锌离子对自絮凝酵母乙醇耐性和絮凝颗粒大小的影响

研究了6种金属离子在合成培养基中对摇瓶培养的自絮凝酵母乙醇耐性的影响,发现锌离子对高浓度乙醇冲击下的酵母细胞活性有保护作用,并进一步研究了乙醇连续发酵过程中锌的添加对自絮凝酵母乙醇耐性的影响。发酵培养基中分别添加0.01、0.05 和 0.1 g·L^-1的硫酸锌时,自絮凝酵母颗粒平均粒度减小,同时乙醇耐性和高温耐性都得到明显提高,并且发现细胞活性的提高与酵母细胞内麦角固醇和海藻糖的增加密切相关。对酵母细胞内锌的含量的分析表明,3个添加组胞内锌的积累量基本相似,比对照组均增加了6倍。相关性分析表明,酵母胞内锌含量与酵母细胞的胁迫耐性密切相关并显著影响其胁迫耐性。各添加组的乙醇产量均有提高,其中添加0.05 g·L^-1的硫酸锌时乙醇产量最高,比对照组高8.4%。以上研究结果表明,调控连续乙醇发酵过程中培养基中锌离子浓度,是提高酵母细胞乙醇耐受性、高温度耐受性和乙醇产量的有效途径。     

从第三届亚太地区生化工程会议谈生化工程学科研究与发展方向

从第三届亚太地区生化工程会议谈生化工程学科研究与发展方向白凤武（大连理工大学，大连，１０００２３）第三届亚太地区生化工程大会（ＡＰＢｉｏＣｈＥＣ’９４）于１９９４年６月１３日～１５日在新加坡召开。本届会议的主题为：“ＢｅｔｔｅｒＬｉｖｉｎｇＴｈｒｏｕ...     

高浓度酒精连续发酵过程中振荡行为的模拟及填料弱化振荡的机理

在利用酿酒酵母进行高浓度酒精连续发酵中，观察到了一种持久稳定的振荡现象，表现为当严格控制发酵参数时，发酵罐中残糖浓度、酒精浓度和生物量浓度呈现大幅度的周期性波动。前期研究工作推测，细胞对环境胁迫的延迟反应是引起这种振荡行为的主要原因之一，并发现填料具有弱化这种振荡行为的作用，但描述这种振荡行为的动态模型尚未建立，填料弱化振荡的机理也尚不清楚。通过引入时滞加权函数，建立了预测高浓度发酵（VHGF）条件下振荡行为的过程动态模型。并在前期实验研究基础上，分别采用3种性质不同的填料，通过考察其弱化振荡行为的差异，在一定程度上揭示填料对振荡行为弱化作用的机理。实验结果表明：采用木块填料能明显地弱化振荡现象，金属丝网环和聚氨酯填料则不能弱化振荡现象；填料弱化振荡现象的原因与酵母细胞生长微环境的改变有关；利用聚氨酯作为填料能显著提高反应器中的生物量浓度，从而显著提高反应器系统的设备生产强度指标。     

气升式生物反应器中培养液-絮凝细胞颗粒-空气三相系统气含率的研究

首先以惰性离子交换树脂模拟絮凝细胞颗粒,以水模拟低粘度培养液,在有效容积12L的气升式生物反应器中研究了气升管内三相系统的气含率,获得了关联式ε_g=(1-0.825U_t~(-0.0233)d~(0.0134))/(1+U_(sL)/U_g进而以絮凝法固定化酵母酒精发酵过程中的絮凝酵母颗粒一培养液这样的真实物系,对模拟物系研究建立的关联式进行修正,得到ε_g=(1-0.783U_t~(-0.0233)d~(0.0134))/(1+U_(sL)/U_g上述气含率的关联式与反应器环流系统的动量方程式相结合,可以预测反应器中流体力学基本参数.     

气升式生物反应器中培养液-絮凝细胞颗粒-空气三相系统气含率的研究

首先以惰性离子交换树脂模拟絮凝细胞颗粒,以水模拟低粘度培养液,在有效容积12L的气升式生物反应器中研究了气升管内三相系统的气含率,获得了关联式ε_g=(1-0.825U_t~(-0.0233)d~(0.0134))/(1+U_(sL)/U_g进而以絮凝法固定化酵母酒精发酵过程中的絮凝酵母颗粒一培养液这样的真实物系,对模拟物系研究建立的关联式进行修正,得到ε_g=(1-0.783U_t~(-0.0233)d~(0.0134))/(1+U_(sL)/U_g上述气含率的关联式与反应器环流系统的动量方程式相结合,可以预测反应器中流体力学基本参数.     

