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合成生物学表型测试生物反应器及其装备化研究进展
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作者 郭肖杰 剪兴金 +2 位作者 王立言 张翀 邢新会 《合成生物学》 CSCD 北大核心 2024年第1期16-37,共22页
合成生物学经过多年的发展,形成了典型的细胞工厂创制“设计-构建-测试-学习”(design-build-testlearn,DBTL)循环,成为支撑面向加速生物制造发展的智慧生物育种的重要方法。其中,测试环节是对前期所设计与构建的生物体系进行表型测试,... 合成生物学经过多年的发展,形成了典型的细胞工厂创制“设计-构建-测试-学习”(design-build-testlearn,DBTL)循环,成为支撑面向加速生物制造发展的智慧生物育种的重要方法。其中,测试环节是对前期所设计与构建的生物体系进行表型测试,以提供大量数据用于后续的学习和迭代升级。测试阶段的通量主要依赖于细胞自身或其培养测试所使用的生物反应器及其装备,是整个DBTL流程的限速步骤。本文系统综述了合成生物学表型测试所开发的面向不同通量的生物反应器及装备,从单细胞检测和筛选及不同尺度生物反应器包括皮纳升级生物反应器、微升级生物反应器、毫升级生物反应器和升级生物反应器等,系统地介绍了各自的特点和应用场景。同时,指出了现有生物反应器及其装备的应用潜力、面临的挑战与发展趋势,为合成生物学表型测试技术研究提供重要参考。 展开更多
关键词 合成生物学 高通量筛选 液滴微流控 生物反应器 微孔板 微型管式生物反应器
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微生物法生产丙烯酰胺的生物催化剂——腈水合酶研究进展 被引量:41
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作者 刘铭 焦鹏 曹竹安 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第10期847-852,共6页
回顾了近年来国内外在微生物法生产丙烯酰胺的生物催化剂腈水合酶的结构、催化机理、光活性、热稳定性等方面的研究进展 .腈水合酶的活性部位含有螯合的金属离子作为辅助因子 ;结合金属离子的活性中心在腈水合酶的催化反应中起着重要的... 回顾了近年来国内外在微生物法生产丙烯酰胺的生物催化剂腈水合酶的结构、催化机理、光活性、热稳定性等方面的研究进展 .腈水合酶的活性部位含有螯合的金属离子作为辅助因子 ;结合金属离子的活性中心在腈水合酶的催化反应中起着重要的作用 ;其中铁型腈水合酶具有光活性 ,其活性是通过NO调节的 :在非活性腈水合酶的铁中心上连有一个内生的NO分子 ,在光的作用下 ,NO释放出来 ,使酶的活性恢复 .进一步探讨了温度对不同菌株酶活稳定性以及氨基化合物等因素对酶活性的影响 。 展开更多
关键词 微生物法 丙烯酰胺 腈水合酶 生物催化剂 生产工艺 反应机理 结构 酶活性
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以剩余污泥减量化为目标的废水生物处理技术研究进展 被引量:36
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作者 冯权 邢新会 刘则华 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期832-836,共5页
以剩余污泥减量化为目标 ,针对活性污泥法处理污水而产生大量污泥的现象综述了污水生物处理技术研究的三个主要方面 ,即对剩余污泥的后处理 (污泥产生后再处理 )、减少污水处理过程中污泥的产量和污泥原位降解。
关键词 污泥降解 活性污泥法 剩余污泥 减量化 多孔微生物载体
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水系统中微生物和碳酸钙混合垢的形成过程 被引量:7
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作者 刘元帅 刘天庆 +2 位作者 于瑞红 李香琴 孙相彧 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期22-26,共5页
