Metabolic evolution and immobilized cells of Lactobacillus pentosus for lactic acid production from raw glycerol

乳酸是三大有机酸之一，用途极其广泛。近年来，随着乳酸及其衍生物应用领域的不断扩大，乳酸的需求量也持续增长。但以葡萄糖、淀粉等为原料的传统乳酸发酵工业，受限于原料成本的增长，发展空间有限。如果以生物柴油产业的副产物粗甘油为底物，可望大大降低乳酸发酵的生产成本。 本研究以实验室筛选的一株戊糖乳杆菌(LactobacilluspentosusR3-8)为出发菌株，以工业粗甘油为底物，高效发酵生产乳酸，为实现其工业化生产打下基础。 本文研究内容分为三个部分：菌株的代谢进化、提高菌株生长水平以及利用纤维床生物反应器固定化菌体进行发酵。主要研究方案和结果如下： 一、培养基中添加高浓度的粗甘油和乳酸代...Lactic acid is one of the three important organic acids, which has been widely used in many fields. In recent years, with the applications of lactic acid and its derivatives continuously expanding, there is exponential growth in demand for lactic acid. However, the raw material costs is the bottle neck of the development of traditional lactic acid fermentation industry based on glucose and starch....学位：工学硕士院系专业：化学化工学院_生物化工学号：2062011115150

Metabolic evolution of Lactobacillus pentosus for lactic acid production from raw glycerol

以生物柴油产业的副产物粗甘油为底物,可降低乳酸发酵的生产成本。但是,粗甘油发酵生产乳酸存在菌体生长缓慢、菌浓较低、产酸速率和终产物浓度偏低等问题。以实验室筛选的一株戊糖乳杆菌(lACTObACIlluS PEnTOSuS r3-8)为出发菌株进行代谢进化。通过在培养基中添加高浓度的粗甘油和乳酸,分别进行菌株耐底物和产物抑制的代谢进化。用粗甘油驯化的第60代菌株,可耐受130 g·l-1的粗甘油,与出发菌株相比,生长速率提高,且生物量是原始菌株的1.23倍。用乳酸驯化的第50代菌株可耐受20 g·l-1的乳酸,生物量比初始菌株提升了18%。驯化菌株的5 l发酵罐分批发酵结果显示,以粗甘油驯化至60代的菌株的批次发酵水平相对较好,乳酸产量、甘油转化率以及生产强度分别为45.0 g·l-1、0.989 g·g-1和0.47 g·l-1·H-1。以粗甘油驯化至60代的菌株进行补料分批发酵,乳酸终浓度为83.8 g·l-1,比分批发酵提高了近1倍。High costs are the bottlenecks of traditional lactic acid fermentation process using glucose and starch as raw material.Production of lactic acid from raw glycerol, a byproduct of biodiesel, can significantly decrease the costs of fermentation.Therefore, there is a need to overcome the disadvantages of low cell growth rate, biomass of strains, as well as low productive rate and yield of lactic acid.In this work, metabolic evolution of Lactobacillus pentosus R3-8 screened by our group was carried out by adding high concentration raw glycerol and lactic acid.The 60 th generation evolved strain using raw glycerol, tolerated 130 g·L-1 raw glycerol, with 1.23 folds enhancement of biomass.The 50 th generation evolved strain using lactic acid can tolerate 20 g·L-1 lactic acid with 18% increase in biomass.The growth curves of 60 th generation evolved strain using raw glycerol cultivated in 5 L bioreactor indicated that the lactic acid concentration, yield and productivity were 45.0 g·L-1, 0.989 g·g-1and 0.47 g·L-1·h-1, respectively.Fed-batch cultivation of 60 th generation evolved strain using raw glycerol achieved 83.8 g·L-1 lactic acid, which was two folds of batch cultivation with the same strain.国家高技术研究发展计划项目(2006AA020102)~

Ni/Al_2O_3催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应积炭的研究

在固 体床流动 反应装置 上考察 了 Ｎｉ／ γ Ａｌ２ Ｏ３ 催化 甲烷 部分 氧化 制合 成 气反 应过 程 中的积炭问 题． 结 果表明 ：反应床 层温度升 高，积炭 量降 低；温 度降 低，积 炭量 增加， 当温 度在 ６００ ℃附近时，积 炭量增 加很快． 积炭产 生位于 催化剂床 层出口段 ． 随 着压力的 增加，催 化剂 积炭 量增 加很快． 当空速超 过一定 值时，随 着空速的 增加，催 化剂积 炭量 减少 ，说明 积炭 产生 过 程受 动力 学 影响很大． 根据反 应体系 的热力学 分析与 各种反应 条件对催 化剂积 炭的影响 得出甲 烷部分催 化氧化制合成气 反应体 系中的积 炭主要是 由 Ｃ Ｏ 歧 化和 Ｃ Ｏ＋ Ｈ２ 还 原反应 产生，而不 是 Ｃ Ｈ４ 的裂解

