資源描述：
《自絮凝酵母顆粒在線表征與發(fā)酵過程動力學(xué)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文自絮凝酵母顆粒在線表征與發(fā)酵過程動力學(xué)姓名：葛旭萌申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：生物化工指導(dǎo)教師：白鳳武20050401大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要本文在國內(nèi)外首次將激光聚焦反射式顆粒測量系統(tǒng)(FocusedBeamReflectanceMeasurementSystem，F(xiàn)BRM)應(yīng)用于自絮凝酵母顆粒體系，建立了自絮凝酵母顆粒粒徑分布的在線測量和定量表征方法，在此基礎(chǔ)上：以釀酒酵母和粟酒裂殖酵母的融合株一自絮凝顆粒酵母SPSC01為研究對象，選擇攪拌罐式反應(yīng)器為模式系統(tǒng)，利用FBRM在線檢測了絮凝酵母顆粒的弦長頻率分布
2、。研究表明。在含有絮凝緩沖液的模擬系統(tǒng)中，每秒弦長數(shù)與自絮凝酵母細胞顆粒體系的生物量濃度之間有良好的相關(guān)性；不同的攪拌速率條件下，自絮凝酵母顆粒粒徑分布均符合對數(shù)正態(tài)分布，并具有一定的相似性規(guī)律?？疾炝烁鞣N常見的物理和化學(xué)因素對SPSC01自絮凝顆粒酵母絮凝狀態(tài)的影響。SPSC01自絮凝酵母顆粒在溫度超過60℃，或pH小于3．5或大于6,0時開始解離；鈣離子對絮凝的促進作用明顯強于鎂離子，而鈉離子則體現(xiàn)為抑制絮凝。蔗糖和葡萄糖對SPSC01的絮凝無顯著影響，木糖和麥芽糖對絮凝有一定的抑制作用，甘露糖則顯著抑制絮凝。少量的乙醇或鈣離子促進絮
3、凝，過量的乙醇或鈣離子會抑制絮凝。研究表明，SPSC01的絮凝機理基本符合類外源凝集素假說，部分現(xiàn)象需要用鈣橋假說解釋。通過提高發(fā)酵罐機械攪拌速率使自絮凝顆粒酵母體系分散到接近游離細胞大小的尺度，消除內(nèi)擴散影響，研究其本征動力學(xué)規(guī)律，并利用建立的自絮凝酵母顆粒粒徑分布的在線檢測和定量表征方法對自絮凝酵母SPSC01絮凝顆粒的分散程度進行了分析和驗證。細胞代謝過程中生成的C02對測量體系產(chǎn)生了干擾，在通過數(shù)據(jù)的比對判定干擾峰位置后，在數(shù)據(jù)處理過程中排除了這種干擾。并證明SPSC01自絮凝酵母顆粒被分散至接近游離細胞的尺度。在此基礎(chǔ)上，通過擬
4、合實驗數(shù)據(jù)得到了連續(xù)發(fā)酵過程中，SPSC01絮凝酵母細斑生長和乙醇發(fā)酵的本征動力學(xué)方程：n《口A．r，Ⅳ=—————二二二蘭二=—二』；7一(1一．：：旦)368+0．0040，155+q十Cs‘／160．7125。：!：!!!：生：(1一生_)"2+0．060o．427+Cs十Cs‘／366．7125進一步通過控制發(fā)酵罐在不同的機械攪拌速率下運行，獲得不同的自絮凝顆粒酵母尺度分布，研究了真實發(fā)酵過程中自絮凝顆粒酵母SPSC01絮凝顆粒粒徑分布的特性，同時定量表征了粒徑分布對表觀發(fā)酵速率的影響。實驗結(jié)果表明，間歇發(fā)酵過程中自絮凝酵母SPS
5、C01絮凝顆粒的粒徑分布比較符含對數(shù)正態(tài)分布，不同攪拌速率條自絮凝酵母顆粒在線表征與發(fā)酵過程動力學(xué)件下的粒徑分布同樣存在模擬系統(tǒng)中所出現(xiàn)的相似性。粒徑小于i00um時，擴散傳質(zhì)阻力可以忽略；當粒徑大于100Itm時，隨著顆粒粒徑的增大，擴散傳質(zhì)阻力對表觀發(fā)酵速率的影響越來越明顯，并隨著底物濃度的降低而加劇。這些研究工作的開展及取得的研究工作進展，不僅為自絮凝顆粒酵母乙醇發(fā)酵過程表觀動力學(xué)模型的建立及發(fā)酵工藝過程的優(yōu)化設(shè)計，奠定了良好的基礎(chǔ)，而且也豐富了以細胞自絮凝作為固定化細胞方法的無載體固定化細胞技術(shù)的基礎(chǔ)理論。關(guān)鍵詞：自絮凝酵母；FB
6、RM；在線檢測；定量表征：本征動力學(xué)大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文AbstractAself-flocculatingyeaststrainSPSC01，amsantfromSaccharomycescerevisiaeandSchizosaccharomycespombeandforethanolproduction,wasselectedasamodelstraininthisstudy,andanewinstrument，thefocusedbeamreflectancemeaSurememanalyzer(FBRM)developedb
7、yLaser-Tech(Redmond，WA，USA)，WaSusedfortheon．1inemonitoringofthefloes．Usingasimulatingsystemcomposedofthefloc—buffersuspensions，thetotalflocchordlengthcountspersecondweredirectlycorrelatedwiththeflocbiomassconcentrationsSOthattheflocbiomassconcentrationscouldbeinsitudetect
8、ed．Furthermore，acharacterizationmethodofthefloesWaSestablishedbyproperlyweightedtreatmentsofthed
