影响发酵过程中氧利用效率的一些因素

在好氧微生物的代谢过程中,对氧的需求主要是通过通风与搅拌来供给,因此供氧过程是一个高能耗的过程。而且氧往往也是制约产物产率水平的一个限制因素,所以提高发酵过程中氧的利用率对发酵工业提高生产水平和节能降耗均有很大意义。本文通过介绍发酵过程中与氧需求相关的一些基本概念如氧转移效率、氧转移动力效率、机械搅拌轴功率、氧满足度、溶解氧水平等,探讨了影响发酵过程中氧传递和利用效率的一些因素,同时也提出了改进发酵过程氧利用效率的一些措施。     

发酵过程中氧转移的特性

在好氧微生物的代谢过程中，氧是最重要的气态基质，也是微生物的一个基本营养要素，同时往往也是一个限制因素。本文简要介绍了发酵过程中与氧转移的一些基本概念如溶解氧、临界氧浓度、临界菌体浓度、亨利定律、氧传递速率、氧传质系数和摄氧速率等，同时简单介绍了在发酵过程中影响氧在发酵液中传递的一些主要因素和传递阻力的主要来源。     

固态发酵过程中气体传质控制策略的研究进展

固态发酵在一些生物制品的生产及生物处理过程中具有明显的优势,特别是近年来随着对固态发酵理论模型和发酵设备的研究不断深入,固态发酵的应用范围越来越广。对于好氧的固态发酵来说,氧气的传质效率低仍然是工艺优化和提高产量的主要限制因素,同时它也影响了固态发酵生产规模的扩大。该文分析了固态发酵过程中气体传质的原理及过程,并对此提出了一些提高固态发酵过程中气体传质效率的策略,如控制固体基质特性、选择合适的搅拌通风方式等,最后展望了固态发酵技术的发展前景。     

溶氧控制对木聚糖酶发酵过程影响的研究

溶氧是影响木聚糖酶发酵的重要因素之一。为了优化木聚糖酶发酵过程的溶氧控制,在30 L自动发酵罐上,考察了搅拌转速和通风比不同条件下的溶氧水平对木聚糖酶发酵的影响。结果表明,发酵前期通过搅拌转速自动控制溶氧,对数期溶氧控制在15%,后期溶氧控制在45%,在此条件下,木聚糖酶活高达2406.175 U/m L,比分段控氧前酶活提升了50%。本文提出了通过溶氧与搅拌联动并配合通风比的调节实现罐内分段控氧的新思路。     

利用溶氧控制策略进行高密度和高强度乙醇发酵的初步研究

在搅拌罐式生物反应器中,考察了乙醇发酵过程中不同溶氧控制条件对菌体量和其它发酵参数的影响。结果表明,溶氧浓度和通气时间是影响菌体生长和乙醇发酵强度的重要因素。通过将溶氧控制在较为合适的水平,发酵48h,菌体密度达到5.5～6亿个/mL,发酵强度为2.7lg/(L·h),比传统发酵分别提高了200%和48.9%。为进一步深入研究溶氧控制策略,实现高密度和高强度乙醇发酵提供了依据。     

连续微通氧浓醪乙醇发酵研究

为了提高浓醪酒精发酵效率,以高浓度木薯粉浆液化滤液为原料,对微通氧浓醪酒精发酵过程进行了研究。在搅拌式5 L发酵罐中,通过对连续通风速率分别为0、0.04、0.08、0.16、0.24、0.35 L/min的高浓度液化滤液酒精分批发酵过程分析表明,最佳通风策略为:以通风速率0.08 L/min进行酒精发酵,酵母细胞密度达到5.40×108个/m L,发酵效率为90.00%,与未通风发酵相比分别提高了56.52%和2.45%。总之,在浓醪酒精发酵过程中微通氧能够提高酵母细胞活性,进而提高发酵效率。     

