以甜高粱渣为原料发酵生产乙醇

研究了以甜高粱渣为原料生产燃料乙醇：甜高粱渣经磷酸水解,水解液中和浓缩后接入管囊酵母（Pachysolen tannophilus）发酵生产乙醇,水解残渣加入纤维素酶和酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）同步糖化发酵。通过正交实验研究了磷酸水解甜高粱渣的条件,最优条件为：磷酸浓度80g/L、反应温度120℃、反应时间80min、固液比1∶10,最大还原糖得率为0.3024g/g干物料。水解液管囊酵母发酵最大乙醇浓度为14.5g/L;水解残渣同步糖化发酵,当底物浓度为5%时最大乙醇浓度达5.4g/L。总乙醇产率为0.147g/gDM。     

金属离子对小麦秸秆酶解的影响

采用天冠生产的纤维素酶,以小麦秸秆为底物,研究了Fe2+、Co2+、Cu2+、Ca2+、Mn2+和Mg2+6种金属离子对酶解效果的影响。酶激活试验表明:Co2+、Mn2+及Mg2+对纤维素酶有激活作用,随着离子浓度的提高,激活作用减弱。酶解试验显示不同浓度的三种金属离子对还原糖产率具有不同程度的促进,其中Co2+和Mn2+效果较好。与对照相比,添加0.05、0.10mg/m L Co2+的样品还原糖产率分别提高了9.09%和12.87%;添加0.4 mg/m L Mn2+的样品还原糖产率提高了10.60%。进而将这两种金属离子进行复配,还原糖产率增加了17.56%,比单独添加一种金属离子效果好。     

添加外源物对蒸汽爆破玉米秸秆酶水解性能的影响

研究了8种添加物辅助单、双酶水解蒸汽爆破玉米秸秆的效果和规律。结果表明,在8种外源物中,添加Tween-80对β-葡萄糖苷酶和纤维素酶水解的促进作用最佳,可显著提高酶水解得率和酶活的稳定性。在底物纤维素质量浓度为50 g/L、纤维素酶用量为15.0μmol/(min.g)、β-葡萄糖苷酶用量为30.0μmol/(min.g)的条件下,添加4.0 g/L Tween-80反应48 h,纤维素水解生成葡萄糖和总还原糖的酶解得率分别达到86.85%和93.45%,较空白对照分别提高了7.34%和9.59%,其中可发酵性葡萄糖占总还原糖的92.94%。进一步考察该酶解条件下的蛋白质和酶活回收率,结果表明:添加Tween-80后可溶性总蛋白质的回收率提高了56.83%,β-葡萄糖苷酶和纤维素酶酶活回收率分别提高了16.87%和40.04%。     

镰刀菌（Fusarium sp.）ZW-21的鉴定及其利用玉米秸秆水解液发酵产乙醇研究

本研究通过筛选获得一株能发酵玉米秸秆水解液产乙醇的丝状真菌ZW 21,经18S rDNA序列分析鉴定其为镰刀菌属( Fusarium sp. )。研究发现,该菌株能够利用玉米秸秆水解液产生乙醇。对水解液糖浓度、氮源、pH值、温度、接种量和表面活性剂等因素进行了研究,并从中筛选出酵母膏和Tween 80两个因素采用响应面分析进一步优化,最终获得利用菌株Fusarium sp. ZW 21产乙醇的优化培养基为：玉米秸秆水解液50 g/L,酵母膏10.19 g/L , KH2PO4 10 g/L,MgSO4·7H2O 0.5 g/L, Tween 80 0.423 g/L, pH值 6.0,接种量为8%（V/V）,培养温度32 ℃,在限氧条件下培养5 d,其乙醇最高产量为22.1 g/L。     

