用離子交換層析技術提取發(fā)酵液中丙酸.pdf

1、丙酸（Propionic acid）作為一種理想的飼料防霉劑和重要的精細化工原料，目前市場上的丙酸普遍采用化學合成法來生產(chǎn)，然而化學合成法污染重、成本高、操作條件苛刻，不符合全球環(huán)保意識不斷增強的潮流，因此近年來發(fā)展起來的微生物發(fā)酵法為人們提供了新的選擇。微生物的生長代謝需要一定的緩沖鹽體系及適宜的pH值，使得代謝合成的丙酸實際上是以丙酸鹽的形式存在于發(fā)酵液中，同時鑒于丙酸的自身屬性，其鈣鹽的溶解度較大，無法采用傳統(tǒng)的鈣鹽法來制備丙酸，

2、目前市場上生物法生產(chǎn)的丙酸均是以丙酸鈣的形式，而非丙酸。如何把丙酸根從發(fā)酵液中提取出來，并使之轉化為丙酸是一個迫切需要解決的問題。
　　本文采用離子交換層析技術，針對影響丙酸提取過程中存在的主要問題進行了研究。通過對培養(yǎng)基的初步優(yōu)化，以降低陰離子交換樹脂提取丙酸過程中無機酸根離子對樹脂活性基團的競爭作用；發(fā)酵結束后對發(fā)酵液進行預處理以除去發(fā)酵液中的色素，提高終產(chǎn)品的色級和純度等質量標準；之后考察了7種具有不同性能指標的陰離子交換樹

3、脂對發(fā)酵液中丙酸的吸附情況，研究了發(fā)酵液的酸化方式及pH值對陰離子交換樹脂吸附量的影響，分析了不同濃度的H2SO4對樹脂的解吸情況，比較了多柱串聯(lián)組合層析技術提高丙酸回收率的可行性。結果表明：大孔弱堿性丙烯酸系陰離子交換樹脂ZGD630對發(fā)酵液中的丙酸吸附量最高，采用H型陽離子交換樹脂D001酸化工藝優(yōu)于無機酸酸化，用高濃度H2SO4對樹脂進行解吸時，解吸液中的丙酸濃度得到明顯提升，當采用3柱串聯(lián)組合層析時丙酸收率較單柱層析顯著提高。<

4、br>　　本研究主要內容包括：⑴以實驗室使用的發(fā)酵培養(yǎng)基為初始發(fā)酵培養(yǎng)基，考慮在不影響丙酸產(chǎn)量的前提下除去初始發(fā)酵培養(yǎng)基中的(NH4)2SO4和KH2PO4，消除SO42-及H2PO4-對陰離子交換樹脂活性基團的競爭作用，提高陰離子交換樹脂對丙酸的吸附量；之后采用不同孔徑的濾膜除去發(fā)酵液中的色素，以提高終產(chǎn)品的色級和純度等質量標準。⑵探究了發(fā)酵液的酸化方式及pH值對陰離子交換樹脂吸附量的影響，并為得到濃度較高的分子態(tài)丙酸洗脫液，實驗采用