利用生物柴油粗甘油生產(chǎn)二羥基丙酮工藝條件研究.pdf

1、1,3-二羥基丙酮(1,3-Dihydroxyacetone,DHA)是最簡單的酮糖,外觀是白色粉末狀結(jié)晶,有甜味,易溶于水、乙醇、丙酮和乙醚等溶劑,是一種重要的精細化工產(chǎn)品,可作為農(nóng)藥合成中間體、精細化工原料和醫(yī)藥前體,用途廣泛且使用量大。隨著石化能源危機的到來,生物柴油產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,其副產(chǎn)品甘油產(chǎn)量迅猛增加,急需尋找新的下游產(chǎn)品,提高產(chǎn)品附加值。DHA是能夠利用甘油得到的附加值很高的產(chǎn)品,由于糧食和油料作為原料成本過高,國內(nèi)大多數(shù)

2、生物柴油企業(yè)生產(chǎn)原料主要是地溝油,從而導致副產(chǎn)品甘油雜質(zhì)含量多,利用其生產(chǎn)下游產(chǎn)品困難,且易造成環(huán)境污染。
　　本文研究了弗托氏葡糖桿菌利用生物柴油生產(chǎn)DHA可行性,分析了不同離子對生產(chǎn)DHA的影響,發(fā)現(xiàn)了Zn2+對弗托氏葡糖桿菌轉(zhuǎn)化生產(chǎn)DHA的抑制作用,建立了一套完整的處理方法,并對培養(yǎng)基進行了優(yōu)化。結(jié)果顯示,處理后甘油濃度為100g/L、玉米漿為12.6g/L、KH2PO4為3g/L,分批發(fā)酵48h生產(chǎn)DHA產(chǎn)量為77.2g/

3、L,降低底物抑制,分批補料發(fā)酵產(chǎn)量提高到87.1g/L;選取棕櫚油生物柴油副產(chǎn)品甘油分批補料發(fā)酵時,甘油雜質(zhì)較少轉(zhuǎn)化高效,最終DHA產(chǎn)量達到125.8g/L。
　　研究了固定化細胞生產(chǎn)DHA相關(guān)方法,考察了固定化方法,固定化試劑濃度、固定化溫度、細胞濃度等因素,確定優(yōu)化試驗條件。同時考察固定化細胞性質(zhì),固定化細胞的轉(zhuǎn)化時間曲線,及反復分批轉(zhuǎn)化實驗,結(jié)果顯示,固定化試劑海藻酸鈉濃度為3％,菌體濃度5.79%,卡拉膠0.36%,45℃

4、以下混合,注射器滴入4%CaCl2和0.3%KCl2混合溶液中,靜止1小時,反復分批轉(zhuǎn)化10次后,酶活回收率為65%。
　　建立了分離提取路線,菌體離心分離后利用活性炭對發(fā)酵液進行脫色處理,陰陽離子交換樹脂脫鹽,醇沉除去發(fā)酵液中蛋白質(zhì)、核酸、多糖等大分子,實驗結(jié)果顯示,脫色最佳條件為:活性炭1%,溫度60℃,pH4,脫色30min。選取001×7陽離子交換樹脂、D315陰離子交換樹脂進行脫鹽,乙醇料液比為3:1時蛋白沉淀效果最好。