谈述糖蜜利用廉价糖质原料连续发酵生产丙酮丁醇

论文导读：h和0.513g/L/h，整个连续历程能稳定维持264h。优化了玉米秸秆酶解历程中纤维素酶用量和固液比，确定最优纤维素酶用量和固液比分别为30FPIU/g秸秆和8g秸秆/80ml水；从玉米秸秆水解液为底物进行分批发酵，48h时总溶剂达最大值16.03g/L，其中丁醇10.56g/L，总溶剂对总糖的得率为0.312g/g，生产率为0.334g/L/h。进行玉米秸秆水解液连续
摘要：本文从Clostridium saccharobutypcum D13864为菌种，首先利用葡萄糖进行发酵，随后使用低值糖质原料（包括：糖蜜和玉米秸秆水解液）代替葡萄糖进行丙酮丁醇发酵的探讨。采取优化获得的最优葡萄糖培养基配方，进行3L搅拌式发酵罐分批发酵48h获得18.20g/L的总溶剂，其中丁醇11.53g/L，总溶剂的得率和生产率分别为0.314g/g和0.379g/L/h；连续发酵中，当稀释率为0.05h~(-1)时，R1和R4罐中总溶剂浓度分别为9.14g/L（丁醇5.96g/L）和11.57g/L（丁醇7.29g/L），R1罐中总溶剂生产率为0.457g/L/h，比分批发酵提升了20.58%；在变温连续发酵中，当R1和R2罐温度制约在37℃且R3和R4罐温度制约在33℃时，R4罐中总溶剂浓度最高为13.69g/L（丁醇浓度为8.36g/L），总溶剂的得率和生产率分别为0.271g/g和0.171g/L/h。考察了糖蜜培养基3L搅拌式发酵罐分批发酵，发酵36