实验通过固定循环系统中荧光假单孢菌的数量,研究了不同材料表面上,随着水中碳酸钙浓度的改变,混合垢生长曲线的特征。结果发现随着碳酸钙浓度的增大,平均污垢量及标准偏差随之降低;碳酸钙的浓度不是影响非金属材料诱导期的主要因素,但... 实验通过固定循环系统中荧光假单孢菌的数量,研究了不同材料表面上,随着水中碳酸钙浓度的改变,混合垢生长曲线的特征。结果发现随着碳酸钙浓度的增大,平均污垢量及标准偏差随之降低;碳酸钙的浓度不是影响非金属材料诱导期的主要因素,但对于金属材料却存在较大影响。同时,实验还确定了垢层的结构及性质,分析了污垢形成的机理:首先是碳酸钙颗粒和有机大分子吸附到材料表面上,然后是微生物的粘附生长。碳酸钙的存在影响微生物与表面的结合,反之亦然。 展开更多
关键词 固体材料 生物垢 混合垢 诱导期
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环境生物修复技术的研究进展 被引量:28
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作者 邢新会 刘则华 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期579-584,共6页
生物修复技术是环境生物技术的重要组成部分。本文总结了生物修复技术的最新研究进展 ,包括原位生物修复技术、异位生物修复技术和环境生物修复过程的微生物监测技术的研究进展 ,并对环境生物技术的发展进行了总结和展望。
关键词 生物修复技术 环境生物技术 生物强化 人工化合物 土壤污染 地下水污染 微生物监测技术
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肝素黄杆菌肝素酶Ⅲ基因hepC的可溶表达体系构建及酶学性质研究 被引量:2
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作者 李晔 吴敬君 +3 位作者 叶逢春 苏楠 张翀 邢新会 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期133-139,共7页
肝素酶III(HepC)是肝素结构分析及酶法制备低分子量肝素的重要生物催化剂。为实现HepC在大肠杆菌中的可溶表达,通过PCR方法从肝素黄杆菌(Flavobacterium heparinum)的基因组中扩增得到HepC基因,采用融合蛋白方法构建了麦芽糖结合蛋白(M... 肝素酶III(HepC)是肝素结构分析及酶法制备低分子量肝素的重要生物催化剂。为实现HepC在大肠杆菌中的可溶表达,通过PCR方法从肝素黄杆菌(Flavobacterium heparinum)的基因组中扩增得到HepC基因,采用融合蛋白方法构建了麦芽糖结合蛋白(MBP)与HepC融合的表达载体和体系,并在低温(15℃)下诱导重组大肠杆菌,显著提高了MBP-HepC重组表达的可溶性。通过摇瓶培养发酵液的HepC比酶活达到46.41 IU/mg,超过目前报道的最高水平。通过MBP与直链淀粉的亲和吸附实现了MBP-HepC的亲和分离和纯化,一步亲和纯化后蛋白的纯度即可达95%以上。该融合酶基本特性研究表明,融合肝素酶III(MBP-HepC)的最适作用pH7.3,最适作用温度为42℃-48℃。热稳定性较好,其30℃时的稳定性高于融合肝素酶I(MBP-HepA)。 展开更多
关键词 肝素酶III 麦芽糖结合蛋白 重组表达 纯化 酶学性质
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丙烯酰胺微生物转化过程和反应器形式的研究进展 被引量:3
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作者 孙旭东 陈跖 +1 位作者 史悦 沈忠耀 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期319-322,共4页
回顾了近年来在丙烯酰胺微生物转化过程中反应器形式的研究进展 ,并对研究的发展方向提出了一些设想和展望。
关键词 丙烯酰胺 微生物转化 反应器形式 研究进展
