环流反应器中固定化酵母乙醇连续发酵研究

制备了一种重化固定化酵母颗粒，可有效防止发酵过程中固定化颗粒上浮，用于气升式内环流反应器，可与器内流体形成良好循环。同时在气升式内环流反应器内对固定化酵母乙醇连续发酵过程进行了研究，得到发酵最优控制条件。通过与其它发酵器对比发现，内环流反应器用于固定化酵母乙醇发酵过程，可大大提高乙醇产率。

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27.0g/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.

固定化酵母乙醇萃取发酵研究

以十二烷醇为萃取剂，对固定化酵母乙醇萃取发酵进行了研究。探讨了萃取剂对酵母细胞的毒性，以及萃取剂用量、搅拌转速、基质浓度等因素与乙醇萃取发酵的关系，并测定了萃取过程中乙醇的分配系数。为固定化酵母乙醇发酵与溶剂萃取耦合新工艺的开发研究提供了资料。

固定化酵母酒精生成动力学及其数学模型

本文采用解析法对海藻酸钙为载体,以葡萄糖为底物进行酒精连续发酵的管式反应器内所呈现的固定化K字酵母酒精发酵动力学进行了较为系统的研究,建立了由6个方程组成的酒精生成动力学数学模型,并对此模型进行了应用方面的研究。结果表明:此动力学呈现葡萄糖的反竞争性和酒精非竞争性联合抑制的不可逆特征;其数学模型在所涉及的参数拟合及分别在不同反应器和浓度扩展时的发酵过程所进行的实际校验中,最大的算术平均百分误差为13.81%,在薯干糖化液的发酵动力学应用中,具有平均差为8.28%之良好预测精度;同时,通过模型中参数式计算得葡萄糖抑制的浓度范围为130—450g/L,而酒精抑制的浓度范围是3.07—16.45%(v/v)。

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1.05×1010～2.15×1010个/克胶,发酵液中游离酵母浓度维持在0.02×1010～0.098×1010个/mL,膜的渗透通量和分离因子分别为300～500g/(m2·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%。

固定化 K 字酵母酒精生成动力学及性质研究

从酒精发酵的代谢机理出发,在引入酶动力学、提出联合抑制的可逆图解式后导得理论速率方程。依据实验对固定化 K 字酵母生物催化剂进行的酒精生成动力学之研究表明:该过程具有酒精的不可逆及表现为随其浓度而变化的非竞争型抑制,葡萄糖则呈现为反竞争性抑制,及动力学参数随底物初始浓度变化等特性。提出的酒精生成动力学模型基础方程为联合抑制方程,所确定的参数值具有高度的相关性。且预测效果良好,其中酒精浓度随反应器高度分布的预测误差仅为18.75%,从而推知反应器内流体流动形式接近于平推流。

磁场流化床反应器大规模糖蜜酒精发酵可行性的研究

采用磁性固定化酵母细胞技术,对大规模磁场流化床反应器糖蜜酒精发酵工艺进行了研究,并对其经济可行性进行了分析。结果表明,采用磁场流化床反应器糖蜜酒精发酵工艺,糖的转化率可达92%以上,残糖浓度在1.5%以下,最终乙醇浓度可达9.5%(v/v)以上,处理能力为240L乙醇/d,生产能力为15.2L乙醇/m3反应器.h。经济评价表明,磁场流化床反应器糖蜜酒精发酵具有很好的经济效益。

固定化酵母发酵生产酒精的研究——Ⅱ.中试试验

通过进行总体积4.14 m^3规模的中试生产试验,证明固定化酵母细胞发酵生产酒精新工艺具有发酵速度快、效率高、易控制、污染少、简化设备等优点,发酵液酒分达8.57%左右,残糖值1.39%左右,发酵周期20 h 左右,平均转化率达88.2%以上,生产指标达到了中试所在工厂同期生产水平.

固定化细胞磁场流化床反应器连续生产乙醇的研究

本文用海藻酸钠—Mn—Zn 铁氧体磁粉包埋酵母,在有效总容积为3.5升的三层磁场流化床反应器系统中,实现了由糖蜜为原料发酵生产酒精,连续运转了28天。实验结果表明:发酵底物糖的浓度为154.6(g·1^(-1)),停留时间2.67hr,糖转化率达96.4%,流出乙醇浓度为51.6(g·1^(-1)),生产能力为19.32(g·1^(-1)·hr^(-1))。该体系宏观发酵动力学测定为:r=r_(max) S/(K_m^(app)+S)·(1-P/(Pm))r 是反应速度,S 为糖浓度,P 为乙醇浓度。

固定化酵母细胞载体研究

本文报道了一种新的固定化酵母细胞载体。它是以ＰＶＡ和海藻酸盐通过一种简便的方法而制成。研究结果表明这种ＰＶＡ—海藻酸盐凝胶是一种比通常使用的载体如：鹿角藻胶、钙—海藻酸盐、明胶、琼脂、ＰＶＡ及硼酸—ＰＶＡ等更好的固定化活酵母细胞载体。它具有以下优点：１、高的乙醇产率；２、强的机构强度；３、简便、廉价；４、易制成球型颗粒。本研究还表明：ＰＶＡ的较好聚合度是１７５０±５０，ＰＶＡ和海藻酸盐的最适宜浓度分别是１０％和１％。显微照片显示出包络在ＰＶＡ—海藻酸盐凝胶中的酵母细胞不同于在钙—海藻酸盐中的情况。它们呈小珠状分散在ＰＶＡ—海藻酸盐凝胶内。

利用管式反应器室内模拟连续发酵糖蜜乙醇生产工艺

利用酿酒酵母1912菌株固定化细胞载体,通过管式反应器,以糖蜜为原料进行连续化发酵生产乙醇.通过采取与工厂糖蜜乙醇生产相同的工艺控制方法,考察糖蜜发酵液中不同细胞浓度以及培养液对细胞浓度的不同稀释率条件下管式反应器的连续化发酵情况,该管式反应器能正确反映该菌株连续化乙醇发酵规律.