膜生物反应器 CCCF 过程中酵母细胞生长特性研究.pdf

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1、第42卷第23期广州化工Vo1．42No．232014年12月GuangzhouChemicalIndust~Dec．2014膜生物反应器CCCF过程中酵母细胞生长特性研究姚佩娜，邓情，樊森清，李伟佳，张燕，肖泽仪，陈春燕(1四川大学化学工程学院，四川成都610065；2西南石油大学，四川成都610500)摘要：渗透汽化膜生物反应器CCCF过程乙醇发酵中酵母细胞的生长表现出五个不同的阶段，即：快速生长期、乙醇抑制期、二次生长期、平衡期和衰亡期。采用摇瓶实验对发酵副产物(主要为有机酸和甘油)的抑制行为进行检测，

2、结果表明随着副产物浓度的增加，抑制作用越来越强，细胞生长表现出较长的迟滞期和较低的细胞浓度。当副产物浓度达到膜生物反应器中发酵后期的浓度时，细胞的比生长速率和得率仅分别为0．061和0．024。关键词：乙醇发酵；发酵副产物；膜生物反应器；抑制作用；细胞生长中图分类号：TQ920．6文献标志码：A文章编号：1001—9677(2014)023-0054-03TheGrowthCharacteristicofSaccharomycesCerevisiaeinaPervaporationMembraneBiorea

3、ctorYAOPei一腿，DENGQing，FANSen—qing，LIWei-jia，ZHANGYan，XIAOZe—yi，CHENChun-yan(1SchoolofChemicalEngineering，SichuanUniversity，SichuanChengdu610065；2CollegeofChemistryandChemicalEngineering，SouthwestPetroleumUniversity，SichuanChengdu610500，China)Abstract：Thegro

4、wthofSaecharomycescerevisiaepresentedfiveobviousstagesduringtheethanolfermentationprocessintheCCCFsystem，whichwererapidgrowthstage，inhibitiongrowthstage，secondgrowthstage，stationarystageanddeclinestage．Theshakeflaskexperimentswerecarriedouttoevaluatetheinhi

5、bitioneffectofthesecondarymetabolites(mainlytheorganicacidandglycerin)ongrowth．T}leresultsshowedthatwiththeincreasingconcentrationofsecondarymetabolites．theinhibitioneffectOfgrowthwasmoreserious．whichledtolongerlagtimeandareductionofcellconcentration．Whenth

6、econcentrationofsecondarymetallolitesreachedthatintheendoftheCCCFfermentation，thespecificcellgrowthrateandcellyieldwereonly0．061and0．024。respectively．Keywords：ethanolfermentation；secondarymetabolites；pervaporationmembranebioreactor；inhibitionefect；cellgrowt

7、h渗透汽化与发酵相耦合，组成的渗透汽化膜生物反应器系(NH4)2SO45g，KH2PO41．5g，Mg504’7H2O0．55g，CaCI2统具有良好的发展前景。采用对挥发性有机化合物具有选择性0．15g，pH为4．5。所有培养基的材料均在高压灭菌锅中121℃分离功能的渗透汽化膜在发酵的同时原位分离产物，能够有效的温度下灭菌20min。地避免或减轻发酵产物的抑制作用从而实现封闭循环连续操摇瓶培养基(体积1L)由以下成分组成：葡萄糖70g，酵作，且直接得到较高浓度的产物中间粗产品，有利于后续的浓母膏8g，(NH

8、4)2SO45g，KH2PO41．5g，MgSO4‘7H2O0．55g，缩和精制。虽然膜分离能够将部分产物分离出去，但是发CaC1，0．15g。副产物的添加量根据CCCF实验测量结果添加，酵产生的非透过性副产物仍然留在发酵液中并不断积累，这些具体配比见表2。副产物很可能是影响细胞在系统中不能长期良好生长的原因。1．2设备及流程本文的目的在于研究酵母细胞在膜生物反应器CCCF系统中发1．2．1膜生物反