学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

利用生物柴油粗甘油生产二羟基丙酮工艺条件研究

作　者: 孙杨
导　师: 刘宇鹏
学　校: 河南大学
专　业: 微生物学
关键词: 二羟基丙酮生物柴油固定化细胞分离提取
分类号: TQ224.223
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 56次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

1,3-二羟基丙酮（1,3-Dihydroxyacetone，DHA）是最简单的酮糖，外观是白色粉末状结晶，有甜味，易溶于水、乙醇、丙酮和乙醚等溶剂，是一种重要的精细化工产品，可作为农药合成中间体、精细化工原料和医药前体，用途广泛且使用量大。随着石化能源危机的到来，生物柴油产业的快速发展，其副产品甘油产量迅猛增加，急需寻找新的下游产品，提高产品附加值。DHA是能够利用甘油得到的附加值很高的产品，由于粮食和油料作为原料成本过高，国内大多数生物柴油企业生产原料主要是地沟油，从而导致副产品甘油杂质含量多，利用其生产下游产品困难，且易造成环境污染。本文研究了弗托氏葡糖杆菌利用生物柴油生产DHA可行性，分析了不同离子对生产DHA的影响，发现了Zn²⁺对弗托氏葡糖杆菌转化生产DHA的抑制作用，建立了一套完整的处理方法，并对培养基进行了优化。结果显示，处理后甘油浓度为100g/L、玉米浆为12.6g/L、KH₂PO₄为3g/L，分批发酵48h生产DHA产量为77.2g/L，降低底物抑制，分批补料发酵产量提高到87.1g/L；选取棕榈油生物柴油副产品甘油分批补料发酵时，甘油杂质较少转化高效，最终DHA产量达到125.8g/L。研究了固定化细胞生产DHA相关方法，考察了固定化方法，固定化试剂浓度、固定化温度、细胞浓度等因素，确定优化试验条件。同时考察固定化细胞性质，固定化细胞的转化时间曲线，及反复分批转化实验，结果显示，固定化试剂海藻酸钠浓度为3%，菌体浓度5.79%，卡拉胶0.36%，45℃以下混合，注射器滴入4%CaCl₂和0.3%KCl₂混合溶液中，静止1小时，反复分批转化10次后，酶活回收率为65%。建立了分离提取路线，菌体离心分离后利用活性炭对发酵液进行脱色处理，阴阳离子交换树脂脱盐，醇沉除去发酵液中蛋白质、核酸、多糖等大分子，实验结果显示，脱色最佳条件为：活性炭1%，温度60℃，pH4，脱色30min。选取001×7阳离子交换树脂、D315阴离子交换树脂进行脱盐，乙醇料液比为3:1时蛋白沉淀效果最好。浓缩结晶后初晶以95%乙醇溶解重结晶，37℃真空烘干，精品DHA含量99.2%，熔点82℃。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1 绪论  10-20
  1.1 二羟基丙酮概况  10-13
    1.1.1 DHA 的理化性质  10
    1.1.2 DHA 的用途及市场概况  10-12
    1.1.3 DHA 生产方法  12-13
    1.1.4 国内外生物法 DHA 生产研究进展  13
  1.2 生物柴油及其副产品甘油概述  13-15
    1.2.1 生物柴油副产品甘油的性质及利用  14
    1.2.2 微生物利用生物柴油副产品甘油生产 DHA  14-15
  1.3 固定化细胞技术  15-17
    1.3.1 细胞固定化概述  15
    1.3.2 细胞固定化对载体的要求  15
    1.3.3 制备固定化细胞的方法  15-16
    1.3.4 DHA 生产菌固定化研究  16-17
  1.4 DHA 的分离提取  17-18
    1.4.1 醇沉浓缩结晶法  17
    1.4.2 萃取分离法  17-18
    1.4.3 膜分离法  18
  1.5 主要研究内容  18-20
2. 微生物利用生物柴油副产品甘油生产 DHA  20-32
  2.1 引言  20
  2.2 实验材料与方法  20-23
    2.2.1 主要仪器与试剂  20-21
    2.2.2 实验菌种  21
    2.2.3 培养基  21
    2.2.4 生物柴油副产品甘油来源及性质  21
    2.2.5 生物柴油副产品甘油预处理  21
    2.2.6 摇瓶发酵  21-22
    2.2.7 7L 发酵罐分批发酵  22
    2.2.8 分批补料发酵  22
    2.2.9 分析检测方法  22-23
  2.3 结果与讨论  23-30
    2.3.1 不同离子对弗托氏葡糖杆菌转化生产 DHA 的影响  23-24
    2.3.2 生物柴油副产品甘油预处理对生产 DHA 的影响  24-25
    2.3.3 不同氮源对发酵生产 DHA 的影响  25-26
    2.3.4 初始甘油浓度的影响  26-27
    2.3.5 处理后生物柴油副产品甘油与纯甘油发酵罐分批发酵比较  27-28
    2.3.6 处理后生物柴油副产品甘油补料分批发酵  28-29
    2.3.7 棕榈油生物柴油副产物甘油来源分批及补料分批发酵  29-30
  2.4 本章总结  30-32
3. 固定化细胞生产 DHA  32-44
  3.1 引言  32
  3.2 材料与方法  32-34
    3.2.1 主要仪器与试剂  32
    3.2.2 实验材料  32-33
    3.2.3 固定化细胞制备方法  33
    3.2.4 分析方法  33-34
  3.3 结果与讨论  34-42
    3.3.1 固定化条件单因素实验  34-35
    3.3.2 响应面分析法优化固定化条件  35-38
    3.3.3 固定化细胞性质研究  38-42
  3.4 本章总结  42-44
4. DHA 的分离提取工艺条件研究  44-58
  4.1 引言  44
  4.2 材料与方法  44-47
    4.2.1 试剂与材料  44
    4.2.2 主要仪器  44-45
    4.2.3 实验方法  45-47
  4.3 结果与讨论  47-57
    4.3.1 菌体蛋白除去实验  47
    4.3.2 DHA 脱色实验  47-50
    4.3.3 阴阳离子交换树脂脱盐实验  50-54
    4.3.4 浓缩结晶实验  54
    4.3.5 重结晶及晶体烘干实验  54
    4.3.6 DHA 精品质量分析  54-57
  4.4 本章总结  57-58
5.讨论  58-60
参考文献  60-64
攻读学位期间发表的学术成果  64-66
致谢  66-67

利用生物柴油粗甘油生产二羟基丙酮工艺条件研究

内容摘要

全文目录

相似论文