豆粕酶解及其品质改善研究

为充分利用豆粕资源,提高蛋白质消化率,减轻非淀粉多糖的抗营养作用,采用中性蛋白酶、酸性蛋白酶、纤维素酶和木聚糖酶4种酶制剂,以不同组合方式在自然p H值的条件下对豆粕进行酶解,逐一研究酶用量及酶解时间对豆粕品质的影响,并对p H值、蛋白质水解度、还原糖释放量和感官评价等指标进行综合分析。结果表明:添加30 U/g中性蛋白酶和50 U/g酸性蛋白酶水解48 h后,最大蛋白质水解度达到22. 7%;添加30 U/g中性蛋白酶、50 U/g酸性蛋白酶、50 U/g纤维素酶和50 U/g木聚糖酶48 h后,还原糖释放量达到最大值1. 91%。     

棉花秸秆纤维素酶水解的神经网络模拟优化及混合酶水解的协同作用

为了提高棉秆的还原糖产率,为新疆棉秆的糖化利用研究奠定一定的基础,本文选用酶解温度、纤维素酶用量、pH和水解时间为输入参数,还原糖产率为目标输出参数,在响应曲面设计实验的基础上,采用人工神经网络对H_2S_O4处理棉秆在纤维素酶中的水解过程进行模拟与优化,建立其神经网络模型(4-5-1),得到棉秆在纤维素酶中水解的最优条件为酶解温度45.32℃、纤维素酶用量434.23 FPU、pH 4.98和水解时间68.37 h,最优条件下还原糖产率最高,为72.93%;经过分析得知纤维素酶用量是影响棉秆酶解产糖的主要因素,当纤维素酶用量为150FPU,并向纤维素酶中添加125 IU木聚糖酶时,棉秆经混合酶酶解后的还原糖产率增大至92.42%,比纤维素酶酶解的还原糖产率提高了1.27倍。     

餐厨垃圾发酵产油脂的复合酶制剂水解试验

为使餐厨垃圾能有效地通过微生物发酵产油脂,采用复合酶对餐厨垃圾进行水解预处理研究。研究结果表明,复合酶中淀粉酶、糖化酶、蛋白酶和纤维素酶投加量分别为92.5,1 250,3 000,100活力/g原料时,效果最优;其水解产物中氨基酸态氮浓度为137.7mg/L,还原糖的质量百分比含量为11.11%。在复合酶各组分投加量一定时,水解效果受pH值、温度和水解时间影响。试验结果表明,pH值为6、温度为55℃、水解时间为30min时,水解效率最高;在最佳水解条件下,每升水解液经从土壤筛选分离的菌种B发酵7d后,生物产量36.9g,微生物油脂产量5.172g。     

芦苇水解液发酵生产γ-聚谷氨酸工艺优化

为了降低γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的生产成本，实现芦苇等可再生资源的高值化利用，探索建立以芦苇水解液为碳源制备γ-PGA的新型发酵过程控制策略的可行性。首先，研究纤维素酶用量和底物浓度对芦苇水解的影响；其次，采用分段式培养及溶氧反馈补料调控策略，对芦苇水解液发酵生产γ-PGA进行工艺优化。结果表明，芦苇经预处理后在10 FPU/g(底物)酶用量和10%底物添加量的条件下水解，总糖质量浓度可达(76.64±1.74)g/L;以分段式溶氧反馈-分批补料发酵培养方式，利用芦苇水解液生产γ-PGA,最终产量可达(46.72±1.18)g/L,生产效率较分批发酵提高了46.06%。因此，将芦苇水解液用于γ-PGA的分批补料发酵具有产业化可行性，有助于降低商业化生产的原料成本。     

润湿剂促进细颗粒在水汽条件下长大的实验研究

为了研究润湿剂对细颗粒表面润湿性能的改善效果及其促进细颗粒在水汽条件下的长大特性,对添加润湿剂Tween20作用下的细颗粒表面润湿性能进行了测量,并通过在热水中添加润湿剂研究了Tween20对细颗粒在水汽条件下长大的影响.结果表明:Tween20可以有效改善细颗粒表面的润湿性能并促进细颗粒的长大,同时Tween20的添加方式和添加量对促进细颗粒的长大效果都有一定的影响;Tween20的添加浓度不同对细颗粒的长大促进作用机制也不同,在Tw een20浓度10~30 g/L的范围内,添加润湿剂有利于细颗粒的长大,但当Tw een20的添加浓度超过30 g/L后,添加润湿剂虽然可以提高颗粒长大的最终直径,但是润湿剂的增加并不利于小粒径段(1μm)细颗粒的长大,Tween20的浓度为30 g/L时对细颗粒的长大促进效果最优.因此,在应用润湿剂促进细颗粒物长大并脱除时,适量地添加润湿剂才能达到最佳的促进效果.     

