谷氨酸棒杆菌串联生产氨基酸和有机酸的发酵工艺

为进一步提高谷氨酸棒杆菌在工业生产中的利用效率,根据其好氧环境下可发酵生产氨基酸,厌氧条件下可积累有机酸的特性,建立了好氧、厌氧两阶段生产氨基酸及有机酸的串联发酵工艺。研究表明:在好氧条件下谷氨酸棒杆菌以80 g/L葡萄糖为碳源生产L-鸟氨酸15 g/L,糖酸转化率为18.75%;好氧发酵结束后收集菌体转入厌氧发酵工艺,以40 g/L葡萄糖为碳源,发酵液中积累乳酸19.58 g/L、乙酸1.34 g/L、丁二酸18.37 g/L,综合糖酸转化率达到98.88%。整个串联发酵工艺的实现,有效地利用了生物质资源、降低了生产能耗、减小了环境污染,有助于提高整体的经济效益,同时也为后续利用代谢工程进一步改造谷氨酸棒杆菌,并将其应用于更广泛的氨基酸、有机酸联合生产奠定了基础。     

生物质细菌制氢

该文讨论了用吸附技术将肠菌固定在木质纤维材料和稻杆、甘蔗（甜菜）渣和椰纤维等固体基质上，用发酵工艺生产氢气的方法。中文着重介绍了如何通过TCAcycle（三羧酸循环）使葡萄糖酵解产生大量的NADH（还原型二磷酸吡啶核苷酸），抑制NADH脱氢酶络合物的电子迁移链而得到最高氢气产量。通过氧或其它电子受体的电子迁移链重新氧化FADH2（还原型黄素腺嘌呤二核苷酸）。这种方法对于用氢化酶的兼性厌氧细菌或需氧细菌是有效的。     

高纬度高温厌氧发酵控制系统设计

根据高纬度高温厌氧发酵工艺的要求，提出了一种基于S7—300PLC的高温厌氧午粪发酵控制系统。该系统能够保持物料发酵温度稳定在55℃，并且物料温度变化不超过±1．0℃／天，同时实现自动化运行以及实时在线操作监控，满足了高温厌氧发酵要求的精确性、可靠性和易维护性。运行结果表明：该系统是一套工作可靠，具有良好应用前景的高纬度高温厌氧发酵自动控制方案。     

沼气厌氧消化过程影响因素研究进展

沼气厌氧消化过程涉及复杂微生物群落在厌氧环境下的协同作用,此过程中的因素变化会导致菌群结构发生改变,进而影响发酵系统的稳定性和效率。本文对影响厌氧发酵过程稳定和效率的因素进行了探讨,包括发酵温度、pH值、碳氮比、有机负荷、停留时间及营养元素等。认为厌氧发酵过程采用混合原料可以弥补单一原料发酵过程的养分不足和特定成分积累对发酵过程稳定性的影响;在发酵温度的选择上,要充分考虑能源输入/输出比,才能保证过程的经济性。     

水解酸化与产酸发酵工程运行控制参数研究

对水解酸化工艺和厌氧产酸发酵工艺的运行控制和影响因素进行了分析研究.根据水解酸化反应器和产酸相反应器处理中药生产废水的研究表明,水解酸化反应器的主要目标使提高废水的可生化性指标,工程运行的控制性参数是酸化率约30%;产酸相反应器的主要目标是为产甲烷相提供适宜的底物,其工程运行的控制参数是液相末端产物为乙醇和乙酸为主.     

一株兼性嗜冷产甲烷八叠球菌的分离鉴定及系统发育分析

为了提高低温条件下沼气发酵的效率,本文利用Hungate厌氧操作技术从新疆库尔勒越冬沼气池污泥中分离出一株生长温度范围为8～40℃的兼性嗜冷产甲烷菌株ZG-2。该菌株革兰氏染色为阳性,呈不规则球状叠放在一起,不运动,能够利用H。／C（]2混合物、甲醇、甲胺、乙酸盐作为单一碳源底物进行厌氧发酵生产甲烷。最适生长条件：温度为25～30℃,生长pH为6;NaCl浓度为0．2mol／L;不能耐受链霉素和卡那霉素。根据菌株形态特征和生理生化特性以及16SrDNA序列分析,初步认为菌株ZG-2为兼性嗜冷巴氏产甲烷八叠球菌（Methanosarcina barkeri）。     

