油脂酵母混菌发酵高效处理醇类发酵废水机理与集总动力学研究

基本信息
批准号:51378486
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:陈新德
学科分类:
依托单位:中国科学院广州能源研究所
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:黄超,熊莲,张海荣,罗峻,侯小虎,郭海军,李颖颖,陈雪芳,杨小燕
关键词:
微生物油脂混菌发酵醇类发酵废水油脂酵母
结项摘要

The treatment of alcohol fermentation wastewaters is one difficulty in the downstram of bioenergy industry. Using mixed oleaginous yeast fermentation for the treatment of alcohol fermentation wastewaters could hanlde this problem. At the same time of wastewaters treatment, a large amount to high value-added products will be generated, and the economic income of this bioconversion will be improved. In the mode of mixed oleaginous yeast fermentation, the main scientific issues are "the degration law of organic compounds, the accumualtion law of fermenation products, and the mechanisms of combine metabolism of different strains". To explore above issues, in this work, alcohol fermentation wastewaters is the main studied system, the whole composition analysis of alcohol fermentation wastewaters is the studied base, the oleaginous yeast kept in our lab and other oleaginous yeasts are the main studied objects, and the new technology of using mixed oleaginous yeast fermentation for the treatment of alcohol fermentation wastewaters is built. Moreover, the lumping kinetic model of the new technology will be built by adopting the lumped method. Finally, the degradation laws of organic compounds during the fermentation, and the laws of cell growth and lipid accumulation during the fermentation will be shown. The "mechanisms of combine metabolism" of different strains also will be made clear. By this study, one method with high efficiency for the treatment of alcohol fermentation wastewaters and the method of lipid fermentation base on alcohol fermentation wastewaters will be built. Meanwhile, this technology will be an important addition to development of today's biomass energy technology.

醇类发酵废水的处理是现今生物质能源产业下游工艺的难点,使用油脂酵母混菌发酵处理醇类发酵废水可望在处理废水的同时获得较高的附加值产品,以提高废水处理过程中的经济效益,其中主要关键科学问题是"废水中有机物的降解规律、发酵产物的积累规律,以及不同菌株之间的耦合代谢机理"。围绕该科学问题,本研究以醇类发酵废水为主要研究体系,以醇类发酵废水全组分分析为研究基础,以本课题组保藏的油脂酵母以及其它油脂酵母为主要研究对象,建立油脂酵母混菌发酵高效处理醇类发酵废水的新工艺,阐明混菌发酵的"耦合代谢机理",采用集总方法,建立集总动力学模型,以揭示醇类发酵废水油脂酵母混菌发酵中各种有机成分的降解规律和混菌发酵对整体油脂发酵细胞生长与产物积累的影响规律。本项目的研究可望获得一种醇类发酵废水高效生化处理方法和一种基于醇类发酵废水的油脂发酵方法,该工艺的实现,将会成为现今生物质能源发展的重要补充。

项目摘要

醇类发酵废水的处理是现今生物质能源产业下游工艺的难点,使用油脂酵母混菌发酵处理醇类发酵废水可望在处理废水的同时获得较高附加值的产品,以提高废水处理过程中的经济效益。本项目以醇类发酵废水为主要研究体系,以课题组保藏的油脂酵母为主要研究对象,首先对醇类发酵废水进行组分分析,鉴定了对酵母油脂发酵影响的各类物质;然后在模拟培养基中研究了特殊培养基组成对油脂酵母发酵的影响规律,解释不同菌株的“耦合代谢机理”;进而对比了发酵起始时进行混菌接种、发酵时通过补料方式加入其它酵母等混菌模式处理醇类发酵废水的效果,并考察了培养温度、接种量、初始pH等不同环境因素对基于醇类发酵废水油脂酵母混菌发酵的影响规律,建立了油脂酵母混菌发酵处理醇类发酵废水的工艺;最后通过集总方法建立集总动力学模型实现“化繁为简”,揭示了基于醇类发酵废水油脂酵母混菌发酵的有机物降解及产物积累规律并构建了代谢网络,通过动力学综合分析获得了醇类发酵废水中油脂酵母各种生物转化反应的难易程度,化学平衡的变化等,可以实现代谢网络的快速分析。本项目获得了一种醇类发酵废水高效生化处理方法和一种基于醇类发酵废水的油脂发酵方法,可作为现有生物质化工的技术补充,有效促进生物质化工产业的发展。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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