甲烷在Rh/SiO_2催化剂表面解离的红外光谱研究

FT-IR spectroscopy is employed to investigate the methane dissociation and methane partial oxidation over the Rh/SiO 2 catalyst. When CH 4 is adsorbed onto the catalyst surface, it dissociates into adsorbed CH x (x=1～3) and atomic hydrogen on Rh surface. Atomic hydrogen can diffuse from Rh surface to SiO 2 surface where a proton exchange reaction of H with the surface Si-OH occurs, or it reacts with the lattice oxygen of SiO 2 to form new Si-OH

负载型Rh,Ru催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应机理的原位时间分辨红外光谱研究

采用原位时间分辨红外光谱(in situ TR-FTIR)技术, 在500~600℃、时间分辨率优于0.3 s的条件下, 对CH4/O2/He (2/1/45, 摩尔比)混合气在不同预处理后的Rh/SiO2, Ru/?-Al2O3和Ru/SiO2上的反应及其与催化剂上吸附CO物种的作用情况进行了跟踪、考察. 实验结果表明, 在还原态和工作态Rh/SiO2上, CO是POM反应的初级产物. 由甲烷直接脱氢生成表面吸附氢和CHx (x = 1~3)物种, 后者再进一步氧化生成CO是Rh/SiO2上POM反应的主要途径. 在Ru/?-Al2O3, Ru/SiO2和氧化态的Rh/SiO2上, CO2是CH4/O2/He混合气反应的初级产物. CH4与CO2和H2O的重整反应是Ru/?-Al2O3和Ru/SiO2上CO和H2生成的主要途径. 在Rh/SiO2和Ru/?-Al2O3上, 催化剂表面吸附CO物种的进一步氧化是POM反应中CO2生成的重要途径之一.国家重点基础研究发展规划项目!(批准号: G1999022408);高等学校博士学科点专项科研基

福建城市化发展战略博士笔谈

2003年5月,“福建省博士创业促进会”在福州举办了福建省城市发展战略“博士月谈”,与会者主要是省内高校和科研单位的专家、博士。会上,大家用书面发表意见,畅所欲言,崇论宏议。本刊精选部分意见,以飨读者。相信这些意见对福建城市化问题研究的深化将起到积极的推动作用

载体对甲烷催化部分氧化制合成气的影响

运用固定床流动反应装置、ＴＰＲ和ＸＲＤ等手段考察了载体的晶相组成、比表面和孔结构等性质对Ｎｉ基催化剂在甲烷部分氧化制合成气中反应性能的影响。结果表明，热稳定性好、导热好的惰性材料如（Ｃａ）ＭｇＡｌ２Ｏ４等是甲烷部分氧化制合成气理想的催化剂载体。载体必须具有适当的比表面和孔结构，以利于反应物分子在催化剂表面吸附并与活性中心充分接触，同时也有利于产物分子脱附并离开催化剂表面，防止副反应（积碳反应和燃烧反应）的发生，及时把反应热移走，避免热点产生使催化剂失活。另外还发现，具有不同比表面和孔结构的催化剂具有不同的最佳空

On the Governance of the Cross-strait Economic Zone

[中文文摘]作为两岸经贸交流的现实图景,海峡经济区日益显现。然而,由于两岸政治环境的特殊性,海峡经济区的区域治理存在特定意义的"政府失灵"和"市场失灵",而具有民间属性的行业协会等"第三方力量"回旋空间较大,应作为目前海峡经济区"多元化治理结构"的主体发挥更多作用。[英文文摘]As the actual prospect of the economic cooperation between the Two Banks of Taiwan Strait, the Cross-strait Economic Zone emerges increasingly. However, because of the deadlock of the cross-strait political relationship,in some sense ,there exist the Failure of Government and the Failure of Market in the governance of the Cross-strait Economic Zone. So the "Third Party" of nongovernmental properties, such as trades societies which has more leeway to move, should be the principal part of the polynary governance structure of the Cross-strait Economic Zone to function.国家社科基金重大项目(06&ZD032