混菌厌氧发酵代谢产物的调控及其机理研究
城市污泥厌氧发酵产酸条件优化及其机理研究
城市污泥厌氧发酵产酸条件优化及其机理探究一、城市污泥厌氧发酵产酸条件的优化城市污泥厌氧发酵是一种将有机物分解为有机酸的过程，主要通过微生物的代谢作用来完成。
为了获得较高产酸效果，需对发酵条件进行优化。
1.温度：温度是影响污泥发酵产酸效果的关键因素之一。
适合的温度能提高微生物的生长速率和酶的活性，增进有机物的降解。
探究表明，在35-40℃之间，城市污泥的产酸效果最好。
2. pH值：pH值是环境中酸碱度的指标，也是微生物生长和代谢活动的重要因素。
过低或过高的pH值都会对微生物的生长和酶的活性产生抑止作用，从而影响产酸效果。
探究发现，维持在6.5-7.5的中性环境对城市污泥产酸有利。
3. 初始碳氮比：污泥中的有机物主要含有碳和氮，它们的比例对微生物的生长和代谢产酸有一定影响。
探究显示，当初始碳氮比控制在20:1-30:1范围内时，城市污泥的产酸效果较好。
4. 初始污泥浓度：初始污泥浓度影响微生物的密度和生长速率，从而影响产酸效果。
适合的初始污泥浓度能够提高产酸效率。
探究表明，城市污泥的最佳初始浓度约为10%。
二、城市污泥厌氧发酵产酸机理的探究城市污泥厌氧发酵产酸机理包括微生物的生长代谢和有机物的降解过程。
1. 微生物的生长代谢：厌氧发酵过程中，一些厌氧菌群通过碳源的有机酸代谢产生氢气、二氧化碳和酸性物质。
厌氧菌群通过差异代谢机制增进产酸，其中乙酸菌群是产酸的主要功能菌。
2. 有机物的降解：城市污泥中的有机物主要是蛋白质、碳水化合物和脂肪类物质。
在厌氧发酵过程中，这些有机物会经过一系列酶的作用逐渐分解为有机酸，主要包括乙酸、丙酸、丁酸和戊酸等。
此外，城市污泥中的微生物数量、种类和活性也对产酸效果产生影响。
厌氧菌的种类和数量直接影响污泥厌氧发酵产酸的效果。
因此，合理控制微生物菌群的生长和代谢活动有助于提高城市污泥的产酸效果。
三、城市污泥发酵产酸的应用前景城市污泥发酵产酸是一种高效、经济、环境友好的城市污泥处理方法。
厌氧发酵实验
厌氧发酵实验厌氧发酵实验是一种常用于研究微生物在无氧条件下的生长和代谢过程的实验方法。
通过控制实验条件，可以模拟厌氧环境中的微生物代谢，观察其产物生成和生物过程的变化。
本文将介绍厌氧发酵实验的步骤和相关注意事项。
一、实验材料和设备1. 实验材料：- 不同种类的厌氧菌培养液；- 用于菌液接种的培养基；- 发酵产物分析所需的试剂和设备。
2. 实验设备：- 厌氧培养罐；- 恒温恒湿箱；- 离心机；- pH计；- 显微镜等。
二、实验步骤1. 准备工作：- 清洗所有使用的玻璃器皿和设备，使其干净无菌；- 准备好所需的培养基和培养液。
2. 厌氧培养罐的准备：- 将培养基倒入培养罐中，密封好；- 使用高压蒸汽灭菌器对培养罐进行高温高压灭菌，确保培养罐内无菌。
3. 厌氧发酵实验的进行：- 取出灭菌的培养罐，用无菌培养针将厌氧菌接种到培养基中；- 将培养罐放入恒温恒湿箱中，保持适宜的温度和湿度；- 每隔一段时间，取出培养罐进行样品采集，进行产物分析。
4. 产物分析：- 将采集到的样品进行离心分离微生物细胞和发酵产物；- 对分离得到的细胞和发酵产物进行相应的化学检测和分析；- 使用显微镜观察细胞的形态和数量变化。
三、注意事项1. 实验条件的控制：- 在实验过程中，严格控制实验条件，如温度、湿度等；- 厌氧培养罐的密封性很重要，确保无氧条件的维持。
2. 操作安全：- 在进行实验操作时，需戴好实验手套和口罩，注意个人安全；- 对于产生的废液和废物，应按照规定的程序进行处理。
3. 数据记录和分析：- 在实验过程中，要准确记录各项数据和实验结果；- 对实验结果进行合理的数据分析，得出相应的结论。
结论厌氧发酵实验是一种重要的实验方法，通过该实验可以研究微生物的生长和代谢过程。
在实验过程中，需要严格控制实验条件，确保实验结果的准确性。
实验结果的分析和结论对于深入理解微生物的代谢机制具有重要的意义。
通过进一步的研究和应用，厌氧发酵实验可以在工业生产和环境治理等领域发挥重要作用。
第五章发酵机制与代谢调控
[ATP]+1/2[ADP]
能荷=
×100%
[ATP]+ [ADP]+[AMP]
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• 能荷调节：指细胞通过改变ATP、ADP和AMP 三者比例来调节其代谢活动。
• 当体系中ATP含量高时，ATP抑制磷酸果糖激 酶和丙酮酸激酶的活性，使糖酵解减少；
• 当需能反应加强，ATP分解为ADP、AMP， ATP减少，ADP、AMP增加，ATP的抑制作用 解除。
3-P-甘油酸 2-P-甘油酸
乙醇 乙乳醛酸 丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸
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4ATP
2CH3COCOOH Mg2+
2ATP
2CO2 2CH3CHO NADH+H+
NAD+
C6H12O6
Байду номын сангаас
2C2H5OH
1、从Ｇ－－乙醇，无氧气参与，是无氧呼吸过程。
2、有脱氢反应，脱下的氢由辅酶Ⅰ携带。还原型 NADH+H+通过与乙醛反应而重新被氧化的。
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受能荷调节的酶系
R代表ATP合成系统；U代表ATP消耗系 统
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第一节 厌氧发酵机制与代谢调控
