高效产氢新菌种的分离鉴定与16S rDNA全序列

为快速确定分离细菌的分类地位和获得高效产氢细菌,从生物制氢反应器活性污泥中,分离到一株高效产氢细菌.分离菌株能利用糖蜜废水生产氢气.分离菌株Rennanqilyfl的16S rDNA碱基为1517 bp,登记注册号为AY332397.为革兰氏阳性,杆菌,菌体端生2根鞭毛,鞭毛较长,无芽孢.菌株R1为中温嗜中性偏酸产氢菌,最佳生长代时为7.8 h.最佳生长温度为38℃;最佳生长pH为4.5;严格厌氧.单位体积产氢量(YH2)为1902.8 ml/L,每克干细胞最大产氢速率(QH2)为12.9 mmol/(g·h).该菌株的16S rDNA序列在GenBank中比较得出的最为接近的种分别来自Clostridium等5个菌属,其中与纤维素梭状菌亲缘关系最近,16S rDNA同源性为91%,其他则为89%-90%.新分离菌株Rennanqilyfl是一个与其最近的梭状菌属各成员都不相同的新种,暂命名为生物制氢菌属Biohydrogenbacterium Gen.Nov.Sp.Nov.     

选育高效产氢细菌的诱变剂选择

为选育高效产酸产氢细菌,采用1-甲基-3-硝基-1-亚硝基胍(NTG)、紫外线+亚硝酸(UV+亚硝酸)和5-溴尿嘧啶+紫外线(5-BU+UV)对产氢发酵细菌Ethanoligenens harbinense ZGX4进行诱变处理,显示出不同的诱变效应差异.NTG只得到一种类型产氢突变株;紫外线+亚硝酸法获得5种突变体类型,且出现一种自絮凝很强、产氢能力提高约50%的突变类型.5-溴尿嘧啶+紫外线法获得2种突变类型,约80%的突变株的释氢能力呈现负增长趋势.实验证明,紫外线+亚硝酸法的诱变效应最好,高产氢能力突变株显示其菌落直径增大、颜色透明的变化特征.     

有机废水产酸发酵典型类型的产氢能力

通过连续流搅拌槽式反应器的运行,比较了丙酸型发酵、丁酸型发酵和乙醇型发酵等3种不同有机废水产酸发酵类型的产氢能力.在进水COD浓度为5 000 mg/L、HRT 8 h、(35±1)℃等条件下,丙酸型发酵厌氧活性污泥的比产氢速率平均仅为0.022 mol/(kgMLVSS·d);丁酸型发酵的产氢能力平均为0.57 mol/(kgMLVSS·d),是丙酸型发酵的25.79倍;乙醇型发酵厌氧活性污泥的平均比产氢速率为2.89 mol/(kgVSS·d),是丁酸型发酵的5.1倍,是丙酸型发酵的131.65倍.乙醇型发酵是有机废水发酵法生物制氢的最佳产氢发酵类型.     

产氢发酵细菌培养基的选择和改进

高效产氢菌株的筛选与分离是生物制氢技术应用的重要基础之一,现有培养基都存在一定缺陷,为分离到高效产氢菌株,提出 LM 系列培养基配方,并通过产氢发酵细菌的分离和生长实验,确定了培养基的强还原剂为半胱氨酸,pH 值为6.根据培养基对厌氧菌的分离数量、种类和培养基成分的分析,选择 LM-1培养基为产氢发酵细菌的分离培养基.LM-1培养基分离出的5株高效产氢发酵细菌属于4个菌属,其中拟杆菌属、克雷伯氏菌属是国际上尚未分离到的高效产氢发酵细菌.利用 LM-1培养基进行高效产氢细菌分离操作,得到较好的效果.     

产氢发酵细菌培养基的选择和改进

高效产氢菌株的筛选与分离是生物制氢技术应用的重要基础之一，现有培养基都存在一定缺陷．为分离到高效产氢菌株，提出LM系列培养基配方，并通过产氢发酵细菌的分离和生长实验，确定了培养基的强还原剂为半胱氨酸，PH值为6．根据培养基对厌氧菌的分离数量、种类和培养基成分的分析，选择LM—1培养基为产氢发酵细菌的分离培养基．LM—1培养基分离出的5株高效产氢发酵细菌属于4个菌属，其中拟杆菌属、克雷伯氏菌属是国际上尚未分离到的高效产氢发酵细菌．利用LM—1培养基进行高效产氢细菌分离操作，得到较好的效果。     