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六级连续化膜生物反应工艺在丙烯酰胺生产中的应用研究 被引量:1
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作者 孙旭东 于慧敏 +1 位作者 罗晖 沈忠耀 《现代化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期45-48,共4页
以自由细胞替代固定化细胞,成功设计了六级连续化中空纤维膜生物反应器新工艺,应用于丙烯酰胺的微生物转化过程,并对其操作工艺和可行性进行了研究。结果表明:在15℃下,该六级连续化过程稳定运行80 h时,丙烯腈的转化率达99.9%以上,丙烯... 以自由细胞替代固定化细胞,成功设计了六级连续化中空纤维膜生物反应器新工艺,应用于丙烯酰胺的微生物转化过程,并对其操作工艺和可行性进行了研究。结果表明:在15℃下,该六级连续化过程稳定运行80 h时,丙烯腈的转化率达99.9%以上,丙烯酰胺产物浓度达434.23 g/L,生产效率达到0.01526 mol/(L.min),生产效率比固定化细胞批式反应提高了一倍以上,产品溶液浓度提高50%以上。中空纤维膜可以使反应液和菌体得到有效的分离,且在反应液中没有检测到副产物丙烯酸。新工艺实现了丙烯酰胺的稳定连续化生产。 展开更多
关键词 自由细胞 丙烯酰胺 微生物连续转化 中空纤维膜生物反应器
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表面活性剂在生物工程中的应用之一——反胶团萃取 被引量:15
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作者 沈忠耀 《日用化学工业》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期24-27,共4页
反胶团萃取分离蛋白质是一种新型的、有发展前途的生物产品的分离技术。它是利用表面活性剂在有机溶剂中形成反向胶团 ,从而实现了对蛋白质的有效萃取 ,是表面活性剂在生物工程中的一种成功应用。
关键词 反胶团 表面活性剂 蛋白质 萃取 生物工程
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全局转录机器工程——工业生物技术新方法 被引量:5
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作者 于慧敏 王勇 《生物产业技术》 2009年第4期40-46,共7页
目前,生物技术及其产业进入了一个全新的发展阶段,人们逐步认识到生物技术已成为当今高技术群体中最富有活力的领域之一,并与信息技术、纳米技术,新材料等其他创新技术相互结合,正在全球范围内形成增值产业链,它的新概念和方法正... 目前,生物技术及其产业进入了一个全新的发展阶段,人们逐步认识到生物技术已成为当今高技术群体中最富有活力的领域之一,并与信息技术、纳米技术,新材料等其他创新技术相互结合,正在全球范围内形成增值产业链,它的新概念和方法正带动多领域技术的共同进步。 展开更多
关键词 全局转录机器工程 工业生物技术 RNA聚合酶 Σ因子 Α亚基
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合成生物系统构建与绿色生物“智”造 被引量:3
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作者 秦磊 俞杰 +2 位作者 宁小钰 孙文涛 李春 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期3979-3994,共16页
微生物细胞工厂生产化学品是解决能源和环境问题的有效方式之一。越来越多的化合物可通过合成生物系统实现在微生物中的合成,但菌株的生产能力和鲁棒性仍需进一步提高。提高细胞工厂的智能化,实现生物“智”造过程,将是解决菌株发酵生... 微生物细胞工厂生产化学品是解决能源和环境问题的有效方式之一。越来越多的化合物可通过合成生物系统实现在微生物中的合成,但菌株的生产能力和鲁棒性仍需进一步提高。提高细胞工厂的智能化,实现生物“智”造过程,将是解决菌株发酵生产能力不足和鲁棒性差的重要途径。本文从蛋白质设计的智能化、生物传感器的智能化、代谢调控的智能化、菌株进化的智能化以及发酵过程智能化等五个层面对生物“智”造的研究现状进行介绍。生物“智”造的发展将为提高工业生物过程的生产水平和过程节能减排做出重要贡献。 展开更多
