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。     

不同C源对丙酮丁醇梭菌产丁醇的影响

对丙酮丁醇梭菌在以葡萄糖、木糖、蔗糖、混合糖、玉米芯酸解糖液分别作C源的P2培养基中的产丁醇状况进行研究。结果表明:不同C源对丙酮丁醇梭菌发酵产丁醇有显著的影响;葡萄糖为底物时,丁醇产量最高达到13.50 g/L,总溶剂为19.66 g/L;蔗糖为底物时,丁醇所占比例都在70%以上,丁醇产量可达12 g/L;木糖、混合糖为底物时,丁醇产量在10 g/L左右;只有丙酮丁醇梭菌I4-28能利用玉米芯酸解糖液发酵产丁醇,丁醇产量为7 g/L。     

丙酮／丁醇萃取发酵及动力学研究

研究了用油醇为萃取剂进行丙酮/丁醇游离细胞间歇和补料间歇萃取发酵过程。结果表明,萃取发酵可以减轻产物对微生物的抑制作用,提高初始底物浓度,增加发酵速率。建立了间歇萃取发酵的动力学模型,该模型能够描述在间歇萃取发酵过程中底物、微生物、产物及pH的变化规律。     

外添少量电子受体强化丙丁梭菌丙酮-丁醇-乙醇发酵的丁醇合成

强化利用丙丁梭菌发酵生产丁醇的主要方法有：添加电子载体强化NADH再生速率、通CO气体抑制氢化酶活性、外添少量丁酸等。但是,上述方法存在着总溶剂产量低、精制成本高、辅料价格昂贵等缺点。本研究通过向丙酮-丁醇-乙醇（ABE）发酵液添加少量电子受体（Na₂SO₄/CaSO₄,2g/L）,使得梭菌胞内的电子穿梭传递系统的电子流和质子流发生改变,较多电子e^-和质子H⁺走向NADH合成途径,有利于丁醇合成;电子受体添加还可以促进对梭菌生存/丁醇合成的“有益”氨基酸、特别是缬氨酸的胞内积累/分泌,进一步强化了丁醇生产。在7L罐规模的发酵条件下、添加2g/L的电子受体Na₂SO₄,ABE发酵的丁醇浓度达到12.96g/L的最高水平,丁醇/丙酮比也有提高,分别比对照组提高35%和10%。添加Na₂SO₄等廉价电子受体提高了ABE发酵中的丁醇浓度,虽然提高幅度有限,但却可为利用发酵工程技术提高丁醇浓度和丁醇/丙酮比提供一种新的途径。     

丙酮丁醇发酵的研究进展及其高产策略

从代谢机理的阐明、生产菌种的改良和发酵工艺的改进3个方面综述了丙酮丁醇发酵近年来的研究进展。针对丙酮丁醇发酵工艺中存在的问题,提出高丁醇耐受性菌种的选育、高丁醇比例菌种的选育、发酵细胞的高效利用、发酵与高效低能耗分离工艺的耦合等高产策略。     

ORP调控对葡萄糖和果糖混合底物丁醇发酵的影响

采用氧化还原电位(oxidoreduction potential,ORP)调控以模拟菊芋块茎酸解液(葡萄糖和果糖混合糖)为底物进行的丙酮丁醇发酵过程,能够有效控制"酸崩溃"现象的发生。已通过实验确定最佳调控策略为控制整个发酵过程的ORP不低于-460mV。本研究在最佳调控策略下,发酵终点丁醇浓度从3.39g/L提高到11.65g/L,残糖浓度从30.82g/L降低到1.38g/L。对比ORP调控组和对照组发现,ORP调控能够改变发酵过程中细胞内还原力水平,能量状态和代谢流向,因此ORP调控能有效防止"酸崩溃"现象发生,调节菌体生长和溶剂产量。ORP调控策略应用于以葡萄糖和果糖混合糖为底物的丁醇发酵具有操作可行性,是一种简便而有效的工艺优化手段。     

发酵法生产丙酮和丁醇溶剂设计中一些问题的探讨

对发酵法生产丙酮和丁醇溶剂设计中的某些问题进行分析探讨，并选择出较佳技术条件。     

可再生原料发酵生产生物丁醇的研究进展

介绍了生物丁醇制造技术发展现状及产丁醇微生物及其代谢机制,简述了基于可再生原料生物丁醇制造工艺中存在问题及其应对策略,介绍了国内外针对可再生物料发酵生产生物丁醇的最新研究进展,最后展望了生物丁醇的未来发展前景。     

丙酮-丁醇发酵生产菌的快速筛选方法

建立了高效丙酮-丁醇生产菌的快速筛选方法,采用氮离子注入诱变技术选育丙酮-丁醇发酵生产菌,以2-脱氧-D-葡萄糖作为抗代谢阻遏物,筛选高淀粉酶活性的突变株. 首次根据丙酮-丁醇发酵代谢途径中先产酸后产溶剂及高活力厌氧发酵细胞具有较强还原力的特点,设计了溴甲酚绿和刃天青2种筛选平板,所筛突变株经发酵验证丁醇和总溶剂产生能力均有显著提高,I4-28突变菌株总溶剂产量和丁醇产量分别较出发菌株提高了27.96%和40.66%,丁醇/总溶剂比由63.39%提高到71.94%,突变菌株具有较好的传代稳定性.     

