酵母培养过程的数学模型及参数和状态的实时估计

由于缺乏实时测量生化过程某些参数的传感器,本文提出了一种应用气体分析和估计原理相结合的方法,去建立酵母培养过程的数学模型。首先在带计算机检测系统的ISF_200型发酵装置上作了充分的实验。在积累了大量实验数据基础上,根据氧消耗和能量产生之间的关系建立了酵母培养过程的观测方程。又根据物料衡算建立了酵母培养过程的状态方程。然后用单纯形—阿达姆斯寻优方法确定系统模型参数,用卡尔曼滤波方法实时估计发酵液中的一些关键状态(菌体浓度、比生长速率及基质浓度),并进一步用扩展卡尔曼滤波方法进行模型参数和状态同时的实时估计。从采集数据到得出估计结果所经历的时间不超过3分钟。与实验结果对比,说明所建立的数学模型能较精确地描述酵母培养过程。由于实现了过程状态和模型参数的实时估计,为进一步实现过程的最优控制奠定了基础。     

溶氧对黄原胶发酵的影响

黄原胶是野油菜黄单孢菌分泌的胞外多糖,可用淀粉或葡萄糖为碳源发酵生产。本文着重以淀粉为碳源研究不同的溶氧水平对多糖的影响。试验结果表明:溶氧水平高于饱和度的20%对多糖发酵影响不大,低于20%时菌的生长受影响。溶氧水平为饱和度的25%,菌体生长最佳。     

发酵代谢物对葡萄糖氧化酶生物合成的影响

用膜透析技术和静息细胞系统，对影响葡萄糖氧化酶（ＧＯＤ）发酵的控制因素进行了研究。静息细胞系统显示：鸟氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸和胱氨酸等氨基酸对ＧＯＤ的合成有促进作用；葡萄糖酸和丙酮酸对ＧＯＤ的合成有阻遏作用，１．５ｍｍｏｌ／Ｌ的丙酮酸使酶活降低４６．２４％；２０ｍｍｏｌ／Ｌ的葡萄糖酸使酶活降低２１％左右，但葡萄糖酸浓度增大，有被菌体作为碳源利用的可能。利用膜透析技术可除去部分发酵过程中产生的葡萄糖酸和丙酮酸等阻遏物，减少它们对ＧＯＤ合成的分解代谢物的阻遏作用，与分批发酵相比．提高酶活４０％左右。     

生化过程的神经网络组合模型

用神经网络描述未知的反应动力学参数，结合反应器物料平衡方程，提出了生化过程的神经网络组合模型。并提出了特别适合微生物发酵过程的Ｍｏｎｏｄ饱和型和基质抑制型的神经元传递函数。在Ｈｅｂｂ学习的基础上，引入教师指导信号，提出了神经网络误差一次反向传播的快速学习算法。将此组合模型用于某流加发酵过程状态变量和动力学参数的在线估计，仿真研究获得了满意的结果。组合模型具有训练速度快、预测精度高等优点，为动力学结     

乙醇连续发酵与膜超滤耦合过程研究

采用ＣＡ－Ｔｉ复合管式膜组件与发酵釜耦合操作，用啤酒酵母从葡萄糖连续发酵乙醇是一个从不稳态到稳态的过程。稳态的最佳操作参数为：初始葡萄糖浓度为１４０ｇ／Ｌ，稀释率为０．３ｈ－１，轴出比为０．６３８，相应的细胞浓度为２×１０９ｃｅｌｌｓ／ｍｌ，葡萄糖利用率为９２％，生产率为２２９／Ｌ·ｈ。ＣＡ－Ｔｉ复合管式膜经松弛法处理后，可使膜的渗透通量得到恢复。当细胞浓度增加到一定程度时，乙醇生产率和酵母比生长速率的增长减缓，反应器中细胞的浓度是由稀释率和轴出比决定的     

固定化猴头菌细胞的研究

报道了利用海藻酸钠固定化猴头菌细胞的发酵情况．就包埋剂的最佳浓度、固定化细胞的发酵条件以及固定化猴头菌细胞在深层发酵中应用的可行性进行了探讨．结果表明：最佳海藻酸钠的浓度为２％，氯化钙浓度为２％，固定化猴头菌细胞在发酵培养基内的代谢与游离细胞的代谢基本一致，发酵液中氨基酸含量最高可达８００ｍｇ／Ｌ，多糖含量最高可达１４００ｍｇ／Ｌ，固定化细胞可以连续使用３２～４８ｄ，因此固定化猴头菌细胞在工业生产中是可行的     

Synthesis of trans-bis（glycinato） copper（Ⅱ） complex nanorods by room temperature solid-state reaction

Trans-[Cu(glyo)2(H2O)] nanoparticles with average diameters about 20-30 nm were prepared by onestep room temperature solid-state reaction. Trans-[Cu(glyo)2]nanorods with diameters ranging from 100 to 150 nm and lengths up to several μm were also prepared by one-step room temperature solid-state reaction in the presence of a suitable nonionic surfactant PEG400. The chemical composition and structural features of the products were investigated by elemental analyses, XRD, TG, SEM and TEM, respectively. The mechanisms of formation were also discussed.     

活性污泥处理高浓度基质发酵产氢条件的优化

以蔗糖为基质模拟有机废水,通过对活性污泥的梯度驯化,提高了活性污泥对高糖溶液的代谢能力与产氢能力,在此基础上对其产氢条件进行优化.优化后发酵条件为厌氧发酵温度36 ℃,初始pH值5.0,蔗糖90 g/L,玉米浆8 mL/L,FeSO4·7H2O 20 mg/L,MgCl2·6H2O 10 mg/L,K2HPO41.0 g/L.优化后的活性污泥平均产氢速率达到565 mL/(L·h),比优化前提高了223%;比产氢率为3.04 mol/mol,比优化前提高了30%.提出了有机氮与生长因子同步添加的高效廉价培养基方案,为活性污泥厌氧发酵生物制氢技术的工业化奠定了基础.     

大豆抗营养因子的研究进展

大豆是一种优质的蛋白质源,但其抗原因子的存在影响了其利用效率。介绍了大豆蛋白中主要抗营养因子的种类,抗营养因子抗营养机理,抗营养因子和抗营养作用的消除方法等。     

类人胶原蛋白工程菌质粒稳定性研究

目的研究基因重组大肠杆菌补料分批发酵生产类人胶原蛋白过程中质粒稳定性。方法通过平板复制法,观察质粒稳定性在不同生长周期、卡那霉素浓度和不同比生长速率中的变化。结果质粒稳定性受生长周期、卡那霉素和比生长速率的影响。在μ为0.15、卡那霉素浓度为0.005g/L的情况下,工程菌生产效率最理想。结论通过控制发酵过程中的质粒稳定性可以有效地提高菌体产量和目标蛋白产量。