关键词 生物工程 分子生物学 合成生物学 智能化 生物制造 鲁棒性 生物传感器 基因线路
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强化鼠李糖合成途径基因调控丁烯基多杀菌素合成的研究
12
作者 李新颖 王靖楠 +3 位作者 郭超 庞建 李春 王超 《中国抗生素杂志》 CSCD 北大核心 2024年第12期1384-1391,共8页
目的探究鼠李糖合成途径基因强化对须糖多孢菌生长及丁烯基多杀菌素合成的影响及调控机制。方法在Saccharopolyspora pogona ASAGF58中过表达鼠李糖合成途径基因,并且在发酵培养基中添加不同浓度鼠李糖探究其对须糖多孢菌生长和次级代... 目的探究鼠李糖合成途径基因强化对须糖多孢菌生长及丁烯基多杀菌素合成的影响及调控机制。方法在Saccharopolyspora pogona ASAGF58中过表达鼠李糖合成途径基因,并且在发酵培养基中添加不同浓度鼠李糖探究其对须糖多孢菌生长和次级代谢的影响。利用qRT-PCR对23个合成途径基因以及菌株生长相关基因的转录水平进行比较,挖掘影响产量的关键基因。结果通过过表达鼠李糖合成途径基因,得到3株高产菌株Rha1、Rha2和Rha3,丁烯基多杀菌素产量分别提高1.82倍、2.12倍和2.54倍。结论优化鼠李糖供应能促进丁烯基多杀菌素的合成,其中葡萄糖核苷转移酶gtt和鼠李糖基转移酶busG可能是影响丁烯基多杀菌素合成的关键基因。 展开更多
关键词 须糖多孢菌 丁烯基多杀菌素 鼠李糖基合成基因 工程菌构建 高产机制
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CRISPR技术在链霉菌细胞工厂中的应用和优化 被引量:1
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作者 李新颖 苏畅 +3 位作者 郭超 庞建 王超 李春 《化工学报》 北大核心 2025年第3期922-932,共11页
链霉菌底盘细胞的开发是微生物源药物高效合成的有效策略,高效的基因编辑工具为构建链霉菌细胞工厂提供了有力的技术支撑。CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)技术具有精准性、普适性和易操作性,在微... 链霉菌底盘细胞的开发是微生物源药物高效合成的有效策略,高效的基因编辑工具为构建链霉菌细胞工厂提供了有力的技术支撑。CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)技术具有精准性、普适性和易操作性,在微生物中得到了广泛的应用。然而脱靶效应、Cas蛋白毒性、编辑效率低下等原因,导致CRISPR在链霉菌中的应用受到一定的限制。对CRISPR相关技术在链霉菌中的应用及优化策略进行了总结和归纳,并对CRISPR系统在链霉菌细胞工厂中的应用前景进行了展望,为开发适用于链霉菌的高效基因编辑工具提供了参考。 展开更多
关键词 CRISPR 链霉菌 基因编辑 生物技术 优化策略
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Nocardia sp.腈水合酶的纯化过程研究 被引量:10
14
作者 刘铭 李春 +2 位作者 黄星 王娅娜 曹竹安 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期324-328,共5页