谷氨酸发酵过程中溶氧控制条件优化

在谷氨酸发酵过程中,溶氧水平是影响发酵的重要因素之一,不同溶氧条件对产物谷氨酸和菌体生成积累影响很大。因此优化发酵过程中的溶氧控制策略,对谷氨酸发酵具有重要意义。通过研究不同溶氧条件下的谷氨酸发酵中谷氨酸生成和菌体生长的变化规律,优化出谷氨酸发酵过程中的溶氧控制条件,提高了谷氨酸产率和转化率。     

溶解氧在谷氨酸发酵中的应用

谷氨酸发酵过程主要是菌体生长、转型及代谢产物积累的过程。无论是菌体生长，还是产物积累，溶解氧水平都需控制一个最佳值，才能实现产酸水平及糖酸转化率的最大化，同时又不浪费风源。发酵液中，一方面通风、搅拌产生小气泡向发酵液中传递氧，另一方面菌体吸收利用氧，这就在发酵液中产生了一个动态的溶解氧水平，     

谷氨酸发酵标准溶解氧水平的确定

在谷氨酸发酵过程中,溶氧水平是影响发酵的重要因素之一。文中通过对发酵过程中不同阶段的溶氧水平对发酵指标的影响比较,确定了谷氨酸发酵的标准溶氧水平,产酸达到12.20mg/mL,残糖量为0.62mg/mL,糖酸转化率达到63.73%,因此,可以利用标准溶解氧参数指导工艺,以达到提高产酸率的目的。     

新型射流内循环搅拌发酵罐的研制

溶氧已成为一些好氧发酵过程的限制因素,目前国家提倡节能减排,一个即节能又能提高溶氧速率的新型发酵罐应有良好的推广前景。本文重点介绍了新型射流内循环搅拌发酵罐的理论依据、布局及中试结果。     

穿流式搅拌装置在生物发酵工程中的应用研究

本文论述了穿流式搅拌装置设计原理上的先进性。通过采用溶解氧测定仪及亚硫酸盐氧化法测定体积溶氧系数KLa值,证明其能有效提高氧在介质中的传递能力。进一步以黑曲糖化酶发酵试验作对照,验证了穿流式搅拌装置在发酵过程中强化传氧、传质以及节能的效果,促进了产品产率提高和缩短了发酵周期,降低了物耗和能耗,表明其在生物发酵行业具有推广应用价值。     

液态醋酸深层发酵通气量的探讨

液态醋酸深层发酵通气量与醋酸的生产效率密切相关，本文论述了通气量与醋酸菌的好气性，氧的溶解度，通气量及搅拌等因素的关系，求得生产醋酸最适宜的通气量。     

液态醋酸深层发酵通气量的探讨

液态醋酸深层发酵通气量与醋酸的生产效率密切相关，本文论述了通气量与醋酸菌的好气性，氧的溶解度，通风量及搅拌等因素的关系，求得生产醋酸最适宜的通气量。     

机械搅拌通风发酵罐的节能设计

在机械搅拌通风发酵罐设计和改造过程中,从构造原理上强化其溶氧过程和降低发酵的能耗是一个值得研究的问题。生产实践表明,用由喷嘴、混合管和循环管组成的射流混合器来强化机械搅拌通风发酵罐的第一次气体分散,使搅拌器的层数减少是机械搅拌通风发酵罐提高溶氧效果、降低能耗的一种有效办法。     

高浓度酿造的酵母管理

现在，许多啤酒厂通过现用的酵母茵进行高浓度发酵或超高浓度发酵来提高啤酒产量。本文主要研宄了如何更有效的对酵母进行管理，特别是对污染、突变等更敏感的茵株。同时，对生长因素、酵母耐压力、发酵中存在的问题以及影响啤酒风味的一些因素进行重点讨论。由于高浓度酿造导致酵母的使用代数减少，本文讨论了在高浓度发酵中的酵母繁殖和贮酒过程，在不同形式的繁殖方式（如单罐／成批、双罐／半连续或连续繁殖等）中，高细胞数或加速通氧产生的酵母对发酵有不利的影响，这种现象越来越引起人们的注意。一个理想的酵母回收贮罐对防止酵母老化，提高发酵性能有利。     

