能源甜菜乙醇发酵的耐高温菌种筛选及工艺优化

利用能源甜菜进行乙醇发酵已引起人们重视.由于发酵温度对乙醇发酵效果影响较大,为了探讨不同菌种对发酵温度高低的适应性,筛选适应高温发酵的优良菌株,本研究首先利用温度单因素筛选出耐高温菌种HADY,45℃时乙醇转化率仍达81.68%;菌种ADY在31℃时乙醇转化率最高.然后利用Plackett-Burman设计和响应面分析法(RMS)从与发酵相关的9个因素:底物质量浓度、料液比、加菌量、营养盐添加量、加磷量、pH值、转速、发酵温度和发酵时间中依次筛选出底物质浓度、发酵温度和加磷量3个主要影响因素.优化后的工艺参数为:底物质量浓度为12%、料液质量比1:1、加菌量15%、营养盐0.5、加磷量0.9%、pH值5.0、转速130r/min、发酵温度37℃和发酵时间44h.此条件下的乙醇转化率为89.43%.     

固定化细胞颗粒珠制备条件的研究

利用喷雾法、注射器滴入法和压力注入法进行固定化细胞的制备,其中压力注入法在聚乙烯醇浓度为12%,温度为40℃,喷射压力为0.05MPa时制备的固定化细胞颗粒的粒径为1.0mm,机械强度好,酒精发酵在20h时使酒精体积分数达9.2%,转化率为97.2%.     

用固定化菌体笼架填充床生物反应器生产酒精的研究

为了将海藻酸钙固定化酵母应用于由甘薯及其它含固形物的淀粉质原料生产酒精,研制了笼架填充床生物反应器。结果表明,当该生物反应器用于一阶段发酵时,按糖醇转化率为93％,酒精浓度为7.8％(v/v)计算其乙醇生产能力(Productivity)为2.8g/1.h,是传统间歇发酵的2～3倍,当做为发酵器和细胞发生器进行转移发酵时,效率提高到4.3g/1.h。     

运动发酵单胞菌利用早籼米生产乙醇的研究

以运动发酵单胞菌ATCC29121为菌种,以早籼米糖化液为原料发酵生产乙醇.通过单因素试验和正交设计试验,研究了发酵温度、pH值、初糖质量浓度、接种量、发酵时间等因素对该菌乙醇产率及生物量的影响.优化后的发酵条件:发酵温度为30℃,pH值为5.5,初糖质量浓度为100g/L,接种量为10%,发酵48 h.在此条件下乙醇产率达0.4 g乙醇/g葡萄糖,葡萄糖的转化率是80.1%.     

合成气发酵梭菌C.autoethanogenum的生长特性与CO发酵性能

为探讨合成气发酵乙醇的新工艺,对梭菌C.autoethanogenum的生长特性及CO发酵性能进行了研究.考察了不同碳源对C.autoethanogenum生长的影响,发现木糖是其生长的最佳底物.对生长培养基进行了改良,使C.autoethanogenum的菌体质量浓度提高2倍以上,代谢产物以乙酸为主,只产生少量乙醇.利用1 L气体采样袋研究了C.autoethanogenum的CO发酵性能,在1.0 g/L酵母膏的发酵培养基中经过两次CO发酵后,乙醇质量浓度达3.464g/L,CO乙醇转化率达51.7%.研究表明:N2环境、180℃、4MPa下,20min高温液态水处理蔗渣得到的水解液可用于C.autoethanogenum的培养,培养液再进行CO发酵,经过一次发酵后得到的乙醇质量浓度为3.13g/L,CO乙醇转化率为46.9%,与之前两次发酵的结果接近,但是发酵时间大大缩短.     

固定化Zymomonas mobilis 10225乙醇发酵研究

运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis10225)为乙醇发酵菌种.在葡萄糖浓度为10%(w/V)的发酵培养基中,分别进行游离细胞,固定化细胞的乙醇发酵实验.结果表明,游离细胞乙醇发酵的产率系数为0.42,达到了理论值的82.4%,而固定化细胞乙醇发酵产率系数为0.51,达到了理论产率的100%.固定化技术对于提高运动发酵单胞菌酒精发酵表现有显著作用.     