餐厨垃圾厌氧发酵制氢残留物连续沼气发酵研究

餐厨垃圾中有机物含量高,利用餐厨垃圾厌氧发酵制备氢气后残留物中含有丰富的低级脂肪酸、醇类等。从接种产甲烷菌和pH调节角度,利用餐厨垃圾厌氧发酵制备氢气后的残留物研究连续沼气发酵,提高餐厨垃圾资源利用率。结果表明,在接种产甲烷菌和调节发酵体系pH7的条件下,餐厨垃圾厌氧发酵制备氢气后的残留物能够连续沼气发酵。接种以新鲜沼渣为产甲烷菌来源的沼气发酵比以厌氧活性污泥为产甲烷菌种来源的沼气发酵产气效果好。     

酸碱预处理对稻草秸秆发酵产氢的影响

随着环保要求的日益严格和化石能源的日益短缺,氢能作为清洁高效的可再生能源受到人们的普遍重视。厌氧发酵生物制氢是利用生物技术分解有机废弃物制备氢气,该工艺设备简单、操作容易、成本低廉等优点。以稻草秸秆为发酵底料,以厌氧活性污泥为接种物,研究酸碱预处理对秸秆发酵产氢的影响。结果表明,H2SO4预处理为最佳的预处理方式;稻草秸秆经1%的H2SO4预处理后发酵气中氢气的最大含量、最高比产氢速率和最高氢气产率分别为47.68%、4.67mL/(h.g)和59.21 mL/g;经1%的NaOH预处理后发酵气中氢气的最大含量、最高比产氢速率和最高氢气产率分别为41.92%、3.24 mL/(h.g)和42.02 mL/g;发酵液相中主要产物为乙醇、乙酸和丁酸。     

厌氧接触发酵制氢反应器的启动和运行特性

以稀释糖蜜为底料,探讨了厌氧接触反应设备用于连续流发酵制氢的可行性,考查了其启动运行特性.以污水好氧生物处理系统的剩余污泥为种泥,反应器在污泥接种量9.3 g(MLVSS)/L、进水COD 5 000 mg/L、HRT 8 h和系统温度(35±1)℃等条件下启动,30 d后达到稳定运行状态,乙醇和乙酸之和的质量百分数,占液相末端发酵产物总量的69.8%,呈现典型的乙醇型发酵特征.在稳定运行阶段,系统的pH值、碱度、氧化还原电位分别维持在4.8,460 mg/L,-305 mV左右,平均产气速率和产氢速率分别达到33.2和13.4 L/d.厌氧接触发酵制氢反应设备,呈现出良好的产氢性能和运行稳定性.     

一种分离纯化厌氧细菌的新方法——平皿夹层厌氧法

结合常规好氧细菌和严格厌氧细菌分离纯化方法的优点,设计了一种稳妥简便、快速灵活、能有效克服操作中可能带来的污染,且适合分离各种类型严格厌氧细菌及兼性厌氧细菌的新方法———平皿夹层厌氧法。并将之成功地运用于硫酸盐还原细菌（严格厌氧）和脱氮硫杆菌（兼性厌氧）菌株的分离纯化。     

农业废弃物厌氧干发酵技术研究进展

中国是农业大国,农业废弃物产生量逐年增加,但资源化利用率较低。厌氧干发酵技术主要用于处理总固形物质含量在20%～40%(质量分数)之间的固态有机物,是农业废弃物资源化利用的有效途径,具有用水量少、容积产气率高等优点。由于较高的含固率,厌氧干发酵技术还存在反应器启动慢、物料搅拌困难、传热传质差等问题。厌氧干发酵装置的创新与工艺参数的优化直接关系到该技术的进一步推广与应用。通过比较典型的序批式和连续式厌氧干发酵反应器的运行特点,分析主要工艺参数对厌氧干发酵运行过程的影响,综述了近年来国内外厌氧干发酵技术的研究和应用现状,提出了当前厌氧干发酵技术存在的不足,并在技术装备和工艺研究方面对该技术未来的发展趋势进行了展望:开发厌氧干发酵装置中关键环节的设计方法;开展沼渣流变特性、微生物动态变化等深层次机理方面的研究。     

酒糟液厌氧发酵的影响因素研究

研究了温度、厌氧污泥接种量对酒糟液厌氧发酵过程中COD、p H值、产气率的影响.结果表明,各实验条件下,酒糟液的p H均呈现向中性的趋势变化;同一温度下,厌氧污泥接种量越高,酒糟液越容易发酵,且发酵越完全;温度对产气率的影响较大,当温度40℃时,产气率较高,且不同接种量条件下的产气率相差较大.在本实验条件下,温度为40℃、V(厌氧污泥)∶V(酒糟液)=4∶6时是酒糟液厌氧发酵的最适宜条件.     