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一、酵母菌的酒精发酵
1.乙醇生产机制 酵母中，葡萄糖经酵解途径生成丙酮酸，无氧
厌氧发酵生物制氢影响因素的研究
声 明 本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。
论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其它学位而使用过的材料。
与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
作者签名：日期： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。
本人授权沈阳建筑大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。
（如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。
）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年□一年□一年半□两年□作者签名：导师签名：日期：日期：硕士研究生学位论文第一章绪论 9第一章 绪 论 1.1 课题背景能源在经济发展，科技进步和提高人民生活水平的过程中起到重要作用，它推动社会进步，影响人类社会的可持续发展。
随着科技的发展和人民生活水平的提高，人们对能源的需求量也与日俱增，据报道世界上最近几十年内能源的消耗量相当于过去几百年的消耗量总和[1]，目前人类所使用的能源中有98%是化石能源[2]例如煤炭、石油和天然气。
地球上的化石能源都是不可再生的，而且它们的储存量是十分有限的面临枯竭的危险。
据专家推测，如果按照现有储量[3]开采技术和消耗速度来推算，煤、石油、天然气的可使用有效年限分别为一百多年、五十几年年和三十几年我国人口众多，能源危机十分严峻。
我国虽然地大物博资源丰富但人均资源占有量在世界上处于较低水平，比其它发达国家低得多。
随着我国的经济不断增长，生产力不断提高。
我国的能源消耗量不断上涨，但利用率低，比起许多发达国家我们的技术落后，开采不完善。
目前我国能源基本上是自给自足，满足国内消费为主，但随之而来的一系列环境污染问题，水资源匮乏问题都呈现出来。
大肠杆菌的代谢途径及调控机制
大肠杆菌的代谢途径及调控机制大肠杆菌（Escherichia coli）是一种广泛存在于自然环境中的革兰氏阴性杆菌。
它是常见的消化道菌群成员之一，也是重要的实验室模式生物。
大肠杆菌代谢途径的理解对于理解生命现象的各个层面具有重要意义。
在本文中，将介绍大肠杆菌的代谢途径及调控机制。
总体代谢途径大肠杆菌的代谢途径可以分为两个部分：有氧代谢和厌氧代谢。
有氧代谢是指在有足够含氧量的情况下，细胞利用氧气氧化代谢底物，产生更多的ATP。
厌氧代谢是指在缺氧的情况下，细胞不利用氧气氧化代谢底物，在发酵作用下产生更少的能量。
这两种代谢途径为大肠杆菌提供了在不同环境下生存的能力。
有氧代谢途径大肠杆菌的有氧代谢主要包括三种途径：糖酵解途径、三羧酸循环及呼吸链。
糖酵解途径：大肠杆菌中最为重要的代谢途径是糖酵解途径。
它包括十个步骤，将葡萄糖分解为两个分子的丙酮酸，同时产生两个分子的ATP。
在乳酸菌等其他微生物中，糖酵解途径可直接生成乳酸。
但大肠杆菌的糖酵解途径最终生成的是丙酮酸、乳酸、乳酸酸或无氧乙酸。
这些化合物可以被呼吸链进一步代谢，在细胞内持续产生能量。
三羧酸循环：大肠杆菌的三羧酸循环是一种周期性的反应，在细胞内循环进行。
三羧酸循环也被称为卡布酸循环或柠檬酸循环。
它涉及到多个底物的代谢，包括葡萄糖、脂肪酸和蛋白质分解生成的氨基酸。
三羧酸循环的反应产生NADH和FADH2，这些被转移到呼吸链中，进一步产生ATP。
呼吸链：呼吸链是由一系列氧化还原反应组成的过程。
在有氧条件下，细胞通过呼吸链转移电子，并最终将它们转移到氧分子上，形成水分子。
这些反应产生电荷，这些电荷最终用来产生ATP。
同时，呼吸链用于维持细胞的内部环境，防止过多的还原中间产物在细胞中积累。
厌氧代谢途径在缺氧环境下，大肠杆菌通过发酵作用代谢底物，并产生少量的ATP。
大肠杆菌的厌氧代谢途径包括糖酵解途径、无氧乙酸发酵途径等。
糖酵解途径：当大肠杆菌在缺氧的环境下，无法将氧转化为ATP，因此它使用糖酵解途径在缺氧条件下生成少量的ATP。
发酵过程的代谢控制
生产规模放大
在大型发酵罐规模进行试验。将小型发
酵罐的优化条件在大型反应器上得以实
现,达到产业化的实现。
第二节
发酵过程的中间分析
发酵过程的中间分析是生产控制的眼睛。 这些代谢参数又称为状态参数，因为它们反映 发酵过程中菌的生理代谢状况，如pH，溶氧， 尾气氧，尾气二氧化碳，粘度，菌浓度等
代谢参数按性质分可分三类： 物理参数：温度、搅拌转速、空气压力、空气流
一、温度对生长的影响
每种微生物对温度的要求可用最适温度、最 高温度、最低温度来表征。
微生物受高温的伤害比低温的伤害大，即超
过最高温度，微生物很快死亡；低于最低温
度，微生物代谢受到很大抑制，并不马上死
亡。这就是菌种保藏的原理。
二、温度对发酵的影响
1、温度影响反应速率
发酵过程的反应速率实际是酶反应速率，酶反应有一个最适温度。 从阿累尼乌斯方程式可以看到 dlnKr/dt=E/RT2
培养后期，菌体已基本上停止繁殖，主要靠菌体内
的酶系进行代谢作用，产生热量不多。
2、搅拌热Q搅拌
搅拌热与搅拌轴功率有关，可用下式计算： Q搅拌＝P×860×4186.8（焦耳/小时） P——搅拌轴功率 4186.8——机械能转变为热能的热功当量
