谷胱甘肽发酵过程中的乙醇控制

在酿酒酵母谷胱甘肽发酵中,比较了乙醇控制在一定浓度和逐步下降两种乙醇控制方式对谷胱甘肽合成的影响,后者较好。考察了后一控制方法与葡萄糖浓度和流加速率、呼吸商、谷胱甘肽总量和含量的关系,结果表明,在不添加前体氨基酸的情况下能达到1620mg／L。     

CO2气载乙醇固态发酵分离耦合过程的初步研究

固态乙醇发酵中高浓度产物乙醇和发酵温度升高对酵母的抑制作用严重地制约了发酵的性能。本研究以固态基质材料发酵乙醇,利用发酵过程中由酵母产生的CO2作为循环载气,将载气在冷凝器中冷却分离乙醇与气体,降温后的CO2重新加压返回固态基质反应器中,及时有效的除去产物乙醇,并能使固态基质反应器的温度有一定程度的降低,解除了两者的抑制,提高了发酵效率,从而为解决大规模固体厌氧发酵温度的控制问题提供了工艺路线。     

初始条件对高浓度乙醇连续发酵过程的影响及振荡行为提高发酵效率的机理分析

前期实验在稀释速率为0.027h-1的高浓度乙醇连续发酵过程中,发现了一种长周期、宽振幅的参数振荡现象。本实验进一步考察了不同稀释速率下的连续发酵过程,发现在稀释速率为0.04h-1条件下,也能出现类似的振荡现象;在稀释速率为0.027h-1或0.04h-1的条件下,改变系统的初始状态可以得到振荡和稳态两种不同的发酵过程。比较振荡和稳态过程的实验数据后,发现在稀释速率为0.04h-1的条件下,与稳态过程相比,振荡过程的平均残糖浓度降低了14.8%,平均乙醇浓度提高了12.6%,平均设备生产强度提高了12.3%。进一步分析表明:与稳态过程相比,振荡过程动力学行为不仅存在滞后,而且在相同残糖和乙醇浓度条件下,所对应的平均比生长速率提高了53.8%。     

乙醇-沼气双发酵耦联工艺中硫酸根的调控探讨

为了实现木薯燃料乙醇发酵过程的无废(废水)制造目的,提出了乙醇-沼气双发酵耦联工艺。在该工艺中,液化时向发酵液中引入的硫酸根离子是整个系统的限制性因素。硫酸根在厌氧消化过程还原会造成沼液碱度的升高,并且高浓度硫酸盐还原产物硫化物对产甲烷菌和酵母具有毒害作用,因此需要对其进行调控。本文分别采用了氢氧化钙沉淀法和部分蒸馏废液回用法对硫酸根进行调控,都显著降低了系统中硫酸根的浓度。但是,沉淀法会产生设备、管道等结垢堵塞等问题,工业化推广受限。回用法调控效果显著,在不影响酒精发酵的情况可进一步提高回用比例,将硫酸根浓度控制在更低水平。     

耐高温酵母乙醇间歇发酵动力学研究

该研究采用耐高温型酵母,在不同葡萄糖浓度(5%~30%wt)下进行了乙醇间歇发酵的动力学研究,确定了适合该酵母的最佳底物浓度范围为16%~20%(wt)。同时选取合适的动力学模型,通过实验数据的非线性性拟合,得出了不同底物浓度下对应的动力学参数值,并分析了各动力学参数值随底物浓度增加而变化的趋势。结果显示,该酵母的最大比生长速率μmax随着葡萄糖浓度的增加而有所降低,且呈线性关系:μmax=0.3161-4.1820×104s(100g/L相似文献   

高浓度糖发酵制备乙醇

以树干毕赤酵母为发酵菌株,混合糖（木糖、葡萄糖）为发酵底物,通过培养基和培养条件的改变来确定树干毕赤酵母高糖浓度发酵时所需的条件。研究结果表明：在24h发酵周期内初始木糖质量浓度为63．0g／L较适宜;在36h发酵周期内初始木糖质量浓度为72．0g/L较适宜。24h发酵周期内,在36．0g／L木糖中添加的葡萄糖质量浓度以54．0g/L为最佳,发酵结束乙醇质量浓度达32．9g／L;36h发酵周期内,添加的葡萄糖质量浓度以72．0g／L为最佳,发酵结束乙醇质量浓度为36．9g／L。以（NH4）2SO4为N源时较适合戊糖发酵制备乙醇,（NH2）2SO4的最佳质量浓度为1．1g／L。发酵前8h摇床转速为90r／min,后16h为150r／min,乙醇质量浓度较高,可达17．5g/L。     

