固定化混合菌利用戊糖和己糖共发酵制备乙醇

为研究固定化混合菌种对戊糖和己糖同步发酵生产燃料乙醇的影响,以海藻酸钙为固定化载体,采用包埋法固定化休哈塔假丝酵母(Candida shehatae)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)混合菌发酵生产燃料乙醇,并对固定化混合菌种的发酵条件进行优化。结果表明:固定化混合菌种发酵可以快速利用葡萄糖,解除葡萄糖代谢对木糖代谢的抑制作用,提高发酵效率,发酵时间从固定化单菌发酵的24 h缩短至20 h,发酵时间缩短16.67%。乙醇产量从13.28 g/L增加至14.89 g/L,升高了12.12%。固定化混合菌种的优化条件为:混合糖(葡萄糖和木糖)质量浓度为45 g/L,发酵温度为30℃,摇床转速为170 r/min,休哈塔假丝酵母和酿酒酵母菌体的比例为4∶1。在此条件下得到最佳乙醇产量为15.21 g/L,较优化前(13.74 g/L)提高了10.70%。本研究结果可为固定化混合菌发酵生产燃料乙醇的工业化提供理论依据。     

含钙微胶囊粉末光皮树油的制备及其性能

光皮树是一种高产的木本油料树种,其树油的不饱和脂肪酸含量高,具有很高的应用价值。利用微胶囊技术制备微胶囊粉末光皮树油,研究了不同质量配比的硬脂酰乳酸钙和甜菜碱复配乳化剂对光皮树油微胶囊化效率和载油量的影响,确定了喷雾干燥技术制备微胶囊粉末光皮树油产品的工艺条件。结果表明:当硬脂酰乳酸钙/甜菜碱质量比为2/3时复配乳化剂乳化光皮树油形成的乳液不分层,具有较好的乳化稳定性,粒径大小为16.37μm,且喷雾干燥制备的微胶囊粉末光皮树油产品颗粒均匀、细腻、干燥。经扫描电镜观察,以该乳化剂质量比例制备的微胶囊粉末光皮树油颗粒外形较圆整,大小分布较均匀,表面光滑,含水量为4.28%,对光皮树油具有较好的包埋效果,其包埋率及载油量分别为91.2%和28.0%,硬脂酰乳酸钙/甜菜碱(质量比为2/3)这一复配组合的乳化剂是制备高包埋率及高载油量微胶囊粉末光皮树油的理想乳化剂。制备的微胶囊可同时补能和补钙,对于提高微胶囊油脂粉品质具有极为重要的意义。     

光皮树油精炼-脱酸工艺的研究

指出了在光皮树油脱酸工艺研究中,萃取次数对酸值的影响最大,相对来说液料比、萃取时间以及萃取温度影响较小。研究表明:光皮树油脱酸工艺的最佳条件是液料比为2.2(mL/g),萃取时间为5min,萃取温度为30℃,萃取次数根据光皮树油的原酸值增加次数达到要求的酸值。     

甲醇-水溶剂对光皮树果实油脱酸精炼的工艺研究

光皮树是一种优良的多年生木本能源植物,在能源匮乏的今日已引起大众广泛关注。本研究从理论着手分析,尝试将甲醇-水溶液引入光皮树果实油脱酸工艺研究中。通过实验发现甲醇-水溶剂对光皮树果实油有良好的脱酸效果,在单因素实验的基础上采用Minitab软件对选定的3个主要因子(油溶比、脱酸次数、脱酸温度)进行正交设计优化,最佳脱酸工艺条件为:油溶比1∶6,脱酸次数3,脱酸温度30℃。在该优化条件下,溶剂脱酸工艺能够保证毛油酸值低于1.0(KOH)/(mg/g),这为光皮树果实油能源化利用提供了具有工业化前景的前处理基础。     

两性聚电解质P(DMDAAC-AM-AA)处理造纸白水中Ca~(2+)的研究

以实验室自制聚二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺-丙烯酸(P(DMDAAC-AM-AA))为吸附剂、造纸白水中Ca2+为吸附质,研究了pH值、Ca2+初始浓度及聚合物重均相对分子质量(MW)对吸附过程的影响,采用Freundlich、Langmuir等温吸附模型绘制了吸附等温线,并通过Lagrange动力学方程对实验数据进行了拟合。结果表明,碱性环境下有利于吸附过程的进行,且最佳pH值范围为9~11;随着Ca2+初始浓度的增加,吸附量先增加后趋于平稳;对吸附最有利的MW范围为600 000~800 000。聚合物对Ca2+的吸附动力学曲线符合Lagrange准二级动力学模型,属于化学吸附过程;其等温吸附曲线符合Langmuir模型,属于单分子层吸附;无量纲平衡参数(RL)值在不同温度下均小于0.5,表明吸附性能良好。同时,还探讨了纸浆纤维对聚合物的吸附性能和影响因素,采用傅立叶红外差谱进行了表征。结果表明,温度20~30℃、搅拌速度120 r/min的条件下,吸附在60 min时达到平衡,平衡吸附量为2.4 mg/g(以绝干浆计)左右;红外差谱证实了纤维表面吸附有一定量的聚合物,且氢键结合是纤维与聚合物吸附的主要机理之一。     

