基于中空纖維膜的丙酮-丁醇發(fā)酵-滲透汽化分離耦合.pdf

1、本文首先制備了PDMS/PVDF中空纖維復(fù)合膜，并應(yīng)用于丙酮-水、丁醇-水、乙醇-水和丙酮-丁醇-乙醇-水中有機(jī)物的分離，考察了料液濃度、溫度和pH對膜滲透汽化分離性能的影響。結(jié)果表明，復(fù)合膜對丙酮、丁醇和乙醇有較好的分離效果，在40℃，自然pH條件下，對總?cè)軇舛葹?wt％的丙酮-丁醇-乙醇-水溶液中丙酮、丁醇和乙醇的分離因子分別為20.09、22.95和3.93。.
　　 隨后篩選確定華南205木薯粉為發(fā)酵原料，用丙酮丁醇梭

2、菌Clostridium acetobutylicum ATCC824為發(fā)酵菌株進(jìn)行分批發(fā)酵-分離耦合。結(jié)果表明，整個(gè)發(fā)酵過程平均生產(chǎn)強(qiáng)度為0.68gL-1h-1，最大的生產(chǎn)強(qiáng)度為1.55gL-1h-1，相比未耦合分離的發(fā)酵，分別提高了41.7%和44.9%。溶劑濃度提高了123.9%，淀粉利用率提高了69.3%。滲透液中丙酮和丁醇濃度分別達(dá)到50gL-1和100gL-1左右，總?cè)軇舛冗_(dá)170gL-1以上。
　　 然后對木薯粉

3、的水解條件進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果表明，以料水比1:1.5配料，按10Ug-1木薯粉的量添加α-淀粉酶，在自然pH、溫度75℃條件下水解60min，可制備高濃度的木薯粉水解液。
　　 以木薯粉水解液進(jìn)行流加發(fā)酵，并對流加方式、耦合分離時(shí)機(jī)和5L發(fā)酵罐流加發(fā)酵-分離耦合進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，選擇連續(xù)流加補(bǔ)料方式，控制發(fā)酵液中總糖濃度在60.0gL-1左右，當(dāng)發(fā)酵液中丁醇濃度接近7.0gL-1時(shí)接入滲透汽化分離裝置進(jìn)行流加發(fā)酵-分離耦合操作

4、，可得到較高的生產(chǎn)強(qiáng)度；5L發(fā)酵罐流加發(fā)酵-分離耦合操作，整個(gè)發(fā)酵過程平均生產(chǎn)強(qiáng)度為0.62gL-1h-1，補(bǔ)料階段生產(chǎn)強(qiáng)度為0.90gL-1h-1，最大達(dá)到1.33gL-1h-1。發(fā)酵液中總?cè)軇舛瓤刂圃?1gL-1以下，丁醇濃度低于6gL-1，有效的控制了發(fā)酵液中丁醇的濃度，減小了丁醇的抑制作用。滲透液中總?cè)軇┢骄鶟舛冗_(dá)到220gL-1以上，最高為256.1gL-1，丁醇平均濃度126.6gL-1。
　　 因此，制備的PDM