【蘇氨酸發(fā)酵工藝探究綜述報告8200字(論文)】_第1頁
【蘇氨酸發(fā)酵工藝探究綜述報告8200字(論文)】_第2頁
【蘇氨酸發(fā)酵工藝探究綜述報告8200字(論文)】_第3頁
【蘇氨酸發(fā)酵工藝探究綜述報告8200字(論文)】_第4頁
【蘇氨酸發(fā)酵工藝探究綜述報告8200字(論文)】_第5頁
已閱讀5頁,還剩6頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

蘇氨酸發(fā)酵工藝研究綜述報告目錄TOC\o"1-2"\h\u30801摘要 130903引言 1142131蘇氨酸研究進展 317412蘇氨酸發(fā)酵工藝研究進展 4211963發(fā)酵罐內(nèi)攪拌設備簡介 5272554攪拌流場研究進展 629940參考文獻 8摘要L—蘇氨酸是一種必需氨基酸,具有非常廣泛的應用價值,其需求量增長迅速。工業(yè)上生產(chǎn)蘇氨酸在大型蘇氨酸發(fā)酵罐內(nèi)進行,大型蘇氨酸發(fā)酵罐設備及發(fā)酵工藝在設計前期大都僅憑經(jīng)驗進行設計,會使得設計后期需要更多的成本進行試驗優(yōu)化調(diào)整。本文主要是對蘇氨酸發(fā)酵罐內(nèi)攪拌流場以及發(fā)酵工藝過程進行研究。關鍵詞:蘇氨酸發(fā)酵;攪拌槳;流場仿真;氣液兩相流發(fā)酵試驗引言L—蘇氨酸對生物體而言是一種必需的氨基酸,其主要應用在醫(yī)療藥品、化學品、食品及飼料添加劑等領域[1]。尤其是在牲畜飼料的添加劑領域的需求量增長快速,它經(jīng)常被添加到未成年仔豬和家禽的食用飼料中,是豬食用飼料的第二限制氨基酸和家禽類飼料的第三限制氨基酸[2-3]。在很長一段時間內(nèi),國內(nèi)外市場對蘇氨酸的需求量有一個持續(xù)穩(wěn)定的增長,蘇氨酸是需求量漲幅最大的氨基酸品種之一,預計很有可能超過色氨酸成為發(fā)展較快的第三大氨基酸[4]。很難想象在20多年之前,那時蘇氨酸產(chǎn)業(yè)還只是氨基酸中極其小的一部分,當時的蘇氨酸的全球產(chǎn)量僅僅在4000噸左右。然而到了2010年,蘇氨酸的產(chǎn)量大大提升,其全球總產(chǎn)量早己經(jīng)突破了20萬噸,其增長速度可謂極其迅猛[5-6]。微生物發(fā)酵法、蛋白質(zhì)水解法和化學合成法是L一蘇氨酸目前能在技術上實現(xiàn)的生產(chǎn)方法。早在20世紀90年代之前,蘇氨酸的生產(chǎn)方法主要有2種,一種是利用微生物發(fā)酵生產(chǎn),另一種是利用化學反應進行合成,伴隨著蘇氨酸發(fā)酵技術的改善突破,現(xiàn)在發(fā)酵法被很多蘇氨酸生產(chǎn)企業(yè)所采用[7-8]。值得一提的是,蘇氨酸生產(chǎn)企業(yè)和研究學者利用生物工程技術,轉(zhuǎn)接優(yōu)良菌種基因,提高了發(fā)酵菌種的產(chǎn)酸率,從整體上大大提高了蘇氨酸生產(chǎn)的效率,降低了蘇氨酸的生產(chǎn)成本[9]。目前,國內(nèi)企業(yè)對微生物發(fā)酵法生產(chǎn)蘇氨酸工藝技術掌握程度不一,大型企業(yè)有核心的發(fā)酵技術,小型企業(yè)發(fā)酵工藝相對落后,國內(nèi)整體而言蘇氨酸發(fā)酵工藝技術沒有大的突破,相對國外缺乏競爭力。如何降低生產(chǎn)成本、提高蘇氨酸的產(chǎn)品質(zhì)量,在激烈的市場中立足成為各大企業(yè)必須面對的實際問題。目前國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)蘇氨酸所用的發(fā)酵罐體型巨大,在發(fā)酵攪拌過程中需要的攪拌功率相對也大,這對攪拌動力裝置設計帶來了相應的問題,為了更加節(jié)能,生產(chǎn)商在攪拌器的選擇上往往花費大量的精力進行探究試驗[10]。