中温沼液回用实现乙醇清洁生产

本文研究了沼液中小分子有机酸、硫化物、污泥、无机离子等组份对酒精发酵的影响规律，从理论上阐述了沼液回用的可行性，并通过中试实践验证了这一结论。证明沼液回用生产乙醇与传统厌氧好氧生化处理法相比，无好氧废水二次污染，具有良好的经济效益和社会效益。     

国内外厌氧消化模型研究进展

 厌氧生物法是一种适用于处理高浓度有机废水的高效低能耗的处理工艺,厌氧消化模型是表述兼性细菌和厌氧细菌将可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水的过程模型。它是一个具有分解和水解、产酸、产乙酸和产甲烷等过程的复杂的结构化模型。本文主要介绍了国内外污泥厌氧消化模型的研究现状及其进展,模型包括厌氧消化1号模型(ADM1)、好氧活性污泥-厌氧消化模型(ASM1-ADM1)、单相中温-厌氧消化模型(SPMT-ADM1)、单相高温-厌氧消化模型(SPHT-ADM1)、两相-厌氧消化模型(TP-ADM1)、厌氧消化-活性污泥复合模型(ADM1-ASMs)、硫酸盐还原-厌氧消化模型(SR-ADM1)、硝酸盐还原-厌氧消化模型(NR-ADM1)、产气-厌氧消化模型(GPAE-ADM1)、沉淀池-厌氧消化模型(ST-ADM1)和抑制因子-厌氧消化模型(IK-ADM1)。对这些模型进行了综述,根据目前存在的不足对今后的研究方向提出了建议。     

氧载体强化传氧的研究Ⅰ

以液态烷烃为油相对双液相发酵系统进行了研究，通过对体积溶氧系数Ｋ_Ｌａ及油相与水相理化性质的测定，对油相的加入提高发酵能力作了初步解释，并通过青霉素发酵，初步确定了油相体积分数为０．０２Ｌ／Ｌ时可提高青霉素生产能力。     

玉米秸秆发酵产氢研究

传统能源储量日益减少以及能源需求的不断增长使21世纪的能源问题面临巨大的挑战,人们越来越认识到可再生能源的巨大潜力和发展前景。利用农业固体废弃物和污泥联合厌氧发酵制氢,既可解决农业废物和污泥的环境污染问题,又可制备清洁的燃料能源,因此具有非常重要的研究价值。以厌氧活性污泥为接种物,以玉米秸秆为发酵底物进行发酵产氢实验,研究了不同秸秆粒径、预处理方法、发酵液pH值和金属离子对玉米秸秆发酵产氢速率以及产氢气量的影响。结果表明：玉米秸秆粒径越小越利于发酵产氢;经过H2SO4预处理后,玉米秸秆单位总产氢量大于经NaOH预处理样品;pH值为6左右可以提高玉米秸秆的发酵产氢气速率;Fe2＋和Mg2＋对发酵产氢效果有一定的影响。     

厌氧对植物乳杆菌R23抗逆性及枇杷酒 MLF的影响

研究了植物乳杆菌R23在枇杷酒中的生长特性及厌氧条件、 接种量对其生长及苹果酸乳酸发酵（MLF）的影响. 结果表明, 植物乳杆菌R23的菌体生物量在枇杷酒中总体呈下降趋势, 厌氧条件能明显提高R23菌细胞在枇杷酒中的存活率和MLF降酸效果; 随着接种量的增加, 菌体生物量的衰减速率和降酸速率增大. 枇杷酒生物降酸以接种菌量1×108cfu·mL-1为宜, 25±1℃、 厌氧发酵2d即可将枇杷果酒中的苹果酸完全转化为乳酸.     