玉米芯稀酸水解液灭菌方式对Clostridium acetobutylicum XY16发酵性能的影响

玉米芯稀酸水解液(CDAH)中抑制物含量影响其制备生物丁醇的发酵性能。对玉米芯稀酸水解液的灭菌处理方式(如pH,灭菌温度等)与抑制物含量变化的关系进行研究。结果表明:pH、灭菌温度、水解糖液总糖浓度对蒸汽灭菌过程中抑制物的产生有显著影响,在优化的灭菌条件(总糖质量浓度70 g/L,pH 4.0,灭菌温度115℃,灭菌时间15 min)下,灭菌后的水解糖液中,糠醛11.2 mg/L,羟甲基糠醛(HMF)43.4 mg/L,单酚74.3 mg/L,多酚46.7 mg/L。产丙酮丁醇梭菌Clostridium acetobutylicum XY16能利用水解糖液,总糖质量浓度为40 g/L时,丙酮、丁醇和乙醇(ABE)质量浓度达到11.78 g/L,其中丁醇为7.36 g/L,和传统灭菌处理(121℃,15 min)及过滤除菌处理的水解糖液相比,丁醇、丙酮和乙醇(ABE)质量浓度分别提高了129%和228%,丁醇质量浓度分别提高了116%和259%。     

汽爆玉米秸秆渣诱导产纤维素酶及其水解特性

为提高玉米秸秆的生物降解效率,研究了汽爆处理玉米秸秆渣对纤维素酶的诱导作用及所产纤维素酶的水解特性。结果表明：玉米秸秆采用汽爆处理可以去除大量的半纤维素成分,获得的汽爆渣对里氏木霉NL02合成纤维素酶的诱导作用良好,以10 g/L的汽爆渣为碳源发酵7 d滤纸酶活达到1.90 U /mL。发酵5 d获得的汽爆酶水解效果最佳,当酶用量25 U/g,底物质量浓度50 g/L条件下,水解24 h酶解得率达到95.9%,水解48 h葡萄糖产率为76.4%。当汽爆渣质量浓度为80 g/L,酶用量为15 U/g时,48 h酶解效率达到90.1%,葡萄糖产率为62.9%。     

酶制剂在玉米秸秆双菌种固态发酵生产微生物油脂中的应用

以玉米秸秆为原料,利用纤维素酶和康宁木霉将玉米秸秆转化为可发酵糖,皮状丝孢酵母利用可发酵糖生产微生物油脂。采用正交试验,分别通过检测发酵物中还原糖含量和油脂产量,确定微生物油脂生产的最佳条件。研究结果表明：利用纤维素酶和康宁木霉处理玉米秸秆,在纤维素酶添加量为0.15％,康宁木霉接种量为10％,处理温度为26℃,处理时间为6 d的条件下,可获得还原糖含量为4.852 g/L的玉米秸秆降解物。利用皮状丝孢和酵母发酵玉米秸秆降解物生产微生物油脂,在皮状丝孢酵母接种量为9％,培养温度为26℃,培养时间为7 d的条件下,每100 g发酵产物中,可获得微生物油脂3.321 g。     

