利用甘蔗糖蜜厌氧发酵产丁二酸的研究

对甘蔗糖蜜作为廉价碳源厌氧发酵制备丁二酸进行初步研究.实验证明,Actinobacillus succinogenes NJ113能够利用葡萄糖、果糖、蔗糖等碳源,制备丁二酸为菌体利用廉价甘蔗糖蜜作碳源进行丁二酸发酵提供可行性依据.通过比较不同的糖蜜预处理方法,得出经硫酸处理的糖蜜发酵效果最好,丁二酸浓度37.73g/L,比未经处理的糖蜜所产丁二酸浓度高12.6%.考察不同的糖蜜添加量对发酵结果的影响表明,初始总糖浓度为65g/L时,丁二酸的产量最高为49.63g/L;在3L罐中进行放大实验,丁二酸产量46.91g/L,质量收率为72.2%,分别比混合糖(含蔗糖、果糖、葡萄糖)的发酵结果高9.8%、10%.     

梳状弱碱性树脂对丁二酸高浓度循环解吸

建立了一种有效的、低能耗的从梳状弱碱性（MKF-D30X）树脂上解吸丁二酸的工艺。考察了解吸剂用量（体积）、解吸温度、分段解吸及分段循环解吸对MKF-D30X树脂解吸附丁二酸的影响。结果表明,MKF-D30X树脂对溶液中的丁二酸（25 mg·ml^-1）有很好的吸附作用,吸附量高达425 mg·（g干树脂）^-1。当解吸温度为50℃,每个阶段用10 ml、1.0 mol·L^-1 HCl解吸剂,两阶段解吸3 g吸附饱和的树脂,第1阶段解吸得到的丁二酸浓度可高达52.4 mg·ml^-1,将丁二酸浓度提高到原液浓度的209.6%;在此基础上再进行分段循环解吸,不仅可以维持第1阶段获得的高浓度丁二酸,且可同时获得第2阶段2倍收率的高浓度丁二酸,达到了高浓度、高效率解吸丁二酸的目的。另研究表明,分段循环解吸液再作为解吸剂,其中丁二酸的浓度对丁二酸解吸效果没有明显影响。     

自适应遗传算法应用于丁二酸发酵动力学模型优化

丁二酸是一种重要的化工原料,现阶段有关丁二酸发酵的研究重点集中在菌种选育和发酵工艺改良,而丁二酸发酵过程的模型化研究可以为工艺放大提供必要的基础数据.采用自适应遗传算法对已有的丁二酸发酵过程动力学模型进行了结构和参数优化方面的研究,有效地解决了发酵动力学模型这类复杂的非线性函数的参数优化问题,优于单纯形法.实验结果表明,采用自适应遗传算法进行参数优化得到的动力学模型能较好地模拟丁二酸发酵过程,提高了模型计算值与丁二酸发酵实验测量值的吻合程度.     

自适应遗传算法应用于丁二酸发酵动力学模型优化

丁二酸是一种重要的化工原料,现阶段有关丁二酸发酵的研究重点集中在菌种选育和发酵工艺改良,而丁二酸发酵过程的模型化研究可以为工艺放大提供必要的基础数据。采用自适应遗传算法对已有的丁二酸发酵过程动力学模型进行了结构和参数优化方面的研究,有效地解决了发酵动力学模型这类复杂的非线性函数的参数优化问题,优于单纯形法。实验结果表明,采用自适应遗传算法进行参数优化得到的动力学模型能较好地模拟丁二酸发酵过程,提高了模型计算值与丁二酸发酵实验测量值的吻合程度。     

稀酸水解玉米皮制备丁二酸发酵糖液的研究

研究了稀酸水解玉米皮制备丁二酸发酵糖液的工艺条件,通过正交试验及优化调整得到稀酸水解玉米皮的优化工艺条件:水解温度110℃、加酸量1%、粒径20～40目、反应时间90min,总糖收率90.37%,总糖浓度85g/L。其糖液经活性炭脱色,脱色率达92.27%,脱色的总糖损失率低于5%,糠醛含量仅为0.236g/L。经厌氧发酵实验初步验证,玉米皮水解液可替代葡萄糖作为丁二酸发酵的碳源。     

