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膜生物發酵罐的研究和應用進展

作者:發酵罐 時間:2018-04-11 08:46
膜生物發酵罐在汙染處理中的應用是近年來微生物發酵罐的研究和應用進展的代表性技術之一。 除此之外,結合數學、動力學、化工工程原理、計算機等技術研究微生物反應器和酶反應器中的 信息摘要:
膜生物 發酵罐 在汙染處理中的應用是近年來微生物發酵罐的研究和應用進展的代表性技術之一。 除此之外,結合數學、動力學、化工工程原理、計算機等技術研究微生物反應器和酶反應器中的生化過程,使其過程控製的工藝更為

膜生物發酵罐的研究和應用進展

發酵罐釀造啤酒時產生雙乙酰的五個原因

在有機化學中,雙乙酰通常稱為丁二酮。它會使啤酒帶有奶油味和餿飯味,那麽啤酒中的雙乙酰是如何產生的呢?又有哪些因素會造成這種現象的產生呢?

1、酵母的影響。

不同的酵母菌株產生雙乙酰的量不同,對雙乙酰的還原能力也不同。酵母代謝旺盛、雙乙酰的還原能力強,若使用儲存過長,代數過多,營養不良,代謝能力弱的酵母,雙乙酰的還原能力也就差。

2、溫度的影響。

雙乙酰生成與降解的速度隨著溫度的生高而上升。Ale酵母在20℃發酵0,雙乙酰的峰值一般高於10℃發酵的Lager 酵母,Ale酵母還原雙乙酰的速度比Lager酵母快很多。在低溫貯酒期,雙乙酰的還原過程繼續進行,但還原速度非常慢。所以有些采用低溫發酵工藝的啤酒廠在主酵結束時將發酵溫度上升到20℃,持續一段時間,進行雙乙酰的還原。另外一種行之有效的方法稱為Naraiss發酵,在整個發酵過程的三分之二階段以8-10℃發酵,在後麵三分之一階段升溫到20℃發酵,然後低溫貯酒。還有一種方法是向雙乙酰含量較高的酒中加高泡酒。

3、細菌的影響。

革蘭氏陽性菌(球菌與杆菌)會直接生成雙乙酰和乳酸,後者具有難聞的酸味。如今使用高效清洗劑與殺菌劑,雜菌汙染的幾率很小。雜菌汙染通常是由於添加的酵母含有雜菌而造成的。實踐證明,如果雜菌的含量低於1-10個/1千萬個酵母細胞,就不會造成危害。貯藏回收酵母時,應分外小心,處於休眠期的酵母會分泌氨基酸,細菌以此為氮源而大量繁殖,最安全的辦法是將酵母貯存在殺菌麥汁中,以0℃貯藏,貯藏時間應盡可能短。

4、麥汁與蛋白質。

麥汁中纈氨酸含量不足會導致雙乙酰含量偏高。如果麥汁含有足量的纈氨酸,雙乙酰在峰值過後會有固定的下降幅度。如果纈氨酸過早耗盡,雙乙酰的含量就會反彈,造成所謂的“雙乙酰第二次高峰”,從而使啤酒具有較高的雙乙酰含量。由於酵母不能利用其他的氮源合成亮氨酸和纈氨酸,因而這兩種氨基酸非常重要。啤酒廠通常用一個數值來表示遊離態а-氨基氮(FAN)的含量,這個數值高就意味著麥汁中含有足夠量的纈氨酸和亮氨酸。

5、氧化作用。

乙酰乳酸經氧化後生成雙乙酰,如果麥汁中存在適量的氧化劑,乙酰乳酸經過非酶氧化脫羧也會生成雙乙酰,有時候風味正常的啤酒中會自然出現雙乙酰味,這一現象人們早已觀察到。大量的證據顯示,如果主發酵時使用了有功能障礙的酵母,麥汁中的乙酰乳酸就不能完全被還原,殘留的乙酰乳酸混在啤酒中後來被氧化成雙乙酰。瓶頸空氣和巴氏殺菌過程都會強化這種氧化還原反應。

膜生物發酵罐的研究和應用進展

膜生物發酵罐在汙染處理中的應用是近年來微生物發酵罐的研究和應用進展的代表性技術之一。

除此之外,結合數學、動力學、化工工程原理、計算機等技術研究微生物反應器和酶反應器中的生化過程,使其過程控製的工藝更為合理,而固液分離技術(離心分離、過濾分離、沉澱分離等工藝)、細胞破壁技術(超聲、高壓剪切、滲透壓、表麵活性劑和溶壁酶等)、蛋白質純化技術(沉澱法、色譜分離法和超濾法等)等下遊技術的發展促進了生物反應器設計水平的提高。

另一方麵,近年來基因工程技術等的發展推動了微生物發酵罐研究的快速進步。例如,,乙酸氧化脫硫單胞菌(Geobacter sulfurreducens)、泥土杆菌科(Geobacteraceae)的電極還原微生物等細菌的發現和改造與質子交換膜(PEM)的技術進步,共同推動了微生物燃料電池(MFC)技術的發展和應用。

發酵罐主要由罐體和冷卻列管,以及攪拌裝置,傳動裝置,軸封裝置,人孔和其它的一些附件組成。這次設計就是要對200M3通風發酵罐的幾何尺寸進行計算;考慮壓力,溫度,腐蝕因素,選擇罐體材料,確定罐體外形、罐體和封頭的壁厚;根據發酵微生物產生的發酵熱、發酵罐的裝液量、冷卻方式等進行冷卻裝置的設計、計算;根據上麵的一係列計算選擇適合的攪拌裝置,傳動裝置,和人孔等一些附件的確定,完成整個裝備圖,完成這次設計。

 

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