造纸污泥同步糖化发酵生产燃料乙醇

以卫生纸厂初级污泥作为生物质原料,采用同步糖化发酵法生产燃料乙醇,对其工艺条件进行了优化,并考察了3种非离子表面活性剂(Tween-20、Tween-60、Tween-80)对造纸污泥同步糖化发酵的促进效果.结果表明:合适的工艺条件为反应温度36℃、底物质量浓度100 g/L、酵母接种量6%(体积分数)、纤维素酶用量25 FPU/g;Tween-20能显著促进造纸污泥的同步糖化发酵,添加0.2%的Tween-20时,乙醇产率提高14%;上述工艺条件下反应48 h的乙醇质量浓度达19.5 g/L,是理论值的63.9%.对同步糖化发酵前后污泥及发酵液的主要化学成分进行分析,发现大量纤维素已糖化发酵成乙醇,仅少量半纤维素发生水解,水解产物木糖不能被酵母有效利用发酵成乙醇.扫描电镜分析显示造纸污泥经同步糖化发酵后,长条状的纤维大多被破坏,同时出现了大量椭球状的酵母细胞.     

玉米秸秆瞬间蒸汽爆破预处理的回归优化和结构分析

采用响应面法回归分析优化瞬间蒸汽爆破预处理玉米秸秆过程,研究了汽爆压强、维压时间以及填料量三因素对酶解糖产率的影响,基于Box-Behnken设计,分析并获得了一个二阶线性方程模型,能够较好地拟合实验值。获取的最优条件为汽爆压强3.5MPa,维压时间50s,填料量60g,此时糖产率达到54.37%,相比于未处理物料,其糖化率提高了1.88倍。采用扫描电镜、X射线衍射分析以及傅里叶红外光谱对处理前后的物料进行结构和组分分析,与未处理的物料相比,处理后的物料结晶度明显降低,颗粒度减小,可及度显著提高。     

预处理温度对玉米秸秆暗发酵制氢性能的影响

为了比较不同预处理温度对玉米秸秆暗发酵制氢性能的影响,在不同温度（40、80、120、160 ℃和200 ℃）下,采用1% H₂SO₄和2% NaOH两种试剂分别对玉米秸秆进行预处理,再进行中温暗发酵实验,接种物来源于以猪粪为原料的厌氧消化后的沼液。结果表明：最佳的预处理条件为80 ℃下,采用1% H₂SO₄对玉米秸秆预处理60 min,其单位总固体（TS）产氢量达到27 mL/g,比未预处理玉米秸秆提高了56.27%,且最大产氢速率最高可达到15.42 mL/h,比未预处理玉米秸秆的最大产氢速率提高了83.57%。玉米秸秆产氢最适宜的pH值范围为5.0~5.5,不同预处理温度会对产酸量和产酸的组分造成影响,发酵类型均为丁酸型发酵。因此,预处理温度是影响暗发酵制氢性能的一个重要因素。     

玉米秸秆稀酸预水解液两种脱毒方法的研究

以玉米秸秆稀酸预水解液为原料,研究了减压蒸发和络合萃取两种脱毒方法对乙酸等抑制物的去除情况。结果表明:玉米秸秆稀酸预水解液减压蒸发脱毒,糠醛完全被去除,而5-羟甲基糠醛则基本不能被去除;当水解液浓缩5.80倍时,其浓缩液中乙酸质量浓度和去除率分别为4.06 g/L和60.45%。络合萃取脱毒的最佳条件:络合萃取剂的组成为30%三烷基胺+50%正辛醇+20%煤油,油水相比2∶1,温度25℃,时间60 min,此时脱毒液中乙酸质量浓度和去除率分别为1.43 g/L和52.33%,糠醛完全被去除,5-羟甲基糠醛的去除率为27.78%。     

培养单细胞蛋白的玉米芯水解条件研究

通过单因素搜索和正交实验对以 Ｃａｎｄｉｄａ ｂｏｉｄ ｉｎｉｉ Ｎｏ２２０１ 之诱变株 Ｙ－ １０８ 利用玉米芯水解液生产 Ｓ Ｃ Ｐ 的酸水解工艺进行了研究。本文报道了玉米芯原料酸水解工艺中,预处理方式、料液比、水解温度、时间、酸浓度等对水解还原糖得率和细胞产量的影响,结果表明,适宜的酸水解条件为 １∶８ 的料水比、１５％ 的硫酸、在 １２０℃的温度下直接水解 ３ｈ,其还原糖得率高达 ４３％ 左右,菌体产量平均在２３ｇ／ Ｌ。