新菌X9协同B49同步发酵纤维素产氢能力分析

目的 为了加快生物制氢工业化进程,分析纤维素降解产氢新菌Clostridium sp.X9(梭杆菌,NCBI注册号:EU434651,简称X9)协同Ethanoigenens barbinense B49(哈尔滨产乙醇杆菌,NCBI注册号:AF481148,简称B49)同步发酵纤维素产氢的能力.方法 从连续流发酵产氢反应器(ZL92114474.1)中新分离筛选出一株高效纤维素降解产氢细菌X9和一株试验室已有的高效乙醇型发酵产氢细菌B49,采用两菌种复合培养方式同步降解酸化汽爆玉米秸秆发酵产氢.结果 复合菌种X9和B49比单一菌种具有更高的降解玉米秸秆产氢的能力,两菌种间存在协同降解产氢效应.两菌种以体积比(1:1)复配,接种量10%,40℃复合培养,协同降解玉米秸秆产氢24 h的最大单位体积产氢量(YH2)和玉米秸秆降解率分别为1530 ml/L和61.8%.结论 复合菌种X9和B49在利用玉米秸秆类可再生生物质纤维素发酵产氢方面具有很好的工业化应用潜力.     

接种物预处理对泔脚发酵产氢的强化研究

采用经微波（850W,4min）＋pH9．0预处理的泔脚为发酵底物,以预处理的城市生活垃圾厌氧消化污泥为接种物,考察了接种物的未预处理、热（80℃,15min）预处理、热（80℃,15min）＋pH6．0预处理对泔脚中温（36℃）批式发酵产氢的影响．（1）Gompertz模型拟合结果表明：3个预处理方案的泔脚发酵产氢延迟时间λ分别为7．68、5．06、2．04h,泔脚中挥发性固体最大比产氢率分别为3．05、10．10、9．24mL／g·h,泔脚中挥发性固体产氢率分别为43．54、167．10、161．93mL／g,生物气中氢气的最高体积含量分别为18．4％、41．2％、47．2％．结合药剂的费用,热（80℃,15min）预处理具有更大的产氢优越性．（2）泔脚的发酵产氢过程也是一个酸化过程,发酵产氢结束后,3个预处理方案的发酵产氢余物的pH值在4．70～5．10,pH值均有较大幅度的下降．     

环流罐式光合生物反应器连续产氢研究

采用自行研制的新型环流罐式光合微生物反应器(CCPR),进行了以经过预处理的猪粪污水为产氢底物,利用光合细菌菌群产氢的实验研究,探讨了连续光合产氢的工程控制参数.实验连续进行了69 d,连续稳定产氢63 d.研究表明,在采用连续批培养产氢方式,利用海藻酸钠进行光合细菌的固定化,采用太阳光和辅助光源连续照射,温度为(31±2)℃,基质浓度COD在5 000～5 500 mg/L,pH无需调整的情况下,可获得平均633.1 mL/(L·d)的产氢速率,稳定产氢期间最大产氢速率为722.6 mL/(L·d),原料的平均转化利用率为61.7%.     

餐厨垃圾发酵产氢中比产氢率与pH值的关系

采用经热(80℃,15 min)预处理的城市生活垃圾厌氧消化污泥为接种物,考察了在600 W、4 min微波预处理条件下,餐厨垃圾中温批式发酵产氢中比产氢率与pH值的关系。结果表明:餐厨垃圾发酵产氢的延迟时间λ、最大比产氢率、产氢率、生物气中氢气的最高体积分数分别为4.03 h、18.58 mL/(gVS.h)、254.89 mL/gVS、54.6%,具有较高的产氢能力;在餐厨垃圾的发酵产氢体系中,pH值与比产氢率之间存在着非常密切的关系。随着餐厨垃圾发酵酸化的进行(pH值降低),同一时刻与之相对应的比产氢率先增大,而后逐渐变小。根据发酵过程中比产氢率与pH值的变化及pH模型,求得动力学常数Rmax、KH、KOH的值分别为21.9 mL/(gVS.h)、1.63×10-5mo1/L和1.45×10-6mol/L(回归系数为0.773 0),并求得餐厨垃圾连续发酵产氢的最佳pH值为5.31。     

复合菌群降解玉米秸秆协同产氢特性

为加快生物制氢工业化进程,利用玉米秸秆这类来源广泛、储量巨大和价格低廉的可再生生物质纤维素资源作为发酵产氢的原料,从连续流发酵产氢反应器(ZL92114474.1)中新分离筛选出一株高效纤维素降解产氢细菌Clostridium sp.X9(NCBI注册号:EU434651)和一株高效产乙醇发酵产氢细菌Ethanoigenens harbinenseB2(NCBI注册号:EU639425),通过构建高效降解纤维素发酵产氢复合菌群进行同步降解玉米秸秆发酵产氢.结果表明,对玉米秸秆进行酸化汽爆预处理后可以显著提高复合菌群的产氢能力.复合菌群X9和B2比单一菌种具有更理想的降解玉米秸秆发酵产氢的能力,两菌种间存在协同产氢效应.复合菌群X9和B2降解玉米秸秆发酵产氢获得的最大产氢率和玉米秸秆降解率分别为8.7mmol/g和74%.液相代谢末端产物主要为乙醇、乙酸和丁酸.这说明复合菌群X9和B2在以木质纤维素为发酵底物的工业化生物制氢领域中具有很好的应用发展前景.     