發(fā)酵罐攪拌裝置的設計涉及到攪拌流場的情況,蘇氨酸發(fā)酵罐罐體一般為中間大圓筒、上下兩端為橢圓形封頭組成,在發(fā)酵罐內(nèi)部,安裝有換熱器來實現(xiàn)對發(fā)酵過程溫度的控制,中間安裝有攪拌器攪動流體提高發(fā)酵效率,換熱器及支架在發(fā)酵罐內(nèi)占有一定的空間,這對發(fā)酵過程的流場有一定的影響,同時下面的進氣裝置,在往發(fā)酵罐內(nèi)注入氣體時,對流場的影響也是顯著的,在整個發(fā)酵過程中,前期罐內(nèi)流場為氣液兩相共存狀態(tài),后期為固、液、氣三相共存狀態(tài)。發(fā)酵罐是微生物生長繁殖的關鍵設備,良好的發(fā)酵罐及攪拌設備的設計是發(fā)酵高效進行的保證。根據(jù)發(fā)酵罐內(nèi)的溶氧濃度DO、耗氧速率OUR能夠判斷發(fā)酵進行的效率以及攪拌效果。同時根據(jù)菌體濃度、產(chǎn)物合成速率等參數(shù)能夠判斷菌種的發(fā)酵階段及效率[11-13]。值得注意的是,目前發(fā)酵罐在發(fā)酵過程中所起的作用卻往往被忽略,研究主要集中在利用基因工程進一步提高菌種產(chǎn)酸率以及對發(fā)酵過程外部控制上。發(fā)酵罐在發(fā)酵過程中的作用毋庸置疑,主要表現(xiàn)在兩點,一個是為目標產(chǎn)物的生產(chǎn)微生物菌種提供無雜菌生長環(huán)境,另一點是為微生物菌種提供有利于細胞生長的流體動力學環(huán)境。在發(fā)酵罐內(nèi),流場的分布主要與攪拌槳有關,攪拌槳通過旋轉(zhuǎn)帶動罐內(nèi)流體運動,輸出機械能使罐內(nèi)溶液之間相互混合,為菌種的生物化學反應提供了穩(wěn)定的物質(zhì)傳遞的流場環(huán)境[14-15]。目前,大部分企業(yè)主要使用大腸桿菌來進行蘇氨酸發(fā)酵生產(chǎn),大腸桿菌在進行發(fā)酵過程中,會進行一系列的化學合成反應,化學反應生成物以及消耗物的濃度對發(fā)酵過程的繼續(xù)進行有著非常大的影響,生物學化學家對大腸桿菌的發(fā)酵環(huán)境研究越來越多,氧氣濃度、PH值、碳源、溫度等因素對大腸桿菌的發(fā)酵化學過程有著重要影響,然而,在實際發(fā)酵過程中,發(fā)酵罐體積巨大,通入氧氣、物料以及維持溫度等過程是需要一定時間的,輸入到發(fā)酵罐內(nèi)的物質(zhì)必須在攪拌流場的運動下分散到發(fā)酵液的各個地方,物質(zhì)的傳輸時間跟流場有著直接的聯(lián)系,要獲得好的發(fā)酵效率,研究罐內(nèi)流場情況及發(fā)酵工藝過程是非常有必要的[16-17]。1蘇氨酸研究進展蛋白質(zhì)水解法[18]、化學合成法[19]和發(fā)酵法[20]是國內(nèi)外生產(chǎn)L一蘇氨酸的常用方法。蛋白質(zhì)水解法和化學合成法因其資源浪費、環(huán)境污染嚴重、危險性比較大、成本高等因素已逐漸被淘汰。而以生產(chǎn)成本低、環(huán)境污染小、節(jié)約能源、操作安全等優(yōu)點集一身的發(fā)酵法正成為工業(yè)化生產(chǎn)L一蘇氨酸的主要方法。微生物發(fā)酵法是利用微生物能夠代謝合成自己所需的氨基酸,然后通過誘變處理,定向選育出營養(yǎng)缺陷型或抗結(jié)構(gòu)類似物菌株,從而解除代謝調(diào)控中的同族氨基酸和目的氨基酸對關鍵酶抑制和阻遏,從而使目的氨基酸達到過量積累的方法[21]。隨著分子生物學技術的發(fā)展、微生物領域的深入研究、生物載體系統(tǒng)的成功建立,和上世紀70年代蘇聯(lián)研究人員利用基因工程技術對蘇氨酸的基因工程菌株的成功構(gòu)建,使L一蘇氨酸的產(chǎn)量有了大幅度的提高[21]。這些都為微生物發(fā)酵法產(chǎn)L一蘇氨酸轉(zhuǎn)化為工業(yè)生產(chǎn)奠定了基礎。