对Nocardia sp.高活力腈水合酶进行了纯化研究.在细胞破碎中,超声时间对腈水合酶比酶活存在一个最优值,超声时间为20.00min时得到的比酶活最高.在离子交换层析过程中,采用DEAE-Sepharose作为层析介质,分别对平衡缓冲液pH、离子强度和线... 对Nocardia sp.高活力腈水合酶进行了纯化研究.在细胞破碎中,超声时间对腈水合酶比酶活存在一个最优值,超声时间为20.00min时得到的比酶活最高.在离子交换层析过程中,采用DEAE-Sepharose作为层析介质,分别对平衡缓冲液pH、离子强度和线性梯度洗脱体积进行了优化.结果表明,采用pH7.20、50mmo1·L-1的Na2HPO4-NaH2PO4溶液作为平衡缓冲液,0.00~1.00mo1·L-1的NaCI线性梯度洗脱,洗脱体积为20~25倍柱体积,此条件下腈水合酶的纯化倍数和酶活收率较佳.以Phenyl-Sepharose FF为层析介质研究了疏水层析精制腈水合酶的工艺过程,采用两步层析优化方法纯化出的Nocardia sp.腈水合酶比酶活达到2648.0 U·mg-1,酶活收率为40.84%,用SDS-PAGE检测其纯度为99 00%以上.Nocardia sp.腈水合酶的两个亚基分子量分别为22.90 kDa和27 38 kDa. 展开更多
关键词 腈水合酶 离子交换层析 疏水层析 蛋白质纯化 丙烯酰胺
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微米气泡强化臭氧氧化的作用机理研究 被引量:32
15
作者 初里冰 邢新会 +2 位作者 于安峰 孙旭林 本杰明 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期622-625,共4页
采用微米气泡系统(平均粒径约为58μm)和普通的鼓泡系统进行对比研究微米气泡对臭氧氧化的强化作用机理.在相同的进气流率下,采用微米气泡体系臭氧在水中的传质系数和利用率是鼓泡系统的1.6—2.7倍和2.3—3.2倍.利用臭氧氧化模拟活性艳... 采用微米气泡系统(平均粒径约为58μm)和普通的鼓泡系统进行对比研究微米气泡对臭氧氧化的强化作用机理.在相同的进气流率下,采用微米气泡体系臭氧在水中的传质系数和利用率是鼓泡系统的1.6—2.7倍和2.3—3.2倍.利用臭氧氧化模拟活性艳蓝KN-R废水(100mg·l-1)的实验结果表明,染料在微米气泡体系中的脱色速率高于鼓泡系统,二者达到99%脱色效率所需的时间分别为30min和60min.在同样的脱色速率下,染料在微米气泡系统中的TOC去除率较大,说明微米气泡不仅能够提高臭氧的传质速度,而且可以强化臭氧的氧化能力. 展开更多
关键词 微米气泡 臭氧氧化作用 活性艳蓝KN-R
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工业生物催化过程的发展及其展望 被引量:10
16
作者 杜晨宇 李春 +1 位作者 张木 曹竹安 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期456-463,共8页
综述了近年来工业生物催化过程的发展 ,提出按照生物催化剂的制备和催化过程的特点将工业生物催化分成生长耦联型催化和生长非耦联型催化 ,通过这两类生物催化成功的范例以及研究进展讨论生物催化工业化的途径和方法及进一步发展的方向... 综述了近年来工业生物催化过程的发展 ,提出按照生物催化剂的制备和催化过程的特点将工业生物催化分成生长耦联型催化和生长非耦联型催化 ,通过这两类生物催化成功的范例以及研究进展讨论生物催化工业化的途径和方法及进一步发展的方向和对策 . 展开更多
关键词 生物催化剂 催化过程 生长耦联型 生长非耦联型
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光合细菌处理高含盐有机废水研究 被引量:14
17
作者 孔秀琴 赵峰 +2 位作者 石小锋 任瑞芳 邢新会 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期90-92,105,共4页
试验研究了利用光合细菌处理高含盐有机废水的可行性及其特点。结果表明,在高含盐废水中对光合细菌进行一定时间的驯化,可以得到耐盐能力较强且具有高降解活性的光合细菌菌群,在Cl-的质量浓度为73 g·L-1、COD为3.9 g·L-1时,经... 试验研究了利用光合细菌处理高含盐有机废水的可行性及其特点。结果表明,在高含盐废水中对光合细菌进行一定时间的驯化,可以得到耐盐能力较强且具有高降解活性的光合细菌菌群,在Cl-的质量浓度为73 g·L-1、COD为3.9 g·L-1时,经过3 d处理,COD的去除率可达77%;光合细菌能快速适应Cl-含量的骤然升降,保证出水水质。 展开更多
关键词 光合细菌 高含盐 有机废水 COD