甘蔗糖蜜酒精高产酵母的发酵特性研究

采用20L三联装发酵罐进行甘蔗糖蜜高浓度酒精发酵研究高产酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)MF1001菌株的甘蔗糖蜜酒精发酵特性。结果表明,锤度为20°Bx的糖蜜对菌株生长和发酵均没影响,发酵的适宜温度为30℃,pH值4.0的发酵效果明显优于pH值3.80,传代培养16代及不同的接种量对菌株的发酵没有影响。按目前甘蔗糖蜜酒精生产的发酵工艺,用锤度为20°Bx糖蜜培养基培养菌株,制备种子液,然后将种子液与锤度为55°Bx的糖蜜培养基1∶1混合进行发酵,发酵50h的醪液酒精含量达到了13.2%(V/V),60h达13.8%(V/V),72h达14.3%(V/V)。发酵结束时醪液可发酵残糖含量低至0.44%,发酵效率分别为理论值88.6%(50h)、94.3%(60h)和98.6%(72h)。该菌株有望用于甘蔗糖蜜酒精发酵生产,提高甘蔗糖蜜酒精发酵的醪液酒精含量。     

泔水油脂回收及发酵生产乙醇工艺研究

对泔水废油脂回收及发酵生产燃料乙醇的工艺条件进行了研究。结果表明:泔水废油脂最佳回收方法为将泔水与玉米粉配料后,经α-淀粉酶及β-淀粉酶双酶化处理后,其油脂提取率可达91.2%。与静置提油相比,其油脂提取率增加了4.1倍;泔水酒精发酵的最佳工艺条件为糖化时间35min,泔水与玉米粉的配比28∶25,发酵时间72h,初始pH4.0,添加0.05%的纤维素酶和0.1%的糖化酶能有效提高酒精的产量。     

固定化酵母流化床生物反应器发酵玉米淀粉的研究

对固定化酵母流化床生物反应器发酵玉米淀粉进行了研究.结果表明,在南阳混合酵母、拉斯12号酵母以及古巴Ⅱ号酵母3种酵母中,南阳混合酵母最适合作为固定化的菌种.发酵醪初糖为9 86～15 88°Bx,发酵时间为6～11h,成熟发酵醪中酒精的体积百分比含量达4 8%～9 2%,反应器的乙醇生产能力为3 8～4 5g/(L·h),凝胶的乙醇生产能力为11 3～13 6g/(L·h),残糖均低于1 0°Bx.     

糖蜜发酵过程中乙醇脱氢酶对发酵效率的影响

在用糖蜜为原料的酒精发酵生产过程中,通过气象色谱仪测出发酵环境中有大量乙醛的存在,同时酒精浓度也一直偏低.于是通过对发酵温度,pH和去除金属离子等因素做出调整,研究乙醇脱氢酶对发酵结果的影响.结果表明乙醇脱氢酶活性会对发酵效率产生影响.     

L-亮氨酸补料分批发酵研究

对补料方式、补料速度等发酵过程的各种参数，以及产酸率、转化率、发酵周期等的影响和补料分批发酵条件进行了研究，确定了L-亮氨酸补料分批发酵的最优条件。在最优补料分批发酵条件下，10L罐L-亮氨酸产量达29．47g/L，糖酸转化率达21．47％，结果明显优于分批发酵。     

L-缬氨酸补料分批发酵的研究

在批式发酵优化条件基础上，通过对流加补料方式、补料速度等发酵过程的各种参数，包括产酸率、转化率、发酵周期等的影响进行了研究，确定了L－缬氨酸补料分批发酵的优化条件。在最优补料分批发酵条件下，L－缬氨酸产量达52.45g/L，糖酸转化率达34.97%，结果明显优于分批培养。     

发酵玉米芯水解液制备乙醇的研究

为了提高戊糖发酵制备乙醇的产率,利用经驯化后的嗜单宁管囊酵母发酵玉米芯水解液,研究了嗜单宁管囊酵母的驯化工艺和发酵条件对乙醇产率的影响,得到了优化的工艺条件。结果表明,经驯化后的嗜单宁管囊酵母发酵玉米芯水解液的糖利用率比原来提高了41.23％,乙醇得率提高了118.83％,戊糖和己糖利用率分别为89.55％和85.23％。优化的发酵条件为初始糖浓度60～90g/L,初始pH5.5～6.0,接种量(体积分数)8％,发酵周期96h。在该发酵条件下,酒精得率可达0.346g/g。     