國外上世紀60年代就有發(fā)酵法生產(chǎn)L一蘇氨酸的報道[22]。甚至在20世紀50年代日本的志村等人就應用前體添加法,發(fā)酵生產(chǎn)蘇氨酸。1979年KomatsubaraS等[23]通過向靈桿菌導入蘇氨酸操縱子,得到了一株高產(chǎn)L一蘇氨酸的菌株Sr41,其產(chǎn)量可過到25mg/mL。2000年韓國K.H.Song等利用基因工程技術構(gòu)建一株菌株HS528,通過發(fā)酵產(chǎn)酸量達74g/L。2006年韓國的Man-HyoLee等[24]向發(fā)酵培養(yǎng)基中添加生物素和蛋氨酸,營養(yǎng)缺陷菌株MT201經(jīng)發(fā)酵33h后產(chǎn)酸量可達80.2g/L。2010年JeongWookLee等[25]把吠喃果糖營酶克隆到大腸桿菌K-12體內(nèi),使其糖利用率提高,并能生成L一蘇氨酸51.5g/L。上世紀80年代國內(nèi)才有關于L一蘇氨酸產(chǎn)生菌選育的報道。1982年黃和容等[26]以鈍齒棒桿菌為出發(fā)菌株,成功選育出了L一蘇氨酸產(chǎn)生菌,其產(chǎn)量為13mg/mL。1986年檀耀輝等[27]以谷氨酸產(chǎn)生菌XQ5121為出發(fā)菌株通過誘變處理,用a一氨基一p一輕基戊酸(AHV)和S-(2-氨基乙基)-L一半眺氨酸(AEC)及以琉泊酸為唯一碳源的培養(yǎng)基(SAM)平板定向篩選,最后選育出一株L-蘇氨酸產(chǎn)生菌ZT-1,通過發(fā)酵可產(chǎn)L一蘇氨酸16mg/mL。1990年常尊學等[28]通過亞硝基肌和紫外誘變對黃色短桿菌T6-13定向篩選AHV和AEC抗性突變株和甲硫氨酸營養(yǎng)缺陷性,再繼續(xù)篩選乙硫氨酸(Eth)敏感突變株得到一株蘇氨酸高產(chǎn)菌株ME7,在葡萄糖含量為10%的發(fā)酵培養(yǎng)基中,經(jīng)發(fā)酵48h/L一蘇氨酸產(chǎn)量達到17.5g/L。2005年王煥章、吳新等[29]人以大腸桿菌為出發(fā)菌株,篩選出L一異亮氨酸營養(yǎng)缺陷型菌株,然后再通過基因工程技術,獲得高產(chǎn)L一蘇氨酸的基因工程菌大腸桿菌THR6,將其發(fā)酵32h,產(chǎn)酸達到了75g/L。2009年解曉鵬等[30]分離出一株谷氨酸棒桿菌WS4006,經(jīng)過菌種的選育方法,得一株具有蛋氨酸營養(yǎng)缺陷型和抗結(jié)構(gòu)類似物遺傳標菌株NUD-12,經(jīng)發(fā)酵72h,其產(chǎn)量為0.31g/L。2蘇氨酸發(fā)酵工藝研究進展制取蘇氨酸的技術研究最早是從20世紀30年代開始的,那時候己有研究者能夠從血纖蛋白中分離得到了蘇氨酸,從那時起,蘇氨酸的制取與生產(chǎn)技術經(jīng)歷了很長的發(fā)展。20世紀50年代有研究者通過添加前體物的方法發(fā)酵制取蘇氨酸獲得了成功。值得一提的是,國外到1960年代后,直接發(fā)酵法來生產(chǎn)L一蘇氨酸才獲得成功。之后的十年,隨著基因工程技術的出現(xiàn),前蘇聯(lián)的科學家成功地運用基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)蘇氨酸。生物工程技術的發(fā)展也使得發(fā)酵法生產(chǎn)蘇氨酸變得更加經(jīng)濟易實現(xiàn),早在2007年前,國際上最高產(chǎn)酸能力就己經(jīng)達到100g/L以上[31,32]。蘇氨酸發(fā)酵生產(chǎn)技術發(fā)展到現(xiàn)在,發(fā)酵所用的菌株目前主要是大腸桿菌(Escherichiacoli)[33-34],菌株主要有兩種方法選育(1)通過化學誘變處理,來選育出具有營養(yǎng)缺陷型或抗結(jié)構(gòu)類似物菌株;(2)生產(chǎn)基因工程菌,運用基因工程技術來構(gòu)造高效的蘇氨酸發(fā)酵菌種。