培养基因工程菌表达未酰化胸腺素α1的研究

通过摇瓶培养对含有Thymosin α1基因的重组pET32a质粒的工程菌BL21的生长和融合蛋白表达进行了研究.选择LB和TH培养基,考察了培养温度、摇瓶中培养基盛装量、葡萄糖添加量、诱导剂IPTG浓度、诱导时间等因素对工程菌生长和融合蛋白表达的影响.确定最适生长温度为35～37℃、最佳蛋白表达温度为30℃,对数生长中期诱导,诱导剂浓度为0.4～0.5 mmol·L-1,诱导时间为4～6 h.其融合蛋白表达量占菌体蛋白总量的26.83%.     

严格厌氧发酵体系在线尾气监测系统的设计及在梭菌生产生物能源丁醇的应用

目前关于有氧或微氧的乙醇发酵的尾气检测系统已经建立,但是对于丙酮丁醇梭菌等严格厌氧菌发酵尾气的在线监测鲜见文献报道。因此,本研究以丙酮丁醇梭菌生产丁醇的严格厌氧发酵体系为研究对象,研究了传统有氧或微氧尾气检测方法在丙酮丁醇梭菌厌氧发酵体系中的检测结果,设计并建立了适合厌氧菌发酵的尾气在线监测系统,对丙酮丁醇梭菌的发酵过程实时监测。在建立有效的厌氧发酵尾气分析系统的条件下,比较了丙酮丁醇梭菌在游离细胞条件下和高细胞密度条件下的发酵性能。相比较于游离发酵,高细胞密度发酵的发酵周期明显缩短,丁醇生产强度显著提高。丁醇最高产量为15.4g/L,生产强度0.64g/（L·h）,分别比对照组提高了12.4%和106%,CO₂和H₂最高产气速率分别提高60%和9%,产气量分别提高了20.7%和41.3%。尾气分析系统采集的气体数据为丙酮丁醇梭菌的代谢分析提供了重要依据。     

基于果糖与葡萄糖不同混合比例的丙酮丁醇发酵

介绍了以不同底物的丁醇发酵结果,阐述了在以55g/L葡萄糖与果糖（1∶4）混合糖模拟菊芋物料为底物的丁醇发酵过程中存在果糖利用及丁醇产量较低等问题,研究了基于葡萄糖与果糖不同混合比例（1∶2、2∶3、3∶2及3∶1）的丁醇发酵性能。研究结果说明了随着混合比例提高,发酵时间由76h缩短至48h,菌体最大生物量OD620由2.1提高至4.3,而当葡萄糖与果糖混合比例为1∶2时,发酵过程中菌体细胞对果糖代谢能力最佳,且终点残糖浓度仅为2.1g/L,果糖利用效率达到95.03%,丁醇及总溶剂产量分别达到9.7g/L与16.0g/L。     

碳化硅泡沫陶瓷空气吸热器性能数值模拟

基于Dymola软件平台,建立了以碳化硅泡沫陶瓷为吸热体的塔式太阳能热发电用空气吸热器一维动态仿真模型。模型结合了Rosseland辐射传递方程,并考虑了空气物性随温度及压强的变化。使用Modelica语言编写程序,并由该语言对代数微分方程自动求解。通过分析仿真结果,剖析空气吸热器工作过程的传热特性,得出投入辐射能热通量、吸热体厚度、平均孔径等参数对空气、吸热体温度及系统达到稳定所需时间的影响,为该类空气吸热器的设计提供了理论依据。     

点聚焦太阳炉设计方法与研制实践

从聚光原理、光学计算、硬件设计,到安装与调试,详细介绍了点聚焦太阳炉的研制过程。根据当地用户的需求和太阳能资源,通过自行设计的光学软件,计算出典型日一次反光定日镜在二次聚光器截光口平面上的照射情况、二次聚光器的最佳焦距以及焦平面焦点处的峰值热功率。模块化设计的一次反光定日镜,不仅降低了制造成本,提高了生产效率,简化了一次反光定日镜的整体支架,同时给运输和安装带来了方便。单元反光镜反光面采用12点支撑,为定日镜的单元镜面调平创造了条件。同样采用模块化设计的二次聚光器,有利于制造成本的降低,方便运输和现场安装。反光镜单元面型可调,大大增强了点聚焦太阳炉参数的适应性。通过样机研制,验证了设计方法的可行性。