电机功率P=
3EI cos
E——额定电压 I——额定电流 cosφ ——功率因素，1千瓦时＝860×4186.8焦耳
一般在发酵中后期为保证产生次级代谢产物， 有意使菌体处于半饥饿状态。 后期的补料控制是关键。
3、糖含量
微生物生长和产物合成与糖代谢有密切关系。
糖的消耗 反映产生菌的生长繁殖情况
反映产物合成的活力
糖含量测定包括总糖和还原糖。
总糖指发酵液中残留的各种糖的总量。
细菌生化反应的原理
细菌生化反应的原理细菌是一类微小的单细胞生物，它们在自然界中广泛存在，并且对环境中的物质具有丰富的代谢能力。
细菌的生化反应是指细菌通过代谢过程对外界物质进行转化的过程，这些反应在维持细菌生存、生长和繁殖中起着至关重要的作用。
细菌的生化反应主要涉及到三个方面：酵素、代谢途径和调控机制。
一、酵素酵素是细菌生化反应中的关键因素，它们作为生物催化剂，能够加速化学反应的进行，降低反应的能垒。
细菌拥有多种酵素，每种酵素都对应着特定的底物和产物。
通过酵素的催化作用，细菌能够在较温和的条件下将底物转化为产物，实现能量的获取和物质的转化。
二、代谢途径细菌的代谢途径主要包括有氧呼吸、厌氧呼吸和发酵。
有氧呼吸是指在有氧条件下，细菌利用底物（如葡萄糖）通过一系列酶催化反应，最终将底物氧化为二氧化碳和水，释放出大量的能量。
厌氧呼吸是指在缺氧条件下，细菌利用底物通过一系列酶催化反应，将底物氧化为其他物质，产生少量能量。
发酵是指在无氧条件下，细菌通过一系列酶催化反应将底物转化为酸、醇、气体等产物，释放出少量能量。
三、调控机制细菌的生化反应受到复杂的调控机制的控制，以确保细菌能够根据外界环境的变化进行适应。
调控机制主要包括基因表达调控和代谢调控两个方面。
基因表达调控是指通过对特定基因的转录和翻译的调控，来控制酶的合成和活性，从而影响细菌的代谢反应。
代谢调控则是通过代谢产物的反馈机制来调节酶的活性，以保持代谢途径的平衡和稳定。
细菌生化反应的原理示意图如下：（图示细菌，酵素，代谢途径和调控机制之间的关系）细菌通过酵素催化反应，将底物转化为产物，实现能量的获取和物质的转化。
这些反应主要通过有氧呼吸、厌氧呼吸和发酵这三种代谢途径进行。
在这些反应过程中，细菌通过调控基因表达和代谢产物的反馈机制，保持代谢途径的平衡和稳定。
细菌生化反应的原理对于我们了解细菌的生存、生长和繁殖机制具有重要意义。
通过深入研究细菌的生化反应，我们可以进一步探索细菌在环境净化、食品发酵、医学治疗等方面的潜在应用。
厌氧发酵产酸微生物种群生态及互营关系研究
厌氧发酵产酸微生物种群生态及互营关系研究一、本文概述《厌氧发酵产酸微生物种群生态及互营关系研究》是一篇深入探讨厌氧发酵过程中产酸微生物种群生态及其互营关系的研究文章。
厌氧发酵作为一种重要的生物转化过程，广泛存在于自然环境和工业应用中，如废水处理、生物质能源生产等。
在这个过程中，产酸微生物扮演着至关重要的角色，它们通过分解有机物质产生各种有机酸，进而参与到更为复杂的生物化学反应中。
本文首先介绍了厌氧发酵的基本概念、原理及其在环境保护和能源开发等领域的应用价值。
随后，文章详细阐述了产酸微生物在厌氧发酵过程中的生态学特征，包括它们的种群结构、生长特性、代谢途径等。
通过对产酸微生物种群生态的深入研究，有助于我们理解这些微生物在厌氧发酵中的功能和作用机制。
在此基础上，文章进一步探讨了产酸微生物之间的互营关系。
互营关系是指不同微生物之间通过物质和能量的交换而形成的一种共生关系。
在厌氧发酵过程中，产酸微生物与其他微生物之间存在着复杂的互营关系，这些关系对于整个发酵过程的稳定性和效率具有重要影响。
通过深入研究这些互营关系，我们可以为优化厌氧发酵工艺、提高发酵产物的质量和产量提供理论依据。
《厌氧发酵产酸微生物种群生态及互营关系研究》旨在全面解析厌氧发酵过程中产酸微生物的种群生态和互营关系，以期为提高厌氧发酵技术的应用水平和推动相关领域的发展提供有益参考。
二、厌氧发酵产酸微生物种群生态厌氧发酵产酸过程是一个复杂的微生物群落活动，涉及多种微生物的协同作用。
这些微生物种群生态的研究对于理解和优化厌氧发酵过程至关重要。
在厌氧环境中，微生物通过分解有机物质产生能量和生物质，其中一部分微生物专门负责产酸阶段的任务。
厌氧发酵产酸微生物种群主要包括乳酸菌、醋酸菌、丙酸菌和丁酸菌等。
这些微生物在厌氧条件下通过不同的代谢途径，将复杂的有机物质分解为简单的有机酸，如乳酸、醋酸、丙酸和丁酸等。
这些有机酸不仅可以用作生物能源和生物化工的原料，还参与后续的厌氧发酵过程。
代谢控制发酵
添加标题
代谢控制发酵的未来发展趋势
代谢控制发酵的研究热点和难点
代谢调控机制的研究 微生物代谢网络的研究 代谢工程的应用研究 微生物发酵过程的优化和控制
代谢控制发酵的研究趋势和发展方向
代谢控制发酵技术的深入研究：通过基因工程、蛋白质工程等手段，对代谢途径进行精确调 控，提高发酵产物的产量和纯度。
智能化和自动化技术的应用：利用人工智能、大数据等技术手段，实现代谢控制发酵过程的 智能化和自动化，提高生产效率和产品质量。
代谢控制发酵
汇报人：PPT
代谢控制发酵的基本概念 代谢控制发酵的研究进展
代谢控制发酵的基本概念
代谢控制发酵的定义
代谢途径：控制微生物生长繁殖的过程 发酵过程：利用微生物生产产品的过程 代谢控制发酵：通过控制代谢途径来优化发酵过程 目的：提高产品产量、质量或降低成本等
代谢控制发酵的目的和意义
目的：通过控制代谢过程，提高微生物产品的产量和收率
生物能源和生物材料的研究：利用代谢控制发酵技术，生产生物能源和生物材料，降低对传 统能源和材料的依赖，促进可持续发展。
