丁酸梭桿菌發(fā)酵甘油制備1,3-丙二醇的研究.pdf

1、1,3-丙二醇(1,3-PDO)是一種重要的化工原料,不僅可以作為良好的溶劑、保護(hù)劑,而且還作為中間體廣泛地應(yīng)用于化工、食品、化妝品和制藥等行業(yè).至今,1,3-PDO均由化學(xué)法生產(chǎn),化學(xué)法生產(chǎn)消耗了不可再生的有限資源,造成環(huán)境污染,同時(shí)化學(xué)法生產(chǎn)原料及設(shè)備要求高,在國內(nèi)尚無工業(yè)化生產(chǎn).生物轉(zhuǎn)化法以"綠色化學(xué)"為特征,利用葡萄糖或甘油等可再生資源為原料生產(chǎn)1,3-PDO,降低了1,3-PDO的生產(chǎn)成本,是一種技術(shù)上可行,經(jīng)濟(jì)上有競爭力的生

2、產(chǎn)方法.該研究的目的是通過對丁酸梭桿菌發(fā)酵甘油條件等的研究,找出一條成本低,收率高的1,3-PDO生產(chǎn)路線.該文綜述了1,3-PDO的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用及生產(chǎn)方法,對丁酸梭桿菌發(fā)酵甘油制備1,3-PDO的發(fā)酵工藝進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)探索.首先在搖瓶中對培養(yǎng)基成分和發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化,以提高1,3-PDO的產(chǎn)量.考察了溫度、pH、厭氧環(huán)境等發(fā)酵條件對1,3-PDO產(chǎn)量的影響,同時(shí)對培養(yǎng)基組成進(jìn)行研究,得到最佳的發(fā)酵條件及培養(yǎng)基成分.在最佳條件下1

3、,3-PDO產(chǎn)量為41.3g/L、生產(chǎn)強(qiáng)度為0.8g/Lh、對甘油轉(zhuǎn)化率為68.8％.其次對發(fā)酵過程進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn),考察了在3L生物反應(yīng)器中發(fā)酵時(shí),攪拌轉(zhuǎn)速、通N<,2>量等多種因素對產(chǎn)物產(chǎn)量的影響,為1,3-PDO的工業(yè)化生產(chǎn)打下了基礎(chǔ).對于批式流加葡萄糖和甘油對發(fā)酵的考察結(jié)果表明,流加葡萄糖和甘油并不能顯著增加最終1,3-PDO的濃度,但流加甘油縮短了生產(chǎn)1,3-PDO的發(fā)酵時(shí)間.應(yīng)用化學(xué)計(jì)量學(xué)對不同的發(fā)酵途徑進(jìn)行了分析,結(jié)果表明就1