胞合成低聚半乳糖 (GOS)。通过比较三种方法的酶活力回收、最适反应条件、GOS的得率和和载体机械强度 ,选择明胶作为固定化细胞的载体。反应体系的温度、pH、乳糖浓度、乳糖的转化率和载体的传质阻力对GOS合成有明显影响。在CSTR反应器中水解 60 %乳糖 ,GOS最大得率为31 2 % ,经过 96h( 8批反应 ) ,产物得率为原来的 88%。在空速 0 0 9h- 1条件下 ,利用填充床反应器连续水解乳糖 ,GOS的得率和反应器生产能力分别为 31 5%和 1 7 4g (L·h) ,连续反应1 40h,GOS得率下降 2 0 %。产物经过活性炭柱层柱分离纯化 ,通过13C NMR鉴定四糖的化学结构为 β D Gal ( 1→ 3) D Gal ( 1→ 6) D G ( 1→ 4) D Glu。     

串联填充管式反应系统中高浓度乙醇连续发酵

在一套由搅拌罐和管式反应器串联而成的组合式反应系统中,利用酿酒酵母进行连续发酵生产高浓度乙醇。后续管式反应器内通过装填聚氨酯颗粒和木块对酵母细胞进行吸附固定化,在乙醇抑制造成细胞活性大幅降低的情况下,通过大幅提高细胞浓度保证发酵效率,在稀释速率0.02h^-1和280g/L葡萄糖的条件下,系统的终点乙醇浓度为15.4 % (v/v)。研究表明在一定稀释速率之下,应该通过增加反应器的级数来降低稀释速率,以达到提高终点乙醇浓度,如简单地降低进料速率则可能增加整个系统所受的乙醇抑制,对提高终点乙醇浓度效果不显著。     

膜片状填料固定化酵母薯干酒精发酵生物反应器的研究

针对以薯干为原料固定化酵母带渣酒精发酵的特点,研制了一种新型的容积为1m~3的膜片状填充床生物反应器,并历时半年多考察了该反应器的操作稳定性,得出较佳的发酵周期和醪液循环量等.实验结果表明:膜片状填充床固定化酵母生物反应器的酒精发酵速率远大于传统式发酵罐;其淀粉利用率可达91～92%,乙醇生产能力可达9.5kg EtOH/m~3·h.     

日本生物工程应用于氨基酸生产取得进展

目前,用酶、细胞在生物反应器中生产几种氨基酸已有新的突破。日本利用生物反应器技术生产天冬氨酸是最早的国家之一。现在他们又利用这项技术大规模地由肉桂酸和氨制造苯丙氨酸,每升反应液可获60克以上,转化率达90％左右。     

填充床反应器中酶法连续合成甘油二酯的研究

近年来,1,3-甘油二酯(DAG)由于其广泛用途及健康作用日益受到人们的重视。报道了一种无溶剂条件下填充床反应器中连续酶促合成1,3-DAG的方法。研究了填充柱的长径比、进料体积流速、温度、底物摩尔比对酯化率和1,3-DAG产量的影响。结果表明固定化酶填充柱长径比7.8,亚油酸、甘油摩尔比1∶2 ,进料速度1.2mL/min ,65℃条件下酯化反应可实现脂肪酸酯化率、1,3-DAG纯度及生产效率的统一。填充床反应器中固定化酶连续催化酯化反应的一个主要问题即体系水分清除困难。实验研究了采用过量甘油吸附脱水的可行性,亚油酸、甘油摩尔比为1∶2时,可明显改善固定化酶的稳定性,增加LipozymeRMIM的使用寿命。连续运行10d ,残余酶活仍保持在80 %以上,而对照组则仅为52%。     

壳聚糖固定化脲酶研究Ⅱ

从废弃的蟹虾壳中提取壳聚糖,探讨了壳聚糖(载体),戌二醛(交联剂)、脲(保护剂)及给酶量四者之间的最适固定化脲酶条件,并对固定化脲酶的理化性质进行了初步探讨。同时还探讨了引入铜离子保护部分氨基制备的固定化脲酶制成柱式反应器,让底物逆流通过反应柱,考察了相同浓度底物溶液在不同温度下过柱后的转化率。     

谷氨酸钠流化床吸附脱色的柱过程研究

以颗粒活性炭(GAC)为吸附剂,采用多柱串联流化床进行味精中和液脱色,对柱过程进行了模拟研究。测定了平衡数据、传质动力学及流体流动参数,建立了具有广泛适应性的,包括颗粒分级、粒度分布、内外扩散及两相返混的宽粒度液固流化床吸附过程模型。对所研究体系的模拟计算与实验结果符合较好。     

控氧发酵对干酪乳杆菌合成苯乳酸的影响

在静置、搅拌及通气搅拌3种不同控氧条件下,分别用干酪乳杆菌Lactobacillus casei B3发酵及全细胞转化合成了苯乳酸,考察菌体生长、葡萄糖消耗及其发酵与转化合成苯乳酸的规律。结果表明:在转速100 r/min的搅拌条件下,L.casei B3发酵合成苯乳酸的浓度比静置发酵条件下提高了41.4%;但在空气流量2 L/min及转速100r/min的通气搅拌下,发酵合成苯乳酸的浓度较静置发酵时下降了60.3%;以8 g/L苯丙酮酸为底物,以相应静置、搅拌及通气搅拌条件下所得的菌体为全细胞催化剂转化合成苯乳酸,其摩尔转化率分别为67.2%、62.7%和35.9%。此结果说明:适度的搅拌促进了发酵过程的底物和产物传质,但充足或过量供氧会影响细胞内的转化合成酶系,不利于苯乳酸的全细胞转化合成。     