Mutagenesis and selection of high efficiency hydrogenproducing mutants by ultraviolet radiation

Energy sources are extremely important for theworld to survive, develop and prosper. At present, fos-sil fuels are the major global energy resource but theycause environmental problems during combustion, suchas global warming and acid rain, which have started toaffect the earth’s climate, weather condition, vegeta-tion and aquatic ecosystems, as well as creating serioushealth issues[1 -3]. Considering the energy security andthe global environment, there is a pressing need to ex-ploit new non-…     

几种无机离子对啤酒酵母生理代谢的影响及发酵过程的产酸机制

主要对啤酒酵母生长过程中几种主要离子量的变化情况进行了考察，也进行了单因素实验，对各种离子的作用进行初步分析后得出如下结论；酵母生长过程中钾离子的作用最为明显，而且在相当大浓度（0.1mol/L)时仍不会出现抑制现象；镁离子也是必需的，但浓度艄 大达到0.002mol/L时，就抑制酵母生长；钠离子对酵母生长有轻微抑制作用，其主要作用是维持细胞渗透压及电位平衡；钙离子在很小的浓度就对细胞生长有抑制作用；无机磷既为酵母体内核酸及磷酸高能化合物的合成提供磷，又为酵母的生长提供了一个合适缓冲环境，此外，在对以上各离子的作用考察后，发酵液pH的下降是细胞内氢离子与细胞外金属离子交换的结果。     

几种无机离子对啤酒酵母生理代谢的影响及发酵过程的产酸机制

主要对啤酒酵母生长过程中几种主要离子量的变化情况进行了考察 ,也进行了单因素实验 ,对各种离子的作用进行初步分析后得出如下结论 :酵母生长过程中钾离子的作用最为明显 ,而且在相当大浓度 (0 .1mol/L)时仍不会出现抑制现象 ;镁离子也是必需的 ,但浓度稍大达到0 .0 0 2mol/L时 ,就抑制酵母生长 ;钠离子对酵母生长有轻微抑制作用 ,其主要作用是维持细胞渗透压及电位平衡 ;钙离子在很小的浓度就对细胞生长有抑制作用 ;无机磷既为酵母体内核酸及磷酸高能化合物的合成提供磷 ,又为酵母的生长提供了一个合适缓冲环境。此外 ,在对以上各离子的作用考察后 ,发酵液pH的下降是细胞内氢离子与细胞外金属离子交换的结果     

基于iFIX的制氢装置监控系统的实现

采用以ＰＬＣ作为控制设备、工控机作为上位机的结构形式,基于ｉＦＩＸ提供的ＳＣＡＤＡ和ＨＭＩ组件以及可与多种ＰＬＣ进行通讯的Ｉ/Ｏ驱动程序,开发了可与多种ＰＬＣ进行接口的制氢装置监控系统,并保证了数据的高度完整性。运行结果表明,下位机控制可靠,调节精度高;上位机运行稳定,操作方便;整套系统具有较高的自动化水平。     

Electron Spectroscopy Studies on SiC Films before and after Hydrogen Ion Irradiation

1Introduction Theinteractionbetweenenergetichydrogenandlow Zmaterials,suchasSiC,hasbeenstudiedinseveral groupsbecausecarbidesoflowZelementsareusedfor plasmafacingcomponentsasfirstwallmaterialsin Tokamak[1,2].Hence,itisofinteresttounderstandthe effectsofHp…     

产脂肪酶细菌的筛选及产酶条件优化

从富油土壤中分离到9株产脂肪酶杆菌,其中BD3菌株产脂肪酶能力较强,通过测定其生理生化特征,初步鉴定该菌为假单胞菌属.对BD3菌株的发酵培养条件进行了优化,以橄榄油作碳源,蛋白胨为氮源,其发酵最佳温度为40℃,最佳pH值为6.5.     

微生物絮凝剂产生菌的筛选

以活性污泥作为菌种来源,采用常规微生物学方法分离到157株菌株,初筛后有21株菌株有絮凝活性,经复筛后有1株菌株C12絮凝活性最高.经与聚铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)比较,该菌株所产微生物絮凝剂沉降速度快,絮凝率高,显示了该微生物絮凝剂良好的实际应用前景.对其生长曲线的研究表明,C12菌株的絮凝活性与菌体生物量呈正相关性,且培养24h即可达到最高絮凝活性.     

高产淫羊藿苷酶菌种的筛选

从泡菜汁中分离出了高产淫羊藿苷酶的乳酸菌,提酶后检验了酶水解淫羊藿苷的能力,从中筛出能够高产淫羊藿苷酶的菌株,其特征与植物乳杆菌极为相似.该菌产酶对淫羊藿总苷中多糖基淫羊藿苷具有很好的水解作用,可以得到60%~70%的淫羊藿苷酶解产物,是一种安全高效的新菌.