氧化还原电位调控混合糖为底物的丁醇发酵

控制丁醇发酵过程中的氧化还原电位（oxidoreduction potential, ORP）能够大幅提高丁醇产量和果糖利用率,并降低终点有机酸浓度。实验考察了以葡萄糖和果糖混合糖为底物,通过泵入无菌空气控制ORP分别不低于-490、-460、-430及-400 mV丁醇发酵情况。其中,控制ORP不低于-460 mV时,丁醇和总溶剂产量分别达到13.19 g·L^-1及19.71 g·L^-1,相对于不控制ORP的丁醇自然发酵分别提高了139.38%及117.07%,残糖浓度降低至3.20 g·L^-1,糖利用率高达94.18%。该调控策略有效地解决了以葡萄糖和果糖混合糖为底物的丁醇发酵过程中存在的残糖浓度高、丁醇产量低的问题。     

Catalytic and ortho-directing effect of Zn2+, Mg2+, Ba2+, and Ca2+ metal hydroxides on the preparation of phenolic-formaldehyde resin

A one step method was employed to prepare PF (phenol-formaldehyde) resin adhesive from phenol and formaldehyde with Zn²⁺, Mg²⁺, Ba²⁺, and Ca²⁺ hydroxides as catalysts, and the physicochemical properties of the resulting polymeric material were analyzed. The viscosity of the liquid adhesive decreased at intermediate catalyst concentrations, while the polymerization rate decreased at the highest concentrations; no clear pattern could be observed between catalyst concentration and solid content. Differential scanning calorimetry (DSC) performed on the PF resin catalyzed by Ba²⁺ showed that the polymer had a curing exothermic peak at around 110?°C, while the initial curing temperatures of PF resins were affected by the type of metal hydroxide used, and were in the order Ca²⁺?<?Mg²⁺ <control sample. FTIR spectroscopy was used to monitor the degree of ortho/para substitution during the synthesis of PF resin with Ba²⁺, Ca²⁺, and Mg²⁺ hydroxides. The highest ortho/para ratio was achieved with Ba²⁺ at a concentration of 0.45?wt.%, which also resulted in the most significant increase in the polymerization rate for the formation of PF resin.     

松果对废水中Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)的吸附特性研究

以松果作为吸附剂进行了去除废水中Cu2+、Pb2+、Zn2+的吸附及解吸试验,研究了溶液pH值、吸附剂投加量、反应时间、溶液初始浓度对吸附效果的影响,以及不同pH值对达到吸附平衡的松果的解吸影响。结果表明:当pH值为5.0～5.5,Cu2+、Pb2+、Zn2+初始质量浓度约为25 mg/L时,吸附剂的最佳投加量分别为3、1.5、3 g/L,去除率分别为55.32%、86%、39.96%。3种重金属离子的吸附动力学方程符合Lagergren准二级动力学方程,R2均大于0.998。等温吸附研究表明:Freundlich方程能较好地描述Cu2+的等温吸附过程,Langmuir方程则能更好地描述Pb2+和Zn2+的吸附过程,用Langmuir方程拟合等温吸附数据得出松果对Cu2+、Pb2+、Zn2+的最大吸附量分别为9.10、31.65和9.60 mg/g。强酸是一种理想的Cu2+和Zn2+解吸剂。     

Assessment of in situ butanol recovery by vacuum during acetone butanol ethanol (ABE) fermentation

BACKGROUND: Butanol fermentation is product limiting owing to butanol toxicity to microbial cells. Butanol (boiling point: 118 °C) boils at a higher temperature than water (boiling point: 100 °C) and application of vacuum technology to integrated acetone–butanol–ethanol (ABE) fermentation and recovery may have been ignored because of direct comparison of boiling points of water and butanol. This research investigated simultaneous ABE fermentation using Clostridium beijerinckii 8052 and in situ butanol recovery by vacuum. To facilitate ABE mass transfer and recovery at fermentation temperature, batch fermentation was conducted in triplicate at 35 °C in a 14 L bioreactor connected in series with a condensation system and vacuum pump. RESULTS: Concentration of ABE in the recovered stream was greater than that in the fermentation broth (from 15.7 g L^?1 up to 33 g L^?1). Integration of the vacuum with the bioreactor resulted in enhanced ABE productivity by 100% and complete utilization of glucose as opposed to a significant amount of residual glucose in the control batch fermentation. CONCLUSION: This research demonstrated that vacuum fermentation technology can be used for in situ butanol recovery during ABE fermentation and that C. beijerinckii 8052 can tolerate vacuum conditions, with no negative effect on cell growth and ABE production. Copyright © 2011 Society of Chemical Industry