竹炭吸附对氨基苯酚的热力学及动力学研究

研究了竹炭吸附对氨基苯酚(PPA)的动力学和热力学参数.动力学实验表明:竹炭对PPA的吸附拟用准一级动力学处理,298 K时的表观速率常数为5.08×10-4s-1,表观吸附活化能为19.6 kJ/mol.热力学研究表明:竹炭对PPA酚的吸附符合Langmuir等温吸附方程.测得吸附热△H为-18.0 kJ/mol,说...     

β-环糊精/木粉接枝共聚物对Pb2+的吸附动力学和热力学研究

以柠檬酸为交联剂,利用酯化交联工艺将功能主体分子β-环糊精接枝到杨木木粉表面制备β-环糊精/木粉(β-CD/WF)接枝共聚物,并用红外光谱仪、热重分析仪和酚酞探针分子技术进行表征.以Pb2+为吸附质,β-环糊精/木粉接枝共聚物为吸附剂,系统探讨接触时间、pH值、Pb2+初始浓度对吸附效果的影响.采用准一级动力学方程、准二级动力学方程、颗粒内扩散模型、Langmuir吸附等温方程、Freundlich吸附等温线方程对试验数据进行拟合.结果表明:β-环糊精不仅被接枝于木粉表面而且可以体现出包合活性;在298 K时,β-环糊精/木粉接枝共聚物对Pb2+吸附平衡的接触时间为30 min,适宜pH值范围为4～8,平衡吸附量随Pb2+的初始质量浓度增加而增加;Pb2+的吸附过程符合准二级动力学方程,即以化学吸附为主,颗粒内扩散不是唯一的吸附速率控制步骤;吸附符合Langmuir吸附等温模型,说明Pb2+的吸附属于单分子层吸附;吸附的吉布斯自由能变为负值,熵变和焓变分别为54.45 J/(mol·K)和13.75 k J/mol,即该吸附是能自发进行的吸热过程.     

松香基大孔吸附树脂对盐酸川芎嗪吸附性能的研究

以松香基大孔吸附树脂为吸附剂,通过静态吸附实验,研究了其对盐酸川芎嗪的吸附动力学及热力学。结果表明,盐酸川芎嗪在松香基大孔吸附树脂上的吸附速率随着时间的延长而逐渐降低,该吸附过程符合二级动力学方程,3.5 h后达到吸附平衡,属于慢吸附过程,该过程受液膜扩散及颗粒内扩散的共同影响;盐酸川芎嗪在松香基大孔吸附树脂上的吸附符合Langmuir方程,为"优惠吸附",吸附容易实现,在313 K时,最大吸附量为144.5 mg/g;吸附热力学研究表明,吸附ΔH>0、ΔS>0,ΔG随着吸附温度的升高由正值变为负值,说明该吸附为自发的吸热过程。     

超声波辅助光皮树油酯交换制备生物柴油的研究

采用超临界CO2萃取光皮树油脂,研究了超声波辅助条件下光皮树油脂酯交换反应制备生物柴油,考察了不同因素对酯交换率的影响.结果表明光皮树油脂酯交换制备生物柴油的最佳工艺参数为:光皮树油45.9 g,超声波频率50 Hz,超声波功率180 W,醇油物质的量比6∶1,催化剂质量分数1.1%,反应温度60℃,反应时间80 mi...     

速生杨二步超低酸水解液发酵制取燃料乙醇的研究

以速生杨二步超低酸水解方法获得的水解液为原料,在28℃、100 r/min等发酵条件下,选择热带假丝酵母(C.2.637)和酿酒酵母(S.2.699)分别对第一步和第二步水解液进行了发酵制取燃料乙醇的研究,并考查了Ca(OH)2中和、过中和、活性炭吸附等预处理方法及菌种预适应驯化对乙醇转化率的影响。结果表明:热带假丝酵母能够更好地利用第一步水解液生成菌体,适合生产单细胞蛋白;菌种驯化后发酵速度和乙醇转化率均有提高,尤其是以酿酒酵母发酵第二步水解液,乙醇转化率由14.45%增至39.37%;Ca(OH)2过中和的方法处理后的水解液,乙醇转化率有所增加;以五碳糖为主同时含有六碳糖的速生杨第一步水解液,假丝酵母发酵产乙醇的效果好于酿酒酵母。     