基因工程技術大大提高了蘇氨酸的發(fā)酵效率[35-36]。在蘇氨酸工業(yè)大批量生產(chǎn)過程中,菌種在經(jīng)過多級培養(yǎng)后接種到發(fā)酵罐內(nèi)進行發(fā)酵,發(fā)酵過程中,通入無菌空氣,持續(xù)流加法補充葡萄糖、無機鹽等,通過添加氨水來控制罐內(nèi)PH,通過添加消泡劑防止罐內(nèi)上層氣泡過多而填滿發(fā)酵罐。當發(fā)酵到一定階段后,菌種處于衰亡期,產(chǎn)酸量將趨于平穩(wěn),后對發(fā)酵液進行過濾、結(jié)晶、提純等處理,從而得到蘇氨酸成品[37]。其中在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵過程是其中的關鍵,在這個過程如何維持發(fā)酵的高效進行進而提高產(chǎn)酸率一直是研究的重點。在發(fā)酵過程中,影響發(fā)酵效率的主要參數(shù)為:(1)溶液PH:在蘇氨酸發(fā)酵進行過程中,發(fā)酵罐罐內(nèi)的溶液Ph會隨著微生物的代謝而變動,這種變化同時會反過來影響微生物代謝的繼續(xù)進行。目前研究表明,L一蘇氨酸生產(chǎn)菌種大腸桿菌的最適PH在7.0左右,此時菌種的生理代謝最迅速,然而前期菌種繁殖生長速度過快,當溶液內(nèi)溶氧來不及補充,菌種代謝會發(fā)生異常,導致生成其他物質(zhì),影響產(chǎn)酸率[38]。(2)碳、氮源:蘇氨酸發(fā)酵底物包含很多物質(zhì),碳、氮源為菌種發(fā)酵所需要的主要物質(zhì),它們的濃度高低直接會影響發(fā)酵速率,碳、氮源濃度過高對菌體的生長不利,過低會使發(fā)酵速度降低[39-40].(3)溫度:菌種發(fā)酵過程會經(jīng)歷不同階段,每個階段對溫度的要求不一樣,菌種的的繁殖的最快溫度不等于發(fā)酵過程的最適溫度,當然也不是積累某一種代謝所需的產(chǎn)物的最適合溫度,尋找菌種的不同階段產(chǎn)生蘇氨酸的適合溫度對提高整個發(fā)酵效率有很大意義。(4)溶氧:在蘇氨酸發(fā)酵過程中,菌種對氧氣的吸收是菌體繁殖速率的綜合體現(xiàn)。發(fā)酵過程中提供氧氣滿足菌種的攝氧速率,使菌種能夠持續(xù)不斷的生產(chǎn),是發(fā)酵過程的一個必要工藝環(huán)節(jié)[41]。天津大學徐慶陽等[42]研究了溶氧大小對蘇氨酸發(fā)酵過程的影響,分析認為溶氧對L-蘇氨酸的合成有著非常重要的影響,同時建立了最佳溶氧的控制條件。馮志彬等[43]人研究了碳源對蘇氨酸發(fā)酵產(chǎn)量與糖酸轉(zhuǎn)化率的影響,找到了發(fā)酵的最佳碳源以及補料的方式。陳寧等[44-45]人以5L發(fā)酵罐進行蘇氨酸發(fā)酵試驗,采用分批發(fā)酵技術提高了蘇氨酸發(fā)酵效率,確定了最佳碳源與氮源濃度比,確定了蔗糖為最佳的初始碳源。吉林大學蘇躍穩(wěn)等[46]研究了L一蘇氨酸基因工程的改造及發(fā)酵過程的優(yōu)化。3發(fā)酵罐內(nèi)攪拌設備簡介工業(yè)上發(fā)酵法來大批量生產(chǎn)蘇氨酸采用攪拌通風的有氧發(fā)酵法,發(fā)酵過程在大型的發(fā)酵罐內(nèi)進行,發(fā)酵罐為生產(chǎn)菌種提供了一個無菌環(huán)境以及合適細胞生長的流體動力學環(huán)境,流體動力學環(huán)境主要由攪拌、通氣和湍流組成,通過攪拌槳為流場輸入機械能,使整個發(fā)酵罐內(nèi)獲得持續(xù)穩(wěn)定的流場及能量、動量和物質(zhì)傳遞,來為生產(chǎn)菌種進行生物化學反應提供穩(wěn)定合適的環(huán)境[47]。