机械搅拌通风发酵罐的节能设计

在机械搅拌通风发酵罐设计和改造过程中,从构造原理上强化其溶氧过程和降低发酵的能耗是一个值得研究和探讨的问题。生产实践表明,用由喷嘴、混合管和循环管组成的射流混合器来强化机械搅拌通风发酵罐的第一次气体分散,使搅拌器的层数减少是机械搅拌通风发酵罐提高溶氧效果、降低能耗的一种有效办法。     

工业发酵中溶氧因素的探讨

工业发酵影响因素很多,其中发酵液中的溶氧浓度(DissolvedOxygen,简称DO)是最基本因素,对微生物的生长和产物形成有着极其重要的影响。在发酵过程中,必须供给适量的无菌空气,菌体才能繁殖和积累所需代谢产物。不同菌种及不同发酵阶段的菌体的需氧量是不同的,发酵液的DO值直接影响微生物的酶活性、代谢途径及产物产量。发酵过程中氧的传质速率主要受发酵液中溶解氧的浓度和传递阻力影响。研究溶氧对发酵的影响及控制对提高生产效率、改善产品质量等都有重要意义。     

机械搅拌通风发酵罐的节能设计

目的:据数据统计,机械搅拌通风发酵罐搅拌所消耗的能源占发酵全过程的一半左右,提出了一种在机械搅拌通风发酵罐内增加射流混合来强化通风发酵罐溶氧过程和降低其发酵能耗的设计;方法:用由喷嘴、混合管和循环管组成的射流混合器来强化机械搅拌通风发酵罐的第一次气体分散,从而可减少发酵罐最低层的搅拌器,同时根据混合的要求合理设计其余各层搅拌器的直径;结果:所设计的发酵罐比现有的机械搅拌通风发酵罐能耗降低32.5%以上,发酵水平提高;结论:生产实践说明,射流混合和机械搅拌结合应用是机械搅拌通风发酵罐提高溶氧效果、降低能耗的一种有效方法。     

溶氧(DO)对混菌发酵生产Nisin影响的研究

Nisin(乳酸链球菌素)是由乳酸菌产生的一种抑菌活性肽。其在生产过程中需要控制发酵体系的pH,以避免由于乳酸菌代谢积累的乳酸导致pH迅速降低抑制菌体生长。本文采用以能够代谢消耗乳酸的酵母菌为辅助发酵菌的新型混菌发酵方法,在小试条件下研究了在混菌发酵过程中对菌体特别是酵母菌代谢有显著影响的因素溶氧(DO)对混菌发酵生产过程中发酵体系的pH与乳酸含量的变化nisin产量的影响。结果表明,不同水平溶氧对混菌发酵体系中两种菌的生长及代谢产物生成有一定影响。DO 10%与DO 30%时的nisin效价的水平波动范围为24.35%;在分阶段控制发酵体系溶氧水平的条件下获得了较高的nisin效价,效价水平比恒定溶氧提高45.38%。说明分阶段控制发酵体系溶氧水平是较为理想的溶氧控制策略。     

糖化酶发酵生产中溶解氧的研究

为了研究发酵液溶解氧对提高糖化酶的发酵酶活的影响,以黑曲霉菌为发酵菌,采用3因素3水平正交试验法,对发酵液溶解氧有重大影响作用的3个因素（罐压、搅拌速度和压缩空气中氧浓度）进行研究,优化操作条件。结果表明,糖化酶的最优操作条件为搅拌转速180 r/min,罐压0.1 MPa,空气为富氧无菌空气,其氧气通过富氧发生器产生,含量为27%,在此条件下,糖化酶的放罐酶活可达50 000 U/mL。