多原料高浓度混合共发酵制气与纯化提质研究最终报告

该研究针对目前我国规模化生物燃气工程原料单一、产气率低、装备落后等技术瓶颈,旨在开发多种原料混合共发酵制气关键技术,优化高效率、低能耗厌氧发酵工艺与装置,并对生物燃气进行纯化提质和高值利用研究,使生物燃气分别达到民用或燃气的要求。针对畜禽粪便、作物秸秆、有机垃圾和农产品废弃物等四大类20多种不同原料成分分析及产气潜力和特性研究,进行了单一物料和不同物料混合的厌氧消化实验,以此建立了沼气发酵原料特性及产气性能数据库,并研究多种原料的C/N比及营养物质的合理调配技术,提高了单一原料的产气效率。研究了畜禽粪便、有机垃圾等原料中的去除泥砂和有害杂质工艺。针对秸秆发酵,着重研发原料切碎、贮存和预接种混合技术及装置,提高秸秆产气效率。研究了高浓度发酵(TS≥10%)和干发酵(TS≥20%)过程中混合原料的搅拌方式及混合程度对厌氧共发酵工艺的影响,优化了不同混合原料的发酵工艺参数,提高原料产气率。开展了多原料高浓度混合共发酵制气基础研究。包括混合原料配比技术的研究;不同类型模型底物的厌氧水解动力学研究;不同单一原料的厌氧水解动力学研究;高浓度单相厌氧消化模型;固体床两相厌氧消化模型;沼气的生物脱硫技术基础研究。采用甲烷氧化脱氧工艺去除沼气中的氧,针对沼气脱氧剂和沼气脱氧工艺展开了研究。根据沼气中硫化物的形态分布,采用多种吸附剂有针对性地吸附不同的硫化物,主要研究了精脱硫剂及脱硫工艺。采用碳酸丙烯酯法和加压水洗法脱除沼气中的CO2,针对吸收溶剂地研制及脱除CO2工艺的开发展开了研究。该研究最终建立了不同发酵原料成分及其产气特性的数据库,两种以上混合原料厌氧共发酵,进料固形物含量大于10%,中温沼气产率大于1.2 Nm3/m3罐容天。建设了多原料共发酵的中试装置一套。完成示范工程建设,形成产业化核心技术,达到如下指标:产品CH497%,CO 23%,H2S 10 ppm,甲烷回收率≥99%,压力≤1.0 Mpa;纯化能耗≤0.80 kwh/m3生物天然气;精脱硫剂硫容≥10%,碚硫温度为常温;在贵金属催化剂作用下,使垃圾场沼气中的O20.60%达到欧洲标准;沼气中硫化氢、羰基硫、二硫化碳、硫醇、硫醚和噻吩等硫化物脱至1 ppm以下。     

缺氧/好氧/MBR处理生物发酵废水的中试研究

构建缺氧/好氧/MBR中试系统应用于生物发酵废水回用,考察了系统的启动、驯化和运行过程.结果表明:缺氧/好氧/MBR处理厌氧(IC)出水能完全满足该公司生物发酵用水(COD＜150 mg/L,氨氮＜1.0 mg/L,pH值7～8,SS＜2.0 mg/L)的水质要求,且该工艺具有工程费用低、运行稳定、操作方便等优点.     

两组纤维素分解菌复合系MC-A1和MC-N1的筛选及其协同功能初探

采用连续传代方法分别从自制堆肥和几种自然发酵基质中筛选出纤维素分解能力较强的两组混合菌复合系MC-A1和MC-N1,前者是通过高温摇瓶发酵定期传代获得的耐高温好氧性的纤维素分解菌群,后者则是通过高温静止培养定期传代获得的耐高温兼氧性的纤维素分解菌群,这两组纤维素分解菌复合系在96 h内对天然纤维素材料麦秆粉的分解率分别达到42%和38%,分解速度最快时期均发生在48~96 h内,96 h以后麦秆粉分解率迅速减缓。麦秆粉发酵培养液先接种好氧性纤维素分解菌复合系MC-A1摇瓶发酵96 h,再接种兼氧性纤维素分解菌复合系MC-N1静止培养96 h,麦秆粉的分解效率可以提高到47%,说明这两组纤维素分解菌复合系在非天然纤维素分解过程中发挥协同作用。