發(fā)酵法產(chǎn)1，3-丙二醇的應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、1，3-丙二醇是一種重要的化工原料，它具有多種用途，可作為潤滑劑、抗凍劑、溶劑、粘合劑和保護劑等，在化妝品、紡織、食品和醫(yī)藥等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用。1，3-丙二醇可作為雜環(huán)中間體，并且可以作為單體合成多種聚酯，聚氨酯等聚合物。發(fā)酵生產(chǎn)1，3-丙二醇的底物一般為甘油，最近幾年，甘油的產(chǎn)量隨生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而增加，其價格有所下降，為發(fā)酵法生產(chǎn)1，3-丙二醇降低了成本，加快了這種方法的商業(yè)化進程。
　　 本文對發(fā)酵法生產(chǎn)1，3-丙二醇

2、的基礎(chǔ)工藝條件進行了優(yōu)化。菌種培養(yǎng)選用酵母粉與(NH4)2SO4混合的復(fù)合氮源，適宜的碳氮比為5。發(fā)酵培養(yǎng)基中選用玉米漿作為有機氮源，添加8 g/L的葡萄糖能夠提高1，3-丙二醇得率。發(fā)酵副產(chǎn)物對1，3-丙二醇的生成有一定的影響，少量的乙酸能夠促進1，3-丙二醇的形成，乙酸濃度為0.6 g/L時，促進效果最明顯，而增加到1 g/L則起到抑制作用。乙醇濃度為2 g/L時也有一定的促進作用，而大于4 g/L就會對1，3-丙二醇的生成產(chǎn)生抑制

3、。搖瓶條件下單批發(fā)酵96 h，1，3-丙二醇濃度可達9.65 g/L，甘油利用率為87.2％，1，3-丙二醇得率為67.0％。
　　 在3.7L自控式發(fā)酵罐中批式發(fā)酵生產(chǎn)1，3-丙二醇，適宜的工藝參數(shù)為：通氣量0.2 vvm，攪拌速率300 rpm，發(fā)酵96 h，1，3-丙二醇的濃度為8.12 g/L，甘油利用率和1，3-丙二醇得率分別為79.2％和62.1％。
　　 補料分批發(fā)酵研究結(jié)果表明：甘油、玉米漿和葡萄糖作混合

4、補料的發(fā)酵條件效果最好。發(fā)酵48 h后每12 h添加2 g/L甘油，1.6 g/L葡萄糖，1.2g/L玉米漿(終濃度)，到240 h1，3-丙二醇濃度達26.97 g/L，甘油利用率為82.8％，1,3-丙二醇得率為62.6％。雙階段補料發(fā)酵在144 h之前的操作同前，144 h后，每隔12 h添加的補料濃度增加一倍，發(fā)酵360 h，1，3-丙二醇濃度為58.78 g/L，甘油總利用率和1，3-丙二醇得率分別為：88.2％和67.2％。

5、
　　 采用海藻酸鈉包埋法固定化克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)，對固定化細胞發(fā)酵生產(chǎn)1，3-丙二醇的工藝進行了研究，確立了適宜的工藝參數(shù)為：固定化凝膠珠用量15％(V/V)，溫度37℃，pH6.7，初始甘油濃度40g/L。固定化細胞發(fā)酵生產(chǎn)1，3-丙二醇的發(fā)酵周期為72 h，與游離細胞相比縮短了24 h。利用固定化細胞重復(fù)分批發(fā)酵生產(chǎn)1，3-丙二醇，6批發(fā)酵平均甘油利用率可達92.5％，1，3-丙二醇濃