反应分离耦合技术生产L-苹果酸工艺过程的优化研究

运用生物反应分离耦合原理 ,以富马酸钙为底物 ,采用游离延胡索酸酶 ,直接转化生成苹果酸钙。该法相对目前广泛采用的包埋式固定化方法具有工艺流程短、操作简便、转化率、收率高等特点。研究结果表明 ,转化温度为 40℃、Ph为 7.0～ 7.5时 ,每升延胡索酸酶液能在 2.0～ 2.8h间将 3.2kg的富马酸钙转化生成苹果酸钙 ,转化率高达 99.9% ,富马酸在产品中的残留在 0.1%左右 ,产品符合美国药典标准 ,成本与化学合成法生产的DL 苹果酸相当     

微生物酶法合成低聚半乳糖的新进展

低聚半乳糖(GOS)是目前国际上已开发的功能性低聚糖之一,其商业化产品是应用微生物β-半乳糖苷酶以乳糖为原料进行转糖基反应获得,不同来源的酶合成GOS的结构不同,转糖基效率也存在差异.天然酶合成GOS的产量一般为20%～45%,分子改造获得的人工酶能将90%的乳糖底物转化为GOS;采用两相体系或反相胶束可以在一定程度上提高GOS产量.应用填充床反应器、活塞流反应器、膜反应器可规模化合成GOS;采用色谱柱法、酶法、纳滤膜法和微生物发酵法可纯化GOS产品,去除单糖及乳糖组分,扩大其应用范围.     

膜反应器固定化米根霉发酵产富马酸的工艺研究

以膜反应器固定化米根霉发酵产富马酸为研究对象,以Na2CO3为中和剂,考察固定化米根霉在5L搅拌式发酵罐中的发酵特征,采用智能可视化软件(IVOS)优化发酵工艺条件。结果表明,在80g/L初始糖浓及最优工艺下,富马酸产量、生产速率及转化率分别为21.1g/L、0.25g/(L·h)和28%;采用40g/L初始糖浓及连续批次发酵工艺时,富马酸产量、生产速率及转化率最高分别为10.8 g/L、0.36g/(L·h)和27%。搅拌式反应器中,固定化米根霉的膜反应器比表面积有限,以及菌膜的空间阻隔效应对传质传氧的限制作用,显著影响了富马酸的生产强度和转化率。因此,亟需发掘新的固定化方法及反应器形式,达到既解决米根霉形态控制问题,又有助于生产性状提升的目标。     

固定化大肠杆菌连续生产天门冬氨酸的过程模拟和分析

用卡拉胶包埋大肠杆菌细胞,得到了强度好,活性高的固定化细胞。实验研究了固定化细胞的催化反应速度．扩散-反应模型的计算机分析结果与全混釜反应器实验数据具有相同的规律。列管换热式固定床反应器中的浓度分布可用拟均相一维数学模型描述。从浓度分布和放热量考虑,宜采用串联的填充等量固定化细胞的两只反应器,前者是列管换热式,后者是绝热式。固定化细胞的宏观失活规律可分为三个阶段。开始近似于一级失活,后来保持活力不 变,最后失活较快。     

超声波辅助下脂肪酶催化高酸值废油脂制备生物柴油

探讨了超声波辅助条件下脂肪酶催化高酸值废油脂转化为生物柴油的反应。来源于Aspergillus oryzae和Candida antarctica的固定化脂肪酶,在超声波辅助下,对高酸值废油脂转化为生物柴油具有高的催化活性。以来自于C.antarctica的固定化脂肪酶Novozym435为催化剂,以酸价为157mg KOH/g的高酸值废油脂为原料在超声波辅助下与丙醇反应,在脂肪酶用量为油质量的8%、初始醇油摩尔比为3∶1、反应温度控制在40~45℃、超声波频率和功率分别采用28kHz和100W的条件下,反应50min转化率达到94.86%。在此条件下,不同碳原子数(C1~C5)的直链和支链醇均有较高的转化率,在短链醇的选择上具有宽广的适应性。超声波还减少了反应产物和反应体系中其他黏性杂质在固定化脂肪酶表面的吸附,回收的Novozym435相较单纯机械搅拌条件下回收的外观干净、分散良好无结块现象、易于洗涤和再次利用,具有良好的操作稳定性。     

D-阿拉伯糖结晶影响因素分析

D-阿拉伯糖是多种功能性糖合成的中间体,其纯度高低决定了功能性糖转化率的高低,所以得到高纯度的D-阿拉伯糖尤为重要。通过对D-阿拉伯糖结晶温度、搅拌速度、结晶液中离子含量等因素进行试验,确定了采用梯度降温形式、搅拌速度控制在5 r/min,离子含量控制在100 μs/cm以下能够得到纯度达99.8%的D-阿拉伯糖晶体,实验结果为后续功能性糖的高效转化奠定了基础。