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关键词：
香蕉酒,发酵,葡萄酒酵母,果胶酶
发表时间：
2012-10-28 10:25:24
细胞固定化与硅橡胶膜渗透汽化分离耦合连续发酵制造乙醇
白光华 | -> | 675| 0| 0.465066MB |细胞固定化,乙醇发酵,渗透汽化,膜生物反应器
摘要: 将硅橡胶膜( PDMS) 渗透汽化分离与酵母细胞固定床耦合构成连续发酵系统, 进行了乙醇发酵实验。发酵操作连续进行了378.5 h, 发酵液内的乙醇质量浓度最高达到了70 g/L, 启动PDMS 膜分离后, 降低并维持在50 g/L 左右; 实验得到固定化颗粒和发酵液内的最高细胞浓度分别为1.76×1010 个/g 和9.8×108 个/mL; 乙醇体积产率3.67 g/L·h, 为游离连续发酵的2.1 倍, 葡萄糖消耗速率11.05 g/L·h, 为游离连续发酵的2.5 倍; 膜总通量400～690 g/m2·h, 乙醇通量为80～190 g/m2·h, 分离因子2.5～7.2, 下游产品的平均质量浓度191.57 g/L。
燃料乙醇作为主要的生物能源之一得到了快速的发展[1～2 ]。然而, 由于发酵过程中细胞生长的产物抑制问题[3], 传统的乙醇发酵生产工艺在生产效率、能量效率、原料转化率方面大受限制, 且环境污染严重。因此, 有必要发展新的乙醇发酵生产工艺。硅橡胶膜生物反应器封闭循环连续发酵是正在研发的一种新工艺[4～5]。由于将膜渗透汽化与发酵反应器耦合, 实现了产物乙醇的原位连续分离, 使发酵液中乙醇浓度维持在较低水平, 既减轻了产物的抑制作用, 又得了到高浓度的乙醇溶液, 降低了后期提纯的能耗, 且单位产品的发酵废液量也大幅度减少, 有利于环保处理[6～7]。酵母细胞固定化是实现高密度发酵和提高细胞利用率的又一种新工艺[8～10]。笔者尝试把硅橡胶膜生物反应器工艺与细胞固定化工艺结合起来进行实验, 以探索更好的乙醇发酵生产工艺。
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