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紫色杆菌素合成工程菌太空诱变效应及其高产菌株的筛选 被引量:7
18
作者 蒋培霞 张瑞萍 +3 位作者 王海胜 肖溯 杨程 邢新会 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期455-461,共7页
利用太空搭载("神舟七号"航天飞船)对合成紫色杆菌素的弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)基因工程菌株进行了太空诱变,平板和液体发酵筛选实验表明太空诱变后菌株突变率达到70%左右,其中正向突变率7.3%,负向突变率为61.2... 利用太空搭载("神舟七号"航天飞船)对合成紫色杆菌素的弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)基因工程菌株进行了太空诱变,平板和液体发酵筛选实验表明太空诱变后菌株突变率达到70%左右,其中正向突变率7.3%,负向突变率为61.2%。筛选到一株紫色杆菌素高产突变菌株M_(S4),该菌株在摇瓶水平上,以0.45%(体积分数)的甘油为碳源,于20℃发酵32 h,紫色杆菌素浓度达到2.16 g·L^(-1),较出发菌株提高约143.8%。遗传稳定性、HPLC和DNA序列分析结果表明太空搭载突变菌株有很高的遗传稳定性,产生的紫色杆菌素比例比出发菌株有明显提高,但是紫色杆菌素生物合成基因簇序列没有发生突变,表明太空搭载有可能对菌株的基因调控网络产生了影响。 展开更多
关键词 紫色杆菌素 脱氧紫色杆菌素 太空诱变 天然色素
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纳滤分离提取谷氨酰胺过程的研究 被引量:5
19
作者 李书良 李春 +2 位作者 高毅 王晓琳 曹竹安 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期715-719,共5页
对发酵液中的谷氨酰胺提取进行了采用纳滤膜分离技术的尝试,并对谷氨酰胺和谷氨酸混合溶液的纳滤分离进行了理论分析。研究了不同pH条件下发酵液中谷氨酰胺和谷氨酸在纳滤过程中的透过特性,并考察了纳滤过程中氨基酸的透过特性随压力和... 对发酵液中的谷氨酰胺提取进行了采用纳滤膜分离技术的尝试,并对谷氨酰胺和谷氨酸混合溶液的纳滤分离进行了理论分析。研究了不同pH条件下发酵液中谷氨酰胺和谷氨酸在纳滤过程中的透过特性,并考察了纳滤过程中氨基酸的透过特性随压力和浓度的变化。结果表明:当发酵液pH=7,谷氨酰胺浓度为1%时,纳滤膜分离谷氨酰胺的提取总收率可达到65%以上。 展开更多
关键词 纳滤膜分离 氨基酸 谷氨酰胺 发酵液
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过氧乙酸对剩余污泥的减容研究 被引量:21
20
作者 苏凤宜 邢新会 孙旭临 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期471-476,共6页
为提高剩余污泥的生物降解效率,选用过氧乙酸(PAA)对剩余污泥进行氧化预处理。验证了PAA能通过破坏细胞壁使活性污泥细胞溶解,从而实现污泥减容;并探讨了溶解过程中的影响因素,以及被处理后污泥的生物可降解性。主要通过污泥浓度(MLSS)... 为提高剩余污泥的生物降解效率,选用过氧乙酸(PAA)对剩余污泥进行氧化预处理。验证了PAA能通过破坏细胞壁使活性污泥细胞溶解,从而实现污泥减容;并探讨了溶解过程中的影响因素,以及被处理后污泥的生物可降解性。主要通过污泥浓度(MLSS)的变化来表征污泥的溶解率,并结合溶解性总有机碳(DOC)等参数的变化进行分析。结果表明,PAA的污泥溶解率为10%左右,经过超声分散后溶解率可以达到22.5%;0.01% PAA溶液和污泥反应6h后,基本上不残留PAA和H2O2,其处理后的污泥混合液具有较好的生物可降解性,DOC的利用率在87%以上。研究表明了过氧乙酸用于剩余污泥的减容具有较强的可行性。 展开更多
关键词 活性污泥 剩余污泥 过氧乙酸 细胞溶解 污泥减容
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