拓展应用领域：将代谢控制发酵技术应用于医疗、环保等领域，开发新型药物、生物催化剂 等，推动相关领域的发展。
THANK YOU
汇报人：PPT
意义：实现微生物发酵过程的优化和控制，提高生产效率和产品质量 与传统发酵相比的优势：能够更好地控制发酵过程，提高产品纯度和稳 定性 应用领域：医药、食品、化工等领域
代谢控制发酵的研究进展
代谢控制发酵的研究现状
代谢控制发酵的原理介绍
代谢控制发酵的应用案例
添加标题
添加标题代谢控制发酵Fra bibliotek技术手段添加标题
好氧菌和厌氧菌的研究及其应用
好氧菌和厌氧菌的研究及其应用细菌是一种单细胞微生物，它们被广泛地分为两类：好氧菌和厌氧菌。
好氧菌需要氧气来生长和繁殖，它们通过呼吸将氧气转化为能量。
而厌氧菌则无法利用氧气，它们通过发酵和其它代谢方式来生存。
这两种菌在生物学、医学和环境科学中具有重要的研究价值和应用前景。
一、好氧菌的研究1. 好氧菌生态学好氧菌数量庞大，在自然环境中广泛存在，它们在环境质量调查和废水处理等领域中扮演着重要角色。
科学家们对好氧菌的生态学研究着重于了解这些菌在生态系统中的分布情况、代谢特征以及它们对环境因素的响应。
该领域的研究为保护环境和有效利用资源提供了参考依据。
2. 好氧菌与人类健康的关系好氧菌在人体内生长繁殖，是人类肠道菌群中的重要一员，起着调节肠道菌群平衡、支持营养消化、提高免疫力等作用。
因此，好氧菌对人类健康的影响引发了科学家们的极大兴趣。
近年来，越来越多的研究表明，不同种类的好氧菌对人体有不同的影响，有助于开发新型功能性食品和药物。
二、厌氧菌的研究1. 厌氧菌的代谢研究厌氧菌的代谢过程与好氧菌不同，它们可以在无氧条件下发酵和代谢，产生不同的产物和代谢产物。
因此，厌氧菌在发酵、醇类和氢气的生产等领域中具有广泛的应用价值。
2. 厌氧菌与环境污染治理厌氧菌在环境污染治理中扮演着重要角色。
它们可以在废水处理、沼气生产等领域中应用，有效地将有机物分解，每年有大量的废水和有机废弃物被处理成有用的资源。
三、好氧菌和厌氧菌的应用1. 废水处理好氧菌和厌氧菌在废水处理中是不可或缺的。
厌氧菌可以通过厌氧消化作用减少有机污染，而好氧菌可以在污染物分解和氮循环中发挥重要作用。
2. 发酵发酵是利用细菌在特定条件下进行代谢和繁殖，产生可用的产品或代谢产物的过程。
厌氧菌的发酵技术被广泛应用于酒精、乳酸和醋酸等产品的生产。
3. 生态修复好氧菌和厌氧菌可以用于生态修复，例如修复土壤和水质污染。
这些菌可以将有害化学物质分解成无害的物质，在环境保护和土地资源管理中发挥着重要作用。
发酵过程中的微生物代谢途径与调控机制研究
发酵过程中的微生物代谢途径与调控机制研究发酵是一种被广泛应用于食品生产、药物制造和能源生产等领域的生物技术方法。
在发酵过程中，微生物的代谢途径和调控机制起着至关重要的作用。
本文将从微生物的代谢途径和调控机制两个方面进行讨论。
微生物的代谢途径是指微生物在发酵过程中通过一系列化学反应将底物转化为产物的途径。
常见的微生物代谢途径包括糖酵解途径、葡萄糖酸途径、乳酸发酵途径等。
其中，糖酵解途径是最为常见的代谢途径之一。
在糖酵解途径中，微生物将葡萄糖分解为丙酮酸和乙醛，再通过丙酮酸和乙醛的转化产生乳酸、醇、乙酸等产物。
葡萄糖酸途径是另一种代谢途径，微生物在此途径中将葡萄糖转化为葡萄糖酸，再将葡萄糖酸进一步转化为乳酸。
乳酸发酵途径则是将葡萄糖直接转化为乳酸的代谢途径。
不同的微生物会选择不同的代谢途径来满足自身的能量需求和代谢产物的需求。
微生物的代谢途径受到多种调控机制的调控，以确保发酵过程能够顺利进行并产生高效的产物。
其中，环境因素是最为重要的调控机制之一。
微生物对环境的pH值、温度等因素非常敏感，过高或过低的环境条件可能会抑制微生物的代谢途径。
例如，大肠杆菌在碱性环境下会抑制糖酵解途径的进行，而在酸性环境下则会促进糖酵解途径的进行。
此外，底物浓度和产物浓度也是调控微生物代谢途径的重要因素。
当底物浓度过低或产物浓度过高时，微生物的代谢途径可能会受到抑制。
微生物通过感知环境中底物和产物浓度的变化，调节代谢途径的进行。
另外，微生物的基因调控也起着重要的作用。
微生物的基因组中包含了一系列调控基因，这些调控基因能够控制特定代谢途径中关键酶的合成。
通过调节这些酶的合成量，微生物能够在不同环境条件下选择合适的代谢途径。
这些调控基因受到内源和外源信号的调控，包括底物和产物浓度的变化、细胞内外环境的变化等。
微生物的基因调控能够实现代谢途径的快速调整，从而适应不同的环境条件和产物需求。
最后，微生物的代谢途径和调控机制的研究对于发酵工艺的优化和微生物菌种的选育具有重要意义。
厌氧发酵原理及其工艺
1.4 实验研究目的，技术路线我国目前的农作物发酵制沼气技术与发达国家相比,起步较晚,大型项目的运行经验相对较少。
由于我国幅员辽阔,不同地域的农作物资源种类不同,其物理和化学性质也有较大的差别,加之我国不同地区年平均气温差别较大,使我国农作物厌氧发酵制备沼气的大型项目难有统一的设计参数标准。
对于不同的大型沼气项目,必须结合项目实际的农作物种类和物性、气候条件、供热条件、沼液和沼渔的消纳和后续处理工艺、农作物的价格和最大运输半径、原料的储存和供料方式、发电机组的选型等因素进行综合考虑,才能使项目实施后获得最佳的经济和社会效益。
根据我国农作物制备沼气技术的应用现状,结合本文研究的农作物制备沼气项目实际案例,本文的研究目的为:;研究发酵原料的物理化学性质和产气率,提出合理估算农作物（主要是黄瓜藤）和粒径的方法,为项目实例提供工艺选择、系统设计和经济性计算提供可靠依据。
为了实现上述目的,本文研究内容主要集中如下几个方面:（1）研究农作物破碎预处理的特点,为合理计算破碎预处理能耗提供计算方法。