转基因pYBGAl酵母发酵木质纤维素水解液制备燃料乙醇

采用转基因pYBGA1酵母发酵葡萄糖及纤维二糖培养基,通过交叉实验研究了温度、酵母投入量对乙醇产率的影响;对木质纤维素进行爆破预处理,得到葡萄糖和纤维二糖的质量分数占50%预处理水解液,采用转基因pYBGA1酵母对预处理水解液发酵制备乙醇。结果表明,转基因pYBGA1酵母最佳发酵温度为28℃,最佳酵母投入量为10⁸mL^-1;当水解液中糖浓度为20g/L时,预处理水解液发酵得到乙醇的最大浓度可达6.8g/L。     

分批添料对戊糖、己糖同步发酵制备乙醇的影响

以树干毕赤酵母为发酵菌株,混合糖(葡萄糖与木糖质量比为2∶1)为发酵底物,通过分批添料来提高糖利用率及乙醇得率。结果表明,一次性投料发酵糖初始浓度以94.0 g/L为最佳,乙醇浓度可达33.9 g/L。在高糖浓度一次性投料发酵中,延长发酵时间可以继续降低残糖浓度,增加乙醇浓度。但是初始糖浓度越高,其变化幅度也越低。初始糖浓度为108.0 g/L,31 h发酵后残糖浓度为9.1 g/L,乙醇浓度为34.3 g/L,延长到42 h时残糖浓度为0.4 g/L,乙醇浓度提高到37.0 g/L。当总糖浓度为80.9 g/L时,补糖时间在12 h内完成,且以两次补糖法较合适,发酵24 h乙醇浓度达到33.8 g/L。     

酿酒酵母高产菌株的木薯酒精产业化生产试验

【目的】对酿酒酵母高产菌株Ygxas-49木薯酒精产业化应用进行试验。【方法】先在200t发酵罐进行分批发酵,对该菌株的各个发酵指标进行评估,再将可行的方案进一步放大至年产12万t酒精生产线上进行生产稳定性试验,最后为考察该菌在产业化应用上的潜力,在200t发酵罐进行高浓度酒精发酵试验。【结果】200t发酵罐分批发酵结果表明:与生产对照菌株相比,酒度提高8.92%,发酵时间减少12h以上,其他发酵指标基本相同。采用该菌株生产酒精可以提高酒度,大大节约发酵时间,增加设备利用率,从而降低酒精生产成本。12万t酒精生产线稳定运行30d结果表明:与生产对照菌株相比,酒度提高5.35%,发酵时间减少10h以上,其他发酵指标基本相同。200t发酵罐高浓度酒精发酵结果:酒度为15.1%(V/V),发酵时间为56h,与目前文献报道最高生产水平(酒度13.5%,V/V;发酵时间69h)相比,酒度提高11.85%,发酵时间缩短13h。【结论】Ygxas-49菌株应用于工业化生产,各项工艺指标均显著优于国内目前最高水平,具有良好的工业化应用前景。     

γ-Al2O3催化剂上乙醇脱水制乙烯的实验研究

考察了低浓度乙醇在固定床管式反应器中活性氧化铝上催化脱水生成乙烯的反应行为。研究了反应温度、进料流率、乙醇浓度等因素对反应行为的影响规律。结果表明，在410～440℃范围内催化剂对主反应的选择性随着温度的升高而升高，在达到一定的温度后趋于稳定。乙醇转化率对温度并不敏感，而随空速的增大而降低。催化剂选择性随着进料流率增大而增大，之后稳定在99.5%以上。在进料流率小于1mL/min时乙醇转化率高于85%，乙烯收率均在80%以上。当利用低浓度乙醇作原料时，乙醇转化率随乙醇浓度增大而增大，催化剂选择性维持稳定。最终选定的适宜工艺条件：温度420℃左右，进料流率1.0mL/min左右。     

杀菌剂对蔗汁乙醇酵母生长和发酵性能的影响

为了解决以甘蔗为原料发酵生产燃料乙醇中出现的肠膜明串株菌（Leuconostoc mesenteroides）污染问题,在酵母的不同生长期添加不同浓度的专用杀菌剂T-9001糖菌净,研究T-9001糖菌净对酵母生长和发酵性能的影响。结果表明,在生长初期,T-9001糖菌净明显抑制酵母生长;在对数生长期,T-9001糖菌...     

强酵素在酒精发酵中作用的研究

在常规的发酵方法中加入不同培养时间的强酵素,使酵母菌的繁殖速度提高了25％,发酵醪中残余还原性糖降低了15．45％,发酵液中酒精度提高了3．46％．从而解决了常规的酒精发酵中酵母菌繁殖速度过慢,难以形成生长优势,抑制杂菌的生长;发酵醪发酵不彻底,还原性糖利用率低;酒分度低,酒精产量不理想等问题。