木糖发酵生产乙醇的研究

选育出一株优良的木糖发酵菌株树干毕赤酵母菌7124,并利用纯木糖优化了木糖发酵条件,利用海藻酸钠固定化树干毕赤酵母菌增殖细胞,不仅能较好满足限氧发酵条件,而且能耐较高糖浓度,使乙醇发酵浓度提高到20g/L。利用半纤维素水解液进行了乙醇发酵的初步研究,基本达到了纯木糖发酵的效果。     

燃料乙醇发酵技术研究进展

在分析木质纤维素类生物质制备燃料乙醇原理基础上,重点对燃料乙醇转化过程的发酵工艺进行了论述。目前乙醇发酵工艺主要包括直接发酵、分步糖化发酵、同步糖化发酵、同步糖化共发酵和联合生物加工技术等,对这几种技术的研究现状进行了分析并对其发展趋势进行了展望,通过基因工程构建高效发酵菌种的联合生物加工技术将是未来高效发酵工艺的发展趋势,旨在为有效提高发酵菌株的底物代谢能力,获得高的乙醇产量提供重要参考。     

自絮凝酵母SPSC01在组合反应器系统中酒精连续发酵的研究

建立了一套由四级磁力搅拌发酵罐串联组成、总有效容积4000mL的小型组合生物反应器系统 ,其中一级罐作为种子培养罐。以脱胚脱皮玉米粉双酶法制备的糖化液为种子培养基和发酵底物 ,进行了自絮凝颗粒酵母酒精连续发酵的研究。种子罐培养基还原糖浓度为100g L ,添加 (NH₄)₂HPO₄ 和KH₂PO₄ 各 20g L ,以0.017h^-1 的恒定稀释速率流加 ,并溢流至后续酒精发酵系统。发酵底物初始还原糖浓度 220g/L ,添加 (NH₄)₂HPO₄ 15g/L和KH₂PO₄2 5g/L ,流加至第一级发酵罐 ,稀释速率分别为 0.017、0.025、0.033、0.040和0.05 0h^-1。实验数据表明 ,自絮凝颗粒酵母在各发酵罐中呈部分固定化状态 ,在稀释速率0.040h^-1 条件下 ,发酵系统呈一定的振荡行为 ,其他四个稀释速率实验组均能够达拟稳态。当稀释速率不超过 0 0 33h^-1 ,流出末级发酵罐的发酵液中酒精浓度可以达到 12 % (V/V)以上 ,残还原糖和残总糖分别在 0 11%和 0 35 % h^-1,流出末级发酵罐的发酵液中酒精浓度可以达到12%（V/V）以上,残还原糖和残总糖分别在0.11%和0.35%（W/V）以下。在稀释速率为0.033h^-1时,计算发酵系统酒精的设备生产强度指标为3.32（g·L^-1·h^-1）,与游离酵母细胞传统酒精发酵工艺相比,增加约1倍。     

稀释速率对高浓度酒精连续发酵过程振荡行为的影响

在一搅拌罐和三段管式反应器组成的组合反应器系统中,使用葡萄糖浓度为280g/L,添加5g/L酵母膏和3g/L蛋白胨的底物,在总稀释速率分别为0.032h^-1,0.024h^-1,0.017h^-1,0.012h^-1和0.006h^-1的条件下,考察了稀释速率对高浓度酒精发酵系统振荡行为的影响。结果表明,振荡行为在特定的稀释速率条件下呈现,进而基于数学上的分岔理论,分析了振荡行为发生的可能性及对应的稀释速率范围,并与实验结果进行了比较,在此基础上,讨论了振荡行为对酒精发酵过程的影响。     

休哈塔假丝酵母乙醇发酵性能的研究

木糖的高效发酵是制约纤维素燃料乙醇生产的技术瓶颈之一,高性能发酵菌种的开发是本领域研究的重点。以木糖发酵的典型菌株休哈塔假丝酵母为材料,研究氮源配比、葡萄糖和木糖初始浓度、葡萄糖添加及典型抑制物等因素对其木糖利用和乙醇发酵性能的影响规律。结果表明,硫酸铵更适宜于木糖和葡萄糖发酵产乙醇。在摇瓶振荡发酵条件下,该酵母可发酵164.0 g/L葡萄糖生成61.9 g/L乙醇,糖利用率和乙醇得率分别为99.8%和74.0%;受酵母细胞膜上转运体系的限制,对木糖的最高发酵浓度为120.0 g/L,可生成45.7 g/L乙醇,糖利用率和乙醇得率分别达到94.8%和87.0%。休哈塔假丝酵母发酵木糖的主要产物为乙醇,仅生成微量的木糖醇;添加葡萄糖可促进木糖的利用;休哈塔假丝酵母在葡萄糖发酵时的乙酸和甲酸的耐受浓度分别为8.32和2.55 g/L,木糖发酵时的乙酸和甲酸的耐受浓度分别为6.28和1.15 g/L。     