（2）研究了黄瓜藤的鲜活度对发酵产气量和产气速率等因素的影响。
（3）不同投配率对发酵产气量和产气速率等因素的影响；为了厌氧发酵反应的持续反应，同时还研究不同投配率对于pH值的影响。
1.5 论文章节安排本论文共包括六章内容。
第一章介绍课题的研究背景，国内能源消费和可再生能源利用现状，以及课题的主要研究内容和意义。
第二章厌氧发酵反应制备沼气的基本原理和影响参数。
第三章阐述农作物的破碎原理，从中说明粒度与能耗间的关系，并且从能耗的角度分析不同粒度的颗粒的耗能情况。
第四章针对需要采用实验方法对各个因素进行研究，确定实验的数据测量的方法以及实验进行过程中需要的注意事项，防止实验失败。
第五章实验采用定制CSTR厌氧反应器对黄瓜藤在中温条件下进行厌氧消化反应实验，研究系统的稳定性能和产气性能。
第六章作出对课题的总结和展望，总结本课题的研究成果，并提出不足之处和以后还需进一步研究的方向。
发酵过程中与微生物相关工艺参数的调控方法资料
9、黏度 10、浊度 11、料液流量 12、产物的浓度 13、氧化还原电位 14、废气中的氧含量 15、废气中的CO 2含量 16、菌丝形态 17、菌体浓度
2.1 pH 值的控制
2.1.1 pH值对发酵的影响
1.影响培养基某些组分和中间产物的离解
2.影响酶的活性
3.影响微生物细胞膜所带电荷的状态，改变细胞膜 的通透性
2.1.1 pH值对发酵的影响
4.pH不同，往往引起菌体代谢过程不同，使代 谢产物的质量和比例发生改变。
例如：黑曲霉在pH2~3时发酵产生柠檬酸，在 pH近中性时，则产生草酸。
2.1.2发酵过程pH值的变化
pH值
培养过程中 培养液pH值 的大致变化 趋势
培养时间
在发酵过程中，随着菌种对培养基种碳、氮 源的利用，随着有机酸和氨基酸的积累，会 使pH值产生一定的变化。
生物热：产生菌在生长繁殖过程中，释放的大量热量。 搅拌热：由于搅拌器的转动引起液体的摩擦产生的热量。 蒸发热：发酵液蒸发水分带走的热量。 显热：发酵排气散发带走的热量。
辐射热：由于罐内外的温差，辐射带走的热量。
2.2.2影响发酵温度变化的因素
发酵热（Q发酵）是发酵温度变化的主要因素。
Q发酵＝Q生物＋Q搅拌－Q蒸发－Q辐射－Q显
酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精 乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶 利用真菌生产青霉素 利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、
干扰素和生长激素
2.发酵工程的主要的控制参数
1、pH值（酸碱度） 2、温度 3、溶解氧浓度 4、基质含量 5、空气流量 6、压力 7、搅拌转速 8、搅拌功率
发酵过程中与微生物 相关工艺参数的调控方法
目录
1.发酵工程的定义及应用
好氧菌和厌氧菌的共生机制
好氧菌和厌氧菌的共生机制好氧菌和厌氧菌是两种不同的细菌，它们生长在不同的环境中，有着不同的代谢方式和需求。
而在自然环境中，这两种菌群往往会形成复杂的细菌共生系统，它们之间互相影响，通过配合、竞争和交换代谢产物来共同生存。
这种复杂的共生机制在自然界中普遍存在，深入研究这些机制对于我们了解和掌握自然界规律具有重要意义。
一、好氧菌和厌氧菌的基本特征好氧菌和厌氧菌主要区别在于它们的代谢方式。
好氧菌需要充足的氧气来进行能量代谢，它们通过氧化糖分解会产生二氧化碳和水。
相比之下，厌氧菌在没有或极少氧气的环境中生长，它们主要依靠发酵代谢糖分解产生能量。
厌氧菌的生存对于环境的酸碱度、氧气含量、营养物质等都有一定的要求，只有在这些条件得到满足的情况下，它们才能正常生长。
二、细菌共生系统的分类和特征细菌共生系统根据细菌之间的关系和代谢模式可以分为三类：互助型、竞争型和生态系统型。
互助型共生系统指的是两个或多个不同种类的细菌在特定的环境下产生互惠互利的效应，它们通过共同的代谢产物来为对方提供营养物质和环境保护。
竞争型共生系统则是两种细菌之间的竞争关系，它们之间通过分泌毒素和侵入对方的细胞来竞争生存资源。
生态系统型共生系统则是一个更加复杂的系统，它涉及到多种生物的相互作用，包括不同级别的生产者、食草者和食肉者，这些生物之间通过竞争和合作来维持整个生态系统的平衡。
三、好氧菌和厌氧菌的共生机制在自然环境中，好氧菌和厌氧菌之间建立了多种不同的共生关系。
有些好氧菌和厌氧菌之间互相补充，有些则是竞争关系，还有一些则是间接的互惠共生关系。
1. 厌氧呼吸作用的配套作用有些好氧菌和厌氧菌之间存在着互补的代谢方式。
例如，有些好氧菌通过吸收大量的氧气将金属离子氧化成可以被厌氧菌利用的形式，而这些厌氧菌则利用这些被氧化的金属离子进行厌氧呼吸，产生大量的能量。
这种好氧菌和厌氧菌之间的配套作用对于底部水层内的细菌群体特别重要，因为它们往往需要采取这种方式来维持生存。
污泥厌氧发酵产酸的研究进展及应用
污泥厌氧发酵产酸的研究进展及应用污泥是污水处理过程中产生的含有有机物的混合废弃物，其处理一直是环境保护领域的难题之一。
污泥厌氧发酵产酸是近年来备受研究关注的新兴技术，该技术将污泥中的有机物在无氧条件下通过微生物转化为有机酸，具有资源化利用污泥和能源回收的双重优势。
本文将围绕污泥厌氧发酵产酸的研究进展及应用进行深入探讨。
一、污泥厌氧发酵产酸的原理污泥厌氧发酵产酸是以酸化过程为主，通过微生物的代谢作用将有机物转化为有机酸的过程。
该过程主要涉及到厌氧消化、有机酸生成和气体产生等环节。
1. 厌氧消化厌氧消化是指在缺氧或无氧条件下，利用厌氧菌和厌氧微生物将有机废弃物分解成低分子有机物的过程。
