XG-101黃單胞桿菌發(fā)酵合成黃原膠的工程基礎(chǔ)研究.pdf

1、黃原膠發(fā)酵過程的中后期，隨著黃原膠濃度的提高，發(fā)酵液粘度迅速上升，并體現(xiàn)出強(qiáng)烈的假塑性，造成發(fā)酵體系傳質(zhì)、傳熱效率嚴(yán)重下降，并出現(xiàn)混合上的死區(qū)。這種情況的存在影響了黃原膠產(chǎn)品的收率和產(chǎn)品質(zhì)量，提高了發(fā)酵和分離成本，影響了產(chǎn)品的應(yīng)用，成為阻礙黃原膠生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展一個必須解決的關(guān)鍵因素。另外，目前國內(nèi)黃原膠生產(chǎn)大多采用一次加料的間歇發(fā)酵工藝，這種工藝沒有考慮發(fā)酵過程中菌體增殖和黃原膠合成兩個階段對底物的不同要求，同樣也對產(chǎn)品收率和質(zhì)量產(chǎn)生了不

2、利影響。
　　 針對以上情況，本文采用30L機(jī)械攪拌式生物反應(yīng)器，從以下三個方面對黃原膠發(fā)酵過程進(jìn)行了研究。
　　 一、采用本實(shí)驗(yàn)室通過冷模實(shí)驗(yàn)篩選出的兩種新型組合攪拌器：上層下壓式雙折葉圓盤渦輪和下層六葉布魯馬金組合，以及單獨(dú)的最大葉片式槳，將其分別應(yīng)用于黃原膠發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。分別研究了兩種新型組合攪拌器對黃原膠發(fā)酵過程和產(chǎn)品各參數(shù)的影響，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與傳統(tǒng)的六直葉圓盤渦輪組合槳進(jìn)行了對比，考察的參數(shù)主要包括：OD、黃原膠濃

3、度、粘度、平均分子質(zhì)量、丙酮酸含量以及殘?zhí)?。研究發(fā)現(xiàn)新型槳組合在混合效果方面各參數(shù)全面優(yōu)于傳統(tǒng)槳，產(chǎn)品收率和質(zhì)量也得到了明顯提高，其中最大葉片式槳表現(xiàn)出更為優(yōu)良的性能。
　　 二、在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，將最大葉片式槳應(yīng)用于黃原膠發(fā)酵中做進(jìn)一步研究。在對pH控制的前提下，對黃單胞桿菌XG-101的黃原膠間歇生產(chǎn)和生長動力學(xué)進(jìn)行研究，發(fā)酵在一系列的攪拌速度(140 r/min～260 r/min)下進(jìn)行，隨著攪拌轉(zhuǎn)速的增加，發(fā)酵動力學(xué)各