Clostridium acetobutylicum细胞的无机载体吸附固定化及其应用研究

为避免渗透汽化膜原位分离过程中丁醇生产菌对膜的污染,对无机载体吸附固定Clostridium acetobutylicum XY16进行了研究,考察了多种无机载体对菌体的固定效率及其发酵产丁醇性能的影响.研究发现:在静电引力的作用下,携带正电荷的沸石对荷负电的菌体具有良好的吸附作用.在此基础上,对沸石载体进行负载阳离子改性,沸石负载铁离子改变了载体表面Zeta电位,可增强对菌体的固定效率,并提高发酵性能.当培养基中葡萄糖浓度为60 g?L?1时,添加Fe3+-沸石18%(W/V)进行批式发酵,总溶剂的转化率为0.31 g?g?1,对菌体的固定效率达到87%,比未改性沸石提高了22%,丁醇产量为13.5 g?L?1,总溶剂可达20 g?L?1,比沸石改性前分别提高了8%和11.1%.对该材料固载的细胞进行4次重复批式发酵,总溶剂的基质得率与游离细胞批式发酵结果类似.以上研究结果表明Fe3+-沸石对Clostridium acetobutylicum XY16具有较好的细胞固定效率,并对其生产性能具有一定的促进作用,适宜作为丁醇生产菌的吸附载体.     

一碳资源在酵母中的利用与转化

在当前日趋严重的气候与能源危机下,传统的化工行业亟需减少对化石燃料的依赖,转而开发利用更为清洁可持续的原料,如包括甲醇、甲酸和二氧化碳等在内的一碳资源。作为真核生物的酵母由于细胞器的存在能够隔绝一碳化合物代谢过程中产生的有毒物质渗入细胞质对细胞产生毒害,在一碳化合物的生物转化中极具潜力。近年来,随着对甲醇代谢途径愈发深入地了解以及遗传操作工具的逐步完善,利用天然甲醇酵母以甲醇作为碳源生产化学品取得了重要进展。同时,开发常用的工业酵母如酿酒酵母、解脂耶氏酵母为人工甲基营养型酵母,实现将一碳资源进行高值化转化也取得了不俗的成就。本文着重讨论了酵母底盘在转化利用一碳原料方面的研究进展,在此基础上讨论并分析了目前一碳资源生物转化存在的瓶颈以及潜在的解决方案,指出随着更多精准高效的工具的开发以及对细胞代谢网络的阐释,依托酵母细胞进行一碳资源的生物转化将在未来的绿色生物制造中扮演越来越重要的角色。     

遗传算法在丁二酸发酵动力学模型中的应用

丁二酸是一种重要的化工原料,应用领域广泛。现阶段有关丁二酸发酵的研究重点集中在菌种选育和发酵工艺改良,而丁二酸发酵过程的模型化研究可以为工艺放大提供必要的基础数据。在对文献中已有的丁二酸发酵过程动力学模型做进一步探讨的基础上,对模型的结构做适当调整,并将遗传算法应用于该动力学模型的参数优化。结果表明,遗传算法能进一步提高模型计算值与丁二酸发酵实验测量值的吻合程度,可以有效地解决发酵动力学模型这类复杂的非线性函数的参数优化问题,优于单纯形法。遗传算法进行参数优化得到的动力学模型能较好地模拟丁二酸发酵过程。     

Ralstonia eutropha批式流加培养生产羟基丁酸-丙酸混合聚酯中丙酸进料优化研究

The feeding method of propionic acid for production of poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydro xyvalerate)[P(3HB-co-3HV)]by fed-batch culture of Ralstonia eutropha was optimized to achieve high cell density and high 3HV yield,Effects of different feeding strategies of propionic acid on the production of P(3HB-co-3HV) were investigated,A decline of specific synthesis rate of copolymer and the yield of 3HV unit from propionic acid were observed due to the propionic acid accumulation in culture broth when the feeding solution with high P/G(ropionic acid to glucose) ration was employed,It was further confirmed by controlling propionic acid concentration at a low leve in the separate feeding of propionic acid.An optimed feeding strategy was demonstrated to reduce the propionic acid accumulation ,The cell concentration,P(3HB-co-3HV) productivity and 3HV unit fraction reached to 163.9 kg.m^-3,1.8kg.m^-3.h^-1,and 10.6%(by mass),respectively,resulting in a yield of 0.33g HV per g propionic acid.     

吸附去除L-苹果酸生产中残留富马酸

获得了对富马酸吸附量大选择性好的活性炭ＳＢ，解决了Ｌ苹果酸生产中富马酸的分离，循环使用性能稳定。