絮凝酵母颗粒悬浮床反应器中试及酒精连续发酵工艺的研究

在小型悬浮床反应器研究絮凝颗粒酵母酒精连续发酵工艺的基础上,建立了单釜反应器有效容积0．5m³、二级串联的中试装置。以淀粉糖化液为底物,考察了悬浮床反应器由小试到中试的放大效应,提出了该反应器工业放大时对危险截面表观气速应加以限制的原则,以保证絮凝酵母颗粒不被剪切破坏。进而在平均稀释率为0．10h^-1的条件下．中试装置稳定运转一个月,获得终点发酵液中酒精浓度80～85g／L,残糖低于5.0g／L,设备平均生产酒精8．4g／L·h的结果。     

高效发酵木糖生产乙醇酵母菌株的构建

获得高效发酵木糖生产乙醇的酵母菌株是木质纤维素生物转化生产燃料乙醇的重要前提。在4%乙醇驯化的基础上,选择了乙醇耐性提高的休哈塔假丝酵母（Candida shehatae）CICC1766菌株进一步进行紫外诱变,得到了木糖发酵性能较强的呼吸缺陷型突变体,并与乙醇发酵性能良好的酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）ATCC4126进行原生质体融合。采用单亲灭活法对休哈塔假丝酵母原生质体进行紫外灭活,在聚乙二醇（PEG）诱导下融合,对得到的融合子进行木糖发酵能力测定,选择到了一株能够更好地利用木糖产乙醇,并且木糖发酵性能比亲本得到明显提高的融合子F6,此融合子发酵50 g/L木糖,最高乙醇浓度达到18.75g/L,乙醇得率为0.375,达到理论转化值0.511的73.4%。与原始出发菌株CICC1766相比,乙醇产量提高了28%。     

Coupling of Fermentation and Esterification: Microbial Esterification of Decanoic Acid with Ethanol Produced via Fermentation

Two different kinds of bioprocess, ethanol fermentation and subsequent microbial esterification, were coupled using Issatchenkia terricola IFO 0933 in an interface bioreactor. The strain produced ethyl decanoate (Et-DA) by esterification of exogenous decanoic acid (DA) with ethanol produced via fermentation. The efficiency of the new coupling system depended on the concentration of glucose in a carrier and DA in an organic phase (decane) in an agar plate interface bioreactor. Optimum glucose content and DA concentration were 4% and 29 mM, respectively.     

蔗渣水解液发酵乙醇的研究

研究了酵母（Ｐｉｃｈｉａｓｔｉｐｉｔｉｓ）Ｙ７１２４在限制供氧条件下尽管反应初期葡萄糖消耗速率大于木糖,但在一定时间后,葡萄糖的消耗速率变慢,而木糖消耗速率变快直至耗尽的现象。建立了气升柱以Ｐ．Ｓｔｉｐｉｔｉｓ转化木糖为目的和以溢流柱Ｓａｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃｅｒｉｖｉｓｉａｅ转化残留葡萄糖为目的的串联发酵乙醇工艺,即流加５倍浓缩的蔗渣水解液,Ｄ＝０.１ｈ^－１,还原糖总利用率为９７.２％,酒精浓度为４６.５ｇ／Ｌ,生产率为４.１ｇ／Ｌ·ｈ。     

一步法发酵菊芋生产乙醇

利用马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)YX01具有菊粉酶生产能力且乙醇发酵性能良好的特点,直接发酵菊粉生成乙醇.在摇瓶中考察了该菌株最适发酵温度,进而在2.5L发酵罐中考察了通气量和底物浓度的影响.实验结果表明:该菌株最适发酵温度为35℃;在通气量为50 mL/min和100 mL/min时菌体生长加快,发酵时间缩短,但在不通气条件下糖醇转化率明显提高;在菊粉浓度235 g/L时,发酵终点乙醇浓度达到92.2 g/L,乙醇对糖的得率为0.436,为理论值的85.5%.在此基础上,使用近海滩涂种植海水灌溉收获的菊芋为底物,以批式补料方式直接发酵菊芋干粉浓度为280 g/L的底物,发酵终点乙醇浓度为84.0 g/L,乙醇对糖的得率为0.405,为理论值的80.0%.这些研究工作,为以菊芋为原料的燃料乙醇技术开发奠定了基础.