雙水相萃取分離發(fā)酵液中2,3-丁二醇.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、2,3-丁二醇(2,3-Butanediol)是一種重要的化工原料和液體燃料,被廣泛應用于化工、食品、醫(yī)藥、燃料及航空航天等多個領域,其生產方法主要為生物轉化法。針對目前生物轉化法生產2,3-丁二醇分離提純困難的問題,本論文從以下方面做了探索性研究。 首先,考察了親水性有機溶劑/無機鹽雙水相萃取體系的分相能力及其對2,3-丁二醇的萃取能力。結果表明,多種新型雙水相體系對2,3-丁二醇都具有良好的萃取效果,綜合考慮成本和萃取效果,

2、選取了磷酸氫二鉀/乙醇體系、硫酸銨/乙醇體系、碳酸鈉/乙醇體系等三種雙水相體系進行深入研究。通過考察其相圖發(fā)現,這三種體系具有較寬的分相范圍;隨著體系中2,3-丁二醇的引入,分相區(qū)域增大。與傳統的疏水有機溶劑萃取相比,新型雙水相體系具有更好的萃取效果。 其次,優(yōu)化了三種雙水相體系的最佳操作工藝。對于磷酸氫二鉀/乙醇體系,當操作條件為磷酸氫二鉀25%(w/w)/乙醇24%(w/w)時,2,3-丁二醇的分配系數和回收率分別可達28.

3、33和98.13%;同時,上相中菌體和可溶性蛋白去除率分別可達99.63%和85.9%;2,3-丁二醇對葡萄糖的選擇性系數可達615.87,產物和底物得到了有效的分離。對于硫酸銨/乙醇體系,當操作條件為硫酸銨20%(w/w)/乙醇27%(w/w)時,2,3-丁二醇的分配系數和回收率分別可達6.97和89.23%,發(fā)酵液的組成(乙酸鈉、檸檬酸鈉和pH)對雙水相體系沒有影響。對于碳酸鈉/乙醇體系,操作條件為碳酸鈉15%(w/w)/乙醇18%

4、(w/w)時,2,3-丁二醇的分配系數和回收率分別可達15.12和94.30%;且上相體積濃縮為原發(fā)酵液體積的70%。 最后,對雙水相體系進行了放大并考察了成相組分的回收利用。相組成測定結果表明,上相為富含乙醇的富醇相,下相為富含無機鹽的富鹽相。當體系由10g放大至1000g時,萃取效果沒有變化。通過研究成相物質的回收發(fā)現,乙醇和甲醇的回收率在90%以上,硫酸銨的回收率可達95%,回收的物質重新用于雙水相萃取時對萃取效果沒有影響

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