針對各種不同的發(fā)酵罐,罐內(nèi)攪拌設備組合樣式也會不同,單個攪拌槳按照攪拌的流場流型的不同大致可以分為徑向流槳和軸向流槳,這兩種槳型分別具有不同的特點,主要表現(xiàn)在對流體流動方向及循環(huán)上的不同:徑向流槳使液體沿軸向運動,軸向流槳則使液體上下運動。這兩種槳型的搭配能夠很好的使罐內(nèi)液體發(fā)生循環(huán),一般上層槳采用軸向流槳底槳采用徑向流槳會有很好的效果[48]。另外按照槳葉結(jié)構(gòu)攪拌槳也能分為其它幾類,是在工業(yè)上常見的幾種攪拌槳類型。其樣式形式有錨式、槳式、渦輪式、推進式以及渦輪式[49]。實際中遇到攪拌裝置高徑較大時,一般則選用多層攪拌槳組合。在攪拌器的選型上,根據(jù)攪拌操作的目的以及攪拌流體的特性來進行設計,進行常用攪拌器的設計往往根據(jù)以三個方面[50]:(1)介質(zhì)的性質(zhì);(2)發(fā)酵反應過程特性;(3)攪拌需要效果以及攪拌功率要求。其中,介質(zhì)性質(zhì)包括液體的密度、粘度及是否具有腐蝕性;生物化學反應過程特性包括間歇操作還是連續(xù)運轉(zhuǎn)、吸熱反應還是放熱反應、是否結(jié)晶是否有固體沉淀等;攪拌效果和功率則包含非常多的因素,攪拌效果指的是要達到的循環(huán)流量、混合效果、循環(huán)效果、湍流強度、剪切強度、傳熱效率等,而攪拌功率的控制表現(xiàn)在轉(zhuǎn)速控制以及能耗的控制上。4攪拌流場研究進展無論是發(fā)酵罐內(nèi)還是攪拌反應釜內(nèi),攪拌槳為發(fā)酵反應提供了流場動力學環(huán)境,是其中的重要部件之一,研究攪拌效果的好壞以及評價攪拌器特性優(yōu)劣有著重要的意義。目前,對攪拌效果的研究主要通過流場仿真模擬以及通過實驗攪拌來進行分析的。實驗效果分析是對仿真模擬的一個驗證,但往往不是通過直接流場參數(shù)的研究來驗證,而是通過攪拌器對該發(fā)酵反應的影響程度來判斷[51]。計算流體力學(CFD)作為一種新式而有效的數(shù)值計算模擬方法,能夠很好的分析模擬出流場情況,相對實驗而言,可以不受實驗室條件的限制,獲得準確又動態(tài)的效果,漸漸成為一種輔助設計的工具[52]。而利用仿真模擬來研究流場特性主要包括兩個方面,一個為宏觀特性研究,包含研究流場流速、流場循環(huán)情況、攪拌功率大小、流場中含氣率、固含率、混合時間等;另一個則為微觀特性研究,主要包含對局部的含氣率、氣泡直徑大小及空間分布及固液氣相間的接觸面積等研究[53-54]。發(fā)酵罐內(nèi)攪拌設備大多采用多檔組合槳,組合攪拌槳的攪拌效果與發(fā)酵效率聯(lián)系緊密,深入研究攪拌流場的情況對優(yōu)化攪拌器、提供發(fā)酵過程效率有很多幫助。目前,對攪拌流場的仿真模擬主要通過CFD相關軟件進行模擬的,F(xiàn)luent做為最常用的流場模擬軟件,其功能十分強大。表現(xiàn)在具有多種可選的物理模型,包括湍流、層流及多相流等,同時Fluent也擁有高效的數(shù)值迭代計算方法,其對結(jié)果的前后處理的功能也比較完全。用戶自定義函數(shù)UDF是Fluent軟件里面的一個功能,能夠動態(tài)連接到求解器上,從而使求解器的性能得到加強[55]。鑒于流場模型的多樣性,F(xiàn)luent軟件能夠應用于可壓和不可壓流體、從低速流到高速流、從單相流到多相流、氣固混合以及化學反應等大部分與流體相關的領域,其適用面不可謂不廣。通過Fluent等相關軟件對流場進行仿真模型預測,從而研究流場特性,優(yōu)化結(jié)構(gòu)工藝,已成為一種國內(nèi)外通用的研究優(yōu)化方式。侯洪國等[56]采用CFD研究了大型側(cè)攪拌發(fā)酵罐內(nèi)流場情況,考慮發(fā)酵液的非牛頓粘性,通過定義氣體產(chǎn)生的相間反應的方法,并且又采用了單一尺寸的氣泡模型以及群體平衡模型來描述發(fā)酵體系中氣泡的分布狀態(tài)。對比仿真分析結(jié)果,發(fā)現(xiàn)群體平衡模型在一定程度上可以描述氣泡的產(chǎn)生、聚合與破碎。