这个过程通常发生在堆肥堆中或者是由污泥微生物完成，其主要目的是降低有机污泥的数量和改善其稳定性。
2. 有机酸生成有机酸是在厌氧条件下由有机废弃物通过分解代谢生成的中间产物。
典型的有机酸包括乙酸、丙酸、丁酸和酒石酸等。
生成有机酸的微生物主要是厌氧性酸生成菌，例如乳酸菌、丙酸菌和酪酸菌等。
有机酸不仅可以作为化学原料被利用，还可以作为生物能源进行回收利用。
3. 气体产生在污泥厌氧发酵过程中，除了有机酸的生成外，还会产生大量的气体。
常见的气体有甲烷、氢气、二氧化碳等。
其中，甲烷是一种重要的可再生能源，其产生量可达到总气体产量的60%以上。
二、污泥厌氧发酵产酸的研究进展近年来，污泥厌氧发酵产酸技术得到了广泛关注和研究。
研究者们试图通过优化反应参数、调控微生物菌群、改良发酵设备等手段提高产酸效果和经济效益。
1. 优化反应参数反应温度、pH值和有机废弃物的浓度是影响发酵产酸效果的重要参数。
一般而言，适宜的发酵温度为35-40℃，pH值控制在4.5-6.0之间，有机废弃物浓度在40-60g/L之间。
适宜的反应参数可以提高产酸效果和污泥降解速率。
2. 调控微生物菌群厌氧性酸生成菌是污泥厌氧发酵产酸过程中的关键微生物。
研究者们通过增加菌种数量、调控厌氧条件、添加辅助菌群等方式来优化菌群结构，提高产酸效果。
厌氧细菌发酵代谢机制研究进展
厌氧细菌发酵代谢机制研究进展厌氧细菌是一类不能在氧气存在下生存的微生物，它们能够利用别的代替物质完成代谢过程。
这类细菌的代谢机制一直以来都备受研究者关注。
特别是它们的发酵代谢机制，对于环境保护和生物能源的研究拥有重要的意义。
本文将介绍厌氧细菌发酵代谢机制研究的进展，并探讨其应用前景。
一、发酵代谢机制的分类厌氧细菌利用各种氧化剂作为电子受体，进行自身的代谢过程。
其代谢过程主要分为三类：1.乳酸型发酵2.醇型发酵3.酸型发酵这三类发酵代谢机制，都可以将底物分解，转化为电子和氢离子，生成各自的产物。
二、乳酸型发酵乳酸型发酵是指厌氧细菌将底物转化为乳酸的代谢过程。
其过程主要有三步：1.底物水解成糖2.糖被酵母菌发酵成乳酸3.乳酸能够作为一种有机酸，继续被其他生物或其他厌氧生物作为电子受体这种发酵在肌肉细胞中也有所体现，其产生的乳酸在高强度运动中，可能会导致肌肉疲劳。
不过，对于环境保护和生物能源，乳酸型发酵则非常有意义。
三、醇型发酵醇型发酵分解底物产生的是醇类化合物。
与乳酸型发酵不同，醇型发酵的产物需要重新氧化成为二氧化碳和水。
醇型发酵的过程涉及到多种酶的催化作用，其中乙醇是常见的产物之一。
醇型发酵发酵代谢过程不如乳酸型发酵简单，但其是产生生物能源（如生物柴油和生物乙醇）的重要途径。
四、酸型发酵酸型发酵中，代谢产物为有机酸。
酸型发酵的过程是最常见的厌氧细菌代谢类型。
其中，产生的氢气可用来制取生物氢能源。
而生成的醋酸则在麻醉品制造、塑料制造、清洁剂和油漆等领域大量使用。
五、应用前景厌氧细菌代谢机制的研究，不仅有助于我们了解这些细菌的生长特征和代谢过程，更使得我们认识到了生物能源的重要性。
今天，随着环境保护和可持续能源的重要性日益凸显，厌氧细菌发酵代谢机制无疑具有巨大的应用前景。
厌氧细菌的发酵代谢技术，不仅可以解决废弃物的处理问题，还能够产生大量的生物能源，逐渐减少对传统化石能源的依赖，实现实现可持续发展。
在以后的研究中，除了发挥厌氧细菌代谢产能的优势，还需进一步挖掘其它发酵代谢类型中未被发现的代谢产物，以满足人们不断增长的环境保护和可持续能源的需求。
真菌和细菌生产次生代谢产物的分子调控机制
真菌和细菌生产次生代谢产物的分子调控机制真菌和细菌都是生物界中非常重要的一类微生物。
它们能够生产出许多重要的生物活性物质，其中包括生物杀虫剂、抗菌素、激素、色素等等，这些物质被称为次生代谢产物。
在微生物的代谢过程中，次生代谢物的合成是在特定的生物学时期或某些环境刺激下发生的，它们在微生物世界中具有非常重要的生态地位。
那么，什么是分子调控机制呢？微生物合成生物活性物质的过程受到很多因素的影响，其中最主要的是生长环境、营养状况和表观遗传学因素的变化。
这些不同的因素可以通过调控次生代谢产物合成途径中的关键酶的表达、酶活性或合成底物的供应来影响次生代谢合成过程。
在微生物的代谢过程中，真菌和细菌都存在着相似的次生代谢产物。
比如，青霉素是由青霉菌属的真菌产生的一种次生代谢产物，而链霉素则是由链霉菌属的细菌合成的一种次生代谢产物。
虽然真菌和细菌的次生代谢合成产物有很多相似性，但是它们的合成途径以及其分子调控机制则是存在很大的差别的。
以青霉菌为例，它的次生代谢产物主要是由多个编码次生代谢产物酶及调节蛋白的基因簇控制合成。
这些基因簇通常会受到细胞内环境、外部营养供应和压力变化等因素的影响，从而激活次生代谢产物的合成。
在真菌的合成途径中，特定的转录因子也会通过介导信号通路参与次生代谢合成的调控。
当细胞感受到外部的刺激时，转录因子从细胞核向细胞质运动，进而激活或者抑制整个次生代谢途径的合成。
在细菌的合成途径中，相关的基因通常会散落在不同的染色体区域中，这就使得细菌中次生代谢物的合成途径比真菌更加复杂。
而且，相比于真菌，细菌的次生代谢物合成途径更容易受到环境变化的影响。
细菌中的次生代谢产物合成途径会受到多种信号通路、转录因子和其他调节蛋白的调节。
总之，真菌和细菌生产次生代谢产物的分子调控机制非常复杂。
这些微生物合成次生代谢物的过程受到很多内在和外在的因素的调节，从而使得次生代谢合成途径呈现出非常复杂的网络结构。
在未来的研究中，我们可以通过运用生物化学、基因组学、转录组学以及其他生物信息学手段，更加深入地探究微生物次生代谢物合成的分子调控机制，为生物活性物质的开发及使用提供更为科学的理论依据。