余甘子固定化单宁的制备及其对Ge(Ⅳ)、Ga(Ⅲ)及In(Ⅲ)的吸附特性研究

以戊二醛为交联剂,壳聚糖为聚合物基质,固化余甘子单宁制备一种固体吸附材料余甘子固定化单宁(PEIT),并采用FT-IR、DSC、TG对PEIT的结构和热性质进行了表征。研究结果表明:余甘子单宁通过戊二醛与壳聚糖基质产生了交联,最佳制备条件为2 g余甘子单宁,m(戊二醛)∶m(余甘子单宁)1∶4,m(壳聚糖)∶m(余甘子单宁)1.5∶1,反应液初始pH值4,55℃反应3 h。将制备的PEIT用于吸附金属离子,结果显示其对Ge(Ⅳ)、Ga(Ⅲ)和In(Ⅲ)有良好的吸附效果,当pH值为4时,In(Ⅲ)吸附量最大;当pH值为3时,Ge(Ⅳ)和Ga(Ⅲ)吸附量最大;对这3种金属离子的吸附符合准二级动力学方程,说明其吸附机理为化学吸附;吸附过程对温度并不敏感,且最佳吸附温度为30℃。吸附等温线符合Langmuir等温线模型,证明其表面存在均匀的吸附位点,且主要是单分子层吸附,Ga(Ⅲ)、In(Ⅲ)和Ge(Ⅳ)的最大吸附量分别为67.65、70.00和54.11 mg/g。     

促溶剂法制备光皮树油生物柴油研究

以光皮树油和甲醇为原料制备生物柴油,以丁酮作促溶剂,KOH做催化剂,考察反应时间、温度、催化剂、甲醇与油脂摩尔比对光皮树油转化为生物柴油得率的影响。得到光皮树油制备生物柴油的工艺条件:醇油摩尔比为6,温度65℃,催化剂为油脂质量的0.8%,反应时间为8 min,精制生物柴油得率为96%。     

湖南主要经济林树种滞留PM2.5等颗粒污染物能力研究

以湖南省7种常见经济林树种为研究对象,研究其在单位叶面积上对空气中PM2.5等颗粒物的滞留量,为揭示湖南省主要经济林树种降低空气中PM2.5等颗粒污染物能力提供科学依据。结果表明:不同树种单位叶面积吸附PM2.5的量各不相同,主要受其叶表微结构、枝叶密集度、叶质地、叶面倾角等因素的影响。各树种单位叶面积吸附PM2.5量由大到小排序依次为板栗(0.144μg/cm~2)、柑橘(0.038μg/cm~2)、油茶(0.034μg/cm~2)、花椒(0.03μg/cm~2)、枣(0.029μg/cm~2)、杜仲(0.023μg/cm~2)、光皮树(0.019μg/cm~2)。各树种单位叶面积吸附TSP、PM1、PM10量大小排序规律基本相同。板栗单位叶面积吸附TSP、PM1、PM10量最大,分别达到1.088、0.04、0.47μg/cm~2,光皮树单位叶面积吸附的TSP、PM1、PM10量最小,分别为0.119、0.006、0.048μg/cm~2。就叶习性而言,单位叶面积吸附的TSP、PM1、PM10、PM2.5量表现为常绿树种大于落叶树种。     

混菌戊糖己糖发酵产乙醇的研究

比较研究休哈塔假丝酵母单菌发酵、休哈塔假丝酵母和酿酒酵母两步发酵、休哈塔假丝酵母和酿酒酵母同步发酵3种发酵模式下对混合糖(葡萄糖和木糖)的利用情况,结果显示2种酵母同步发酵能够有效解除葡萄糖的抑制,加快木糖利用速率。采用Plackett-Burman实验、最陡爬坡实验和中心组合设计,对2种酵母混菌利用戊糖己糖发酵生产乙醇的培养基进行优化,得到最优培养基条件:硫酸铵9.09 g/L、磷酸二氢钾8.96 g/L、氯化钙0.34 g/L,在此条件下发酵得到乙醇产量为21.71 g/L,较优化前(19.85 g/L)提高了9.4%;混菌在优化后的培养基下进行发酵,酵母浊度OD由12.12增长到了21.87,木糖利用率由优化前的82%增长到优化后的93%。     