模擬的結(jié)果可以很好的描述攪拌槳對罐內(nèi)流體的攪拌效果。黃男男等[57]對有無導流筒的攪拌槽進行流場數(shù)值模擬,對比分析表明導流筒能夠強化攪拌槽上下的液體的整體軸向流動,增強了混合效果,且有導流筒的情況下,槳區(qū)附近流體的跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象有所改善,發(fā)酵罐內(nèi)流場比較理想,攪拌槳的功率消耗比無導流筒時節(jié)省了12%。潘傳九等[58]對四葉片槳、六葉片槳以及是否有擋板的攪拌反應釜進行模擬,發(fā)現(xiàn)有擋板情況下,流場流動更有規(guī)則,增加了流場的湍流動能,流場流速增大。其中六葉片槳的速度分布更加均勻,在距離攪拌槳槳葉較遠處,六個葉片的槳會產(chǎn)生比四葉片槳更大的流動速度,但是在近槳區(qū),流場速度大小則相差無幾。XuWang等[59]利用CFD技術建立了一個氣、液、固禍合的流體動力學模型,用來模型生物反應過程中流場的變化情況,很好的驗證了膨脹顆粒床用于生物制氫的行為。Houari等[60]通過CFD相關軟件程序模擬了不同攪拌槳在圓柱形儲存罐中的攪拌過程,研究流場的流動能量效率,得出最大混合葉輪效率更好。倪偉佳等[61]研究了在不同攪拌槳葉組合下的流場情況,通過數(shù)值模擬分析,優(yōu)化了攪拌槳組合結(jié)構(gòu),提高了頭抱菌素C的發(fā)酵效率。Nienow等[62]對Rushton槳和一些其他類型的攪拌槳進行了對比研究,得出了在不同的實際操作條件下,不同種類的攪拌槳各有優(yōu)缺點,在通氣量比較低時,下壓攪拌槳很容易獲得相當較好的固相懸浮分布。王蒙等[63]利用Fluent將氣泡群平衡理論應用于氣液兩相流的計算中,基于現(xiàn)有的兩相流分析模型,從相間作用力、湍流以及氣泡模型三個方面提出了一下修正與改善,使數(shù)值模擬效果更加可靠。結(jié)合流場數(shù)值模擬與實驗對比分析,對反應器的最優(yōu)工況提出了建議。宋金禮等[63]以厭氧發(fā)酵罐為研究對象,利用Fluent軟件,選用標準的湍流k一£模型、歐拉多相流模型及多重坐標參考系法進行計算,數(shù)值模擬了罐內(nèi)攪拌過程中固液兩相流的流場,仿真分析發(fā)現(xiàn)在發(fā)酵罐管頂出現(xiàn)污泥分層,底部有污泥堆積現(xiàn)象,通過對攪拌器轉(zhuǎn)速增加以及尺寸的改變,污泥的懸浮情況有很大改善。參考文獻[1]劉元濤,劉樹海.L一蘇氨酸性質(zhì)、應用、生產(chǎn)及市場現(xiàn)狀[J].發(fā)酵科技通訊,2010,39(03):52-54.[2]蔡友華,嚴杰能,陸最青.L一蘇氨酸工業(yè)研究進展[J].廣東飼料,2012,21(12):26-28.[3]DebabovVG.TheThreonineStory[J].AdvancesinBiochemicalEngineering/Biotechnology,2003,79(1):113-136.[4]王健.中國氨基酸產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀[J].生物產(chǎn)業(yè)技術,2014,(04):17-22.[5]賈冬舒.蘇氨酸市場現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].飼料廣角,2006,(01):28-30.[6]徐錚奎.蘇氨酸產(chǎn)業(yè):中國能量重構(gòu)市場[N].醫(yī)藥經(jīng)濟報,2014-11-21(005).[7]黃金,徐慶陽,陳寧.L一蘇氨酸的生產(chǎn)方法及研究進展[J].河南工業(yè)大學學報(自然科學版),2007(05):88-92.