第一节厌氧发酵机制与代谢调控
第一节厌氧发酵机制与代谢调控细胞通过不同的代谢途径将有机物转化为能量和终产物。
在有氧条件下，细胞通过线粒体内的呼吸链将有机物氧化成二氧化碳和水，产生大量的能量。
而在无氧条件下，细胞则通过厌氧发酵将有机物转化为能量。
厌氧发酵机制是一种细胞在没有氧气存在的情况下，通过将有机物转化为能量和产生可回收的代谢产物的过程。
厌氧发酵机制可以在各种细胞中发生，包括微生物、动物和植物细胞。
常见的厌氧发酵产物有酒精、乳酸和乙酸等。
不同的细胞采用不同的厌氧发酵方式。
例如，酵母菌在无氧条件下通过乙醇发酵将葡萄糖转化为乙醇和二氧化碳。
乳酸菌则通过乳酸发酵将葡萄糖转化为乳酸。
嗜热菌在无氧条件下通过硫酸盐还原作用将有机物转化为硫化氢。
厌氧发酵的关键步骤是糖酵解。
糖酵解是指将葡萄糖分解为乳酸、乙醇或其他产物的过程。
糖酵解分为两个阶段：糖分解和发酵。
在糖分解阶段，葡萄糖经过一系列酶的作用被分解为多个分子的丙酮酸。
在发酵阶段，丙酮酸被进一步转化为相应的产物。
厌氧发酵的代谢调控对细胞的生存和适应环境起着重要作用。
细胞通过调节相关的代谢途径和酶的活性来适应环境中的变化。
其中一个重要的调节因子是细胞内氧气水平。
当氧气水平降低时，细胞会启动厌氧发酵途径来维持能量供应和代谢平衡。
另一个调控厌氧发酵的重要因子是能量状态。
细胞通过感知细胞内ATP水平和NADH/NAD+比值来调节糖酵解和厌氧发酵途径。
当ATP水平较低或NADH/NAD+比值较高时，细胞会增加糖酵解和厌氧发酵的速率以产生更多的ATP和NAD+。
此外，转录调控也在厌氧发酵的代谢调控中发挥作用。
细胞会通过调节相关基因的表达来控制厌氧发酵途径的活性。
例如，在酵母菌中，Hap1是一个转录因子，调控着乙醇发酵途径相关基因的表达。
总之，厌氧发酵是细胞在无氧条件下将有机物转化为能量和产生代谢产物的重要代谢途径。
细胞通过调节糖酵解和厌氧发酵途径的活性、感知细胞内氧气水平和调节能量状态来调控厌氧发酵途径。
乳酸发酵菌代谢和生化途径研究
乳酸发酵菌代谢和生化途径研究近年来，乳酸发酵菌代谢和生化途径的研究备受关注。
这些微生物能够将碳源（如葡萄糖）通过发酵代谢转化为乳酸，从而产生能量和中间代谢产物。
在食品、药物和生物制品等领域中，乳酸发酵菌已经成为重要的微生物资源之一。
本文将从乳酸发酵菌的代谢途径、酶系统和调控机制三个方面，探讨乳酸发酵菌的代谢生化途径研究现状和发展趋势。
乳酸发酵菌的代谢途径目前已知的乳酸发酵菌代谢途径有两种：1)糖原途径和2)乳酸途径。
糖原途径主要发生在细胞内，亦称为Embden-Meyerhof-Parnas途径（EMP途径）。
第一步是糖的磷酸化，产生糖磷酸、乳酸酶和ATP。
糖磷酸分解反应是EMP途径的核心反应，其产物可被用作能量来源或中间代谢产物。
与此不同，乳酸途径主要发生在细胞质外，涉及外泌的乳酸脱氢酶（LDH）。
乳酸途径所需酶的合成速率快于EMP途径，不仅能保障糖的正常分解，而且可使菌株适应低pH等外部环境压力。
乳酸发酵菌的酶系统在乳酸发酵菌分解糖源转化为乳酸的过程中，有一些关键酶对于维持代谢的平衡和水平起着至关重要的作用。
磷酸六羧酸酯酶（PEP）和丙酮酸磷酸酯酶（PDF）是糖原途径中最为核心的酶之一，通过转化磷酸酯来释放磷酸基和能量。
而LDH作为乳酸途径的重要酶，在催化乳酸-丙酮酸平衡反应中扮演着至关重要的角色，其通过还原乙酰辅酶A（Ac-CoA）来生成乳酸。
除此之外，果糖激酶、磷酸果糖激酶和己糖激酶等酶也是重要的代谢途径酶。
乳酸发酵菌的调控机制菌株在代谢过程中不仅有内源性调控，还有外源性调节。
内源性调节包括酶活性、基因表达等多个方面。
例如，是某些酶蛋白分泌前端区和后端区之间的互作关系，决定酶蛋白的合成、分泌和激活的过程。
同时，有些代谢产物可以同样地调节糖原途径和乳酸代谢途径。
外源性调节机制有氧/厌氧切换、营养物质的浓度和pH 等环境因素。
此外，许多转录因子在调节代谢过程中也起着非常重要的作用。
结论作为重要的微生物资源之一，乳酸发酵菌的代谢和生化途径研究，不仅有助于提高其工业化应用性能，而且也是生物学和代谢途径等领域未来研究的一个热点和方向。
有机废物厌氧发酵生物合成已酸研究进展
素含量低于初始底物,又利用同位素标记底物中的丁
+
11 C 3 H 6 O 3 + C 4 H 8 O 2 + H →C 6 H 12 O 2 + H 2 O + CO 2
而乙酸不含,表明 己 酸 中 的 碳 原 子 来 源 于 乙 醇、乙 酸
2 产己酸发酵的底物
或乙醇、丁酸,新生成的乙酸来源于底物中的乙醇。
[ 25]
C 2 H 5 OH +C 2 H 4 O 2 → C 4 H 8 O 2 + H 2 O
[ 1, 25, 26]
Caproyl-CoA + C 4 H 8 O 2 → C 6 H 12 O 2 + Butyryl-CoA
[ 25]
8
2C 2 H 5 OH + C 2 H 4 O 2 → C 6 H 12 O 2 + 2H 2 O
第一作者:朱文彬( 1994-) ,男,博士,主要研究方向为固体废弃物减量化及综合利用。 2221330183@ qq. com
∗通信作者:汪群慧( 1959-) ,女,博士,教授,主要研究方向为固体废弃物减量化及综合利用。 Wangqh59@ sina. com
第1期
129
朱文彬,等:有机废物厌氧发酵生物合成己酸研究进展
摘要:厌氧发酵处理有机废物并合成高价值羧酸盐的技 术 日 趋 成 熟。 尤 其 是 己 酸 作 为 产 物 之 一,因 其 附 加 值 高,易 于
分离,用途广泛,越来越受到关注。 微生物合成己酸需要电子供体及受体。 详细介绍了乙醇、乙酸分别作为电子 供 体、