光皮树油催化裂解制备生物液体燃料试验

以光皮树油为原料，采用自制负载型催化剂氧化镧进行催化裂解反应，通过单因素试验优化催化裂解工艺。结果表明：自制负载型催化剂氧化镧具有很好的催化效果。光皮树油催化裂解生物燃料最佳工艺参数为反应温度500℃，反应催化剂用量1.0％，反应时间80min。在此优化条件下，光皮树油催化裂解液相燃料油产品得率在82．0％以上。     

磁性分子印迹聚合物的制备及其对1,2,3,4,6-五没食子酰葡萄糖的吸附性能

采用沉淀聚合法，以Fe₃O₄纳米颗粒为载体，1,2,3,4,6-五没食子酰葡萄糖(PGG)为模板分子，丙烯酰胺(AM)为功能单体，制备了PGG磁性分子印迹聚合物(MIPS)和磁性非印迹聚合物(NIPS,不加PGG),表征了其形貌和结构，并考察了其对PGG的吸附性能。SEM、TEM、FT-IR和XRD分析结果表明：MIPS是以Fe₃O₄为核心的外层包有SiO₂,表面密布孔穴的球形纳米颗粒。磁学性质分析发现：MIPS具有良好的顺磁性，在外加磁场下能够实现分离。吸附性能研究结果表明：MIPS对PGG的吸附能力明显强于NIPS;MIPS对PGG的吸附过程比较符合Langmuir等温吸附模型，最大吸附量为67.02 mg/g; MIPS对PGG的吸附过程非常符合准二级动力学模型。在MIPS的重复利用性能实验中，其吸附第5次的吸附量为53.16 mg/g,仍能达到第1次使用时的吸附量的83.78%,表明MIPS的重复使用性能较好。     

利用RAPD分子标记研究酵母菌的亲缘关系

采用随机扩增多态性DNA(RAPD)分子标记对6个属的21个酵母菌株的基因组DNA的多态性进行了研究,并采用聚类分析法评价它们之间的亲缘关系.研究表明,RAPD能够检测出酵母种内微小的遗传学差异,以其特征谱带作为酵母菌种鉴定的特征标记.聚类分析结果显示,休哈塔假丝酵母与热带假丝酵母之间亲缘较近,遗传距离为0.114,它们与毕赤树干酵母之间遗传距离为0.493;粟酒裂殖酵母与卡斯伯酒香酵母的亲缘关系较近,遗传距离为0.322;嗜单宁管囊酵母与克鲁斯假丝酵母间的亲缘较近,遗传距离为0.383,它们与酿酒酵母间的遗传距离达到0.443,与产朊丝酵母聚类的遗传距离是0.471.除假丝酵母属外,大多数酵母属、种间的分类结果与经典形态学分类结果相符.     

高产脂肪酶酵母菌株的分离筛选及紫外诱变

利用定向分离法从市场购得的苹果、梨、葡萄、面粉、酒糟、啤酒花等6个样品中分离出7株产脂肪酶菌株:曲霉1株,酵母6株.其中从面粉中分离出来的菌株MF具有较高的酶活力,粗酶活力达29.17 U·mL-1,经初步鉴定为假丝酵母(Candida sp.).对该菌株产酶条件进行优化可知:该菌的最佳碳源是1%的10: 1(m/V)的酵母膏+乳化液;最佳氮源为2%的3:1(m/m)玉米粉+蛋白胨;培养的最适初始pH值为8.0,最佳培养时间为72 h,最适反应温度为40℃,最佳反应时间为30 min.优化后的酶活力达41 U·mL-1,比优化前提高了40.5%.对MF菌株进行初步紫外诱变处理,突变菌株酶活力70.83 U·mL-1,比未处理的菌株的脂肪酶活力提高了105%.     

DM-130大孔树脂固定脂肪酶催化松香酯化反应的研究

采用DM-130大孔树脂为载体,对脂肪酶进行了固定化,利用所获得的固定化脂肪酶催化松香酯化,并由此获得了固定脂肪酶催化松香酯化的最佳反应条件:温度35℃,pH值6.0,加水量1%(体积比),分子筛量与反应液的质量比1∶40,最佳振荡反应时间36 h。     

-葡萄糖苷酶的研究

以壳聚糖微球为载体,采用吸附-交联法固定化β-葡萄糖苷酶。采用正交试验设计确定最佳固定化条件。β-葡萄糖苷酶的最佳固定化条件为:pH值5.0,酶用量48.6IU/g(以绝干壳聚糖计,下同)的β-葡萄糖苷酶经壳聚糖微球吸附12h后,在25℃、1.0%的戊二醛存在下交联2h,得到酶活力为41.76IU/g和酶活回收率为85.93%的固定化酶。