[8]LeuchtenbergerW,HuthmacherK,DrauzK.Biotechnologicalproductionofaminoacidsandderivatives:currentstatusandprospects[J].AppliedMicrobiology&Biotechnology,2005,69(1):1-8.[9]馮爍.L一蘇氨酸的生產(chǎn)工藝[J].飼料博覽,2010(06):20-23.[10]馮珍泉,董吉子,董力青.蘇氨酸發(fā)酵過程中自動化控制系統(tǒng)的應用[J].發(fā)酵科技通訊,2012,41(03):35-36.[11]張春.L一蘇氨酸生產(chǎn)菌的選育及其發(fā)酵條件的優(yōu)化[D].吉林農(nóng)業(yè)大學,2011.[12]周茜.L一蘇氨酸生產(chǎn)菌的構(gòu)建及發(fā)酵優(yōu)化[D].天津科技大學,2016.[13]楊雪,張彥飛,鄭陽陽,馬紅武.大腸桿菌蘇氨酸合成途徑動力學模型的構(gòu)建與分析[J].生物工程學報,2014,30(01):18-29.[14]宋金禮.發(fā)酵罐內(nèi)攪拌過程的數(shù)值模擬與參數(shù)優(yōu)化[D].大連理工大學,2015.[15]樊梨明,李慶生,盧建新.發(fā)酵罐內(nèi)流場的數(shù)值模擬及槳葉優(yōu)化[J].輕工機械,2016,34(03):30-33+38.[16]黃志堅,鄒晨,吳亮,謝明輝.發(fā)酵罐用攪拌設備的防染菌的結(jié)構(gòu)設計[J].北工與醫(yī)藥工程,2015,36(05):56-59.[17]羅宇笛,李嘯,石小丹.采用計算流體力學仿真優(yōu)化SOL發(fā)酵罐攪拌系統(tǒng)[J].天津農(nóng)業(yè)科學,2015,21(05):46-50.[18]常尊學,李福德.L一蘇氨酸產(chǎn)生菌選育的研究[J].沈陽藥學院學報,1990,7(3):185-188.[19]Yamada.ProcessforproducingL-threoninebyfermentationwithPrettgeriU.S.A:5342766[P].1994-08-30.[20]KramerR.Geneticandphysiologicalapproachesforproductionofaminoacid[J].JBio-technol,1996,45(1):1-21[21]FurukawaS,OzakiH.,KotaniY,etal.BreedingofL-threoninehyperproducerofEscherichiacoliK12[J].BiochinBiophysResCommun,1988,18:788-795.[22]黃金,徐慶陽,陳寧.L一蘇氨酸的生產(chǎn)方法及研究進展[J].河南工業(yè)大學學報,2007,28(5).[23]KomatsubaraS.Transductionalconstructionofathreonine-producingstrainofSerratiamarcescens[J].ApplEnvironMicrobiol,1979,38(6):1045-51[24]Man-HyoLee.imrovedL-threonineproductionEscbericbiacoilmutantbyoptimizationofcultureconditions[J].JournalofBioscienceandBioenginerring,2006,101(2):127-130[25]JeongWookLee.Developmentofsource-utilizingEscbericbiacoilK-12strainbycloningp-fructofuranosidasesanditsapplicationforL-threonineproduction[J].AppliedMicrobiologyandBiotechnology,2010,88(4):905-913[26]黃和容,李玲閣,王秀玲等.L一蘇氨酸產(chǎn)生菌的選育「J}.