受体合成己酸的机理———逆 β 氧化反应,总结合成 己 酸 底 物 以 及 影 响 合 成 的 因 素 ( 温 度、pH 值、水 力 停 留 时 间、竞 争
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混菌厌氧发酵代谢产物的调控及其机理研究复杂有机物在厌氧消化过程中,除了有一部分用于微生物生长和产生一些难降解的有机物,大部分有机物会转化为甲烷。
当产甲烷过程受到抑制后,混菌厌氧发酵同样会产生一些其他的有价值的产物(如醇类,挥发性脂肪酸等生物燃料)。
但是,所产生的生物燃料浓度和纯度都不能达到生产的直接要求,需要进一步的分离纯化才能够被后续的工艺所利用。
所以,本论文对混菌厌氧发酵(MCF)代谢产物的调控进行了一系列研究,即通过调控温度,pH,氨根离子浓度等一系列相关参数,可定向调控混菌厌氧发酵的代谢产物,以提高其浓度和纯度,为MCF体系产脂肪酸和甲烷应用于实际提供技术指导和理论依据。
主要内容和结果包括:1.将污泥厌氧消化体系的温度从高温上升到超高温,开发出一段式原位污泥厌氧消化的工艺,实现了污泥水解和产甲烷过程在同一体系中连续进行。
研究结果表明,在55℃-65℃的温度范围内获得了稳定的产甲烷性能,在温度为65℃的条件下,获得了208.51±13.66 mL/g VS的最大甲烷产量,并且得到最大水解率(33%)和酸化率(27.1%)。
然而,进一步升温至70℃并未相应地改善产甲烷的性能。
微生物群落分析表明,与乙酸氧化过程高度相关的菌群Coprothermobacter在较高温度下占据着主要地位,且随着温度的升高,产甲烷古菌的优势种群从嗜乙酸产甲烷菌Methanosarcina转变为嗜氢产甲烷菌Methanothermobacter。
该研究结果表明,一段式污泥厌氧消化可以实现在高温条件(65℃)下稳定产甲烷,从而可以减少常规的高温预处理环节,有效降低处理成本。
2.研究了污泥停留时间(SRT)对高温条件下(65℃)一段式污泥厌氧消化的影响。
结果表明,最佳SRT为6天,此时甲烷产量达到最大值(186.16 mL/g VS)。
同
时,发现SRT的变化对水解和VS的分解率几乎没有影响。
较长的SRT促使更多难降解中间产物的生成,从而减弱了酸化程度,最终导致甲烷产量较低。
微生物群落分析显示,温度为65℃时不同SRT条件下的甲烷生成均是由厌氧乙酸氧化细菌和嗜氢产甲烷菌协同作用完成的。
另外,从经济角度来看进料污泥的浓度高于23 g/L时,产生的能量可以抵消高温维持消耗的能量。
3.以半连续流模式运行MCF,以混合污泥(初沉污泥和好氧污泥)为发酵底物,旨在提高挥发性脂肪酸(VFAs)的产量。
在130天的运行周期中,采用逐步提高pH的方式使其从7升高至10。
结果表明,在pH为8.9时获得最大酸化率(21%),从而导致VFAs产量最大化(423.22±25.49 mgCOD/gVSS),而在pH为9.9条件下污泥水解率达到最大(42%)。
高pH值条件下(>7)有利于污泥有效释放蛋白质,碳水化合物,Buliding blocks(腐殖酸中间产物)和低分子量(LMW)中性物质。
在更高的pH条件下
(>9),低分子质量(LMW)的溶解性有机物(DOMs)比高分子质量(HMW)的DOMs释放更多。
在pH9.9条件下,有利于HMW-DOMs的水解,但是并没有提高LMW-DOM的酸化率。
微生物群落分析表明,Actinobacteria和Proteobacteria的相对丰度随着pH的升高而增加,这可能是导致在pH 9.9条件下的得到最大水解率的原因。
在pH 8.9时,Clostridia(59.16%)的相对丰度最大,同时在此条件下酸化率达到最大(21%)。
这表明Clostridia的相对丰度与酸化程度呈正相关关系。
随着pH的增加,Euryarchaeota的相对丰度从58%显著下降到2%。
4.乙酸是一种重要的工业化学品,通过混菌厌氧发酵(MCF)从废弃物中生产高浓度、高纯度的乙酸是具有经济效益的途径。
本论文,研究了水力停留时间(HRT)对豆腐加工废水(TPW)在超高温条件下(70℃)通过MCF稳定产乙酸的影响。
结果表明较长的HRT(>3天)导致较少乙酸的产生,而在较短的HRT(3天)下可以实现了高浓度乙酸稳定产生,产量为
0.57g-COD/g-CODTPW。
微生物群落分析表明,在HRT为3天和5天两种条件下,嗜氢产甲烷菌(主要是Methanothermobacter)占据古菌的比例均为90%左右。
然而,当HRT从5天降至3天时,主要的乙酸降解菌Coprothermobacter从35.74%降至10.58%,这意味着长HRT能够有利于乙酸降解菌的生长。
研究结果表明,HRT是在超高温MCF中保持TPW稳定产乙酸的关键因素。
5.研究发现高氨根离子浓度可以定向调控MCF产高纯度丙酸,以甘油为发酵底物进行研究。
补料分批实验显示当氨根离子浓度大于2.9 g/L时,对乙酸和丙酸的降解均会产生抑制。
在另外一组补料分批实验中,丙酸产量和COD转化率分别为22.6 g/L和0.45 g-COD/COD-甘油,其中丙酸的纯度高达96%。
批次实验结果显示,在甘油浓度分别为2.78,4.38和5.56 g/L时,丙酸产量分别为0.3±0.05,0.32±0.01 和 0.34±0.03g-COD/g-COD,丙酸的纯度高达91%-100%。
微生物群落分析表明,在不同的甘油浓度条件下,细菌群落以Firmicutes门为主。
然而,当甘油的浓度从2.78 g/L增加到5.56 g/L时,Methanosaeta的相对丰度从46%下降到6%,从而导致乙酸降解速率的下降。