連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)生物丁醇新工藝.pdf

1、隨著能源危機(jī)的逐漸加劇，以可再生生物質(zhì)能替代化石工藝路線十分必要。丁醇作為生物燃料具有一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。對(duì)于丁醇的生產(chǎn)，目前主要的瓶頸在于丁醇產(chǎn)物抑制導(dǎo)致菌體發(fā)酵丁醇濃度不高，需要采用連續(xù)化發(fā)酵策略實(shí)現(xiàn)丁醇的高效生產(chǎn)，并實(shí)現(xiàn)發(fā)酵分離耦合技術(shù)，解除丁醇的產(chǎn)物抑制，節(jié)約分離成本與能耗。
　　 本文立足與生物丁醇的高效連續(xù)化生產(chǎn)，通過進(jìn)化工程手段篩選高產(chǎn)丁醇及高耐受丁醇的優(yōu)勢(shì)菌種，考察了菌體回收和細(xì)胞固定化連續(xù)發(fā)酵生物丁醇的工藝路線，并

2、對(duì)甜高粱渣固定化過程中植物蠟對(duì)丁醇發(fā)酵影響進(jìn)行探究。具體工作如下:
　　 (1)利用進(jìn)化工程方法，連續(xù)馴化得到能夠穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)丁醇菌株C.acetobutylicum ABE1201-1和ABE1201-2，批次丁醇發(fā)酵濃度分別達(dá)到14.6g/L和14.26g/L。篩選得到了丁醇耐受性達(dá)19g/L的高耐受菌株C.acetobutylicum ABE1301。
　　 (2)完成了二級(jí)菌體回收連續(xù)發(fā)酵不同稀釋率的考察，稀釋

3、率在0.08/h時(shí)，丁醇發(fā)酵濃度維持在11～12g/L左右，殘?zhí)菨舛染S持在8～10g/L。在稀釋率為0.16/h時(shí)平均的丁醇產(chǎn)量在～12.5g/L上下，ABE產(chǎn)量在20.5g/L左右。
　　 初步完成了二級(jí)菌體回收連續(xù)發(fā)酵與滲透汽化原位分離的耦合，成功分離得到含油水兩相的透過側(cè)液體，丁醇濃度在100～200g/L。
　　 (3)采用甜高梁渣為固定化載體發(fā)酵生產(chǎn)丁醇，優(yōu)化了工藝參數(shù)，在反復(fù)批次培養(yǎng)考察過程中，固定化工藝穩(wěn)定

4、性較好，在10批次發(fā)酵過程中，丁醇濃度維持在10～12g/L的水平，ABE濃度維持在18～20g/L。考察了單級(jí)甜高粱渣固定化連續(xù)發(fā)酵丁醇情況。在稀釋率為0.03/h的條件下，發(fā)酵液中丁醇濃度最大，達(dá)到～10g/L，ABE濃度在13.5g/L。當(dāng)稀釋率為率為0.12/h時(shí)，ABE產(chǎn)率最大，在～0.96g/L·h。
　　 (4)證實(shí)了高梁表皮植物蠟對(duì)生物煉制丁醇工藝過程中對(duì)梭菌的抑制作用，發(fā)現(xiàn)在植物蠟濃度為0.25g/L的發(fā)酵體系