微生物學報,1982,22(3):276!~283[27]檀耀輝,張炳榮.乳糖發(fā)酵短桿菌L一蘇氨酸產(chǎn)生菌的選育「J].生物_[程學報,1986,2(2):56-61。[28]常尊學,李福德.L一蘇氨酸生產(chǎn)菌選育的研究[J].沈陽藥學院學報,1990,7(3):185-188.[29]王煥章,吳新,彭日荷等.大腸桿菌生產(chǎn)L一蘇氨酸[P].中國,03151020.5,2005-03-23.[30]解曉鵬.L一蘇氨酸高產(chǎn)菌的選育[D].蘭州:甘肅農(nóng)業(yè)大學,2009[31]黃金,徐慶陽,陳寧.L一蘇氨酸的生產(chǎn)方法及研究進展[J].河南工業(yè)大學學報(自然科學版),2007(05):88-92.[32]OkamotoK,IkedaM.DevelopmentofanIndustriallyStableProcessforL-ThreonineFermentationbyanL-Methionine-AuxotrophicMutantofEscherichiacoli[J].JournalofBioscienceandBioengineering,2000,89.[33]吳曉文.蘇氨酸基因工程菌噬菌體抗性菌株選育及搖瓶發(fā)酵工藝研究[D].福建師范大學,2011.[34]LeeMH,LeeHW,ParkJH,etal.Improved1-threonineproductionofEscherichiacolimutantbyoptimizationofcultureconditions[J].Journalofbioscienceandbioengineering,2006,101(2).[35]周旭波.L一蘇氨酸高產(chǎn)菌株的選育及發(fā)酵條件優(yōu)化研究[J].現(xiàn)代食品科技,2011,27(08):991-994[36]解曉鵬.L-蘇氨酸高產(chǎn)菌的選育[D].甘肅農(nóng)業(yè)大學,2009.[37]CorpCC.Methodofrecovering1-threoninefrom1-threoninefermentationbrothusingnonsolvent[J].2012.[38]盧偉寧.L一蘇氨酸工業(yè)生產(chǎn)發(fā)酵條件優(yōu)化研究[J].生物學雜志,2010,27(05):53-55.[39]馮志彬,孫玉華,陳寧,張華,王東陽.碳源對L一蘇氨酸發(fā)酵的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2006(08):15-17.[40]馮志彬,王東陽,徐慶陽溫廷益,陳寧.氮源對L一蘇氨酸發(fā)酵的影響[J].中國生物工程雜志,2006(11):54-58.[41]AkashiK,ShibaiH,HiroseY.EffectofoxygensupplyonL-lysine,L-threonineandL-isoleucinefermentations.fJl.AgriculturalandBiologicalChemistry,1979,43(10):2087-2092.[42]徐慶陽,馮志彬,孫玉華,王東陽,陳寧.溶氧對L蘇氨酸發(fā)酵的影響[J].微生物學通報,2007(02):312-314.[43]陳寧,朱曉光,徐慶陽,黃金.基于途徑分析的L一蘇氨酸發(fā)酵過程優(yōu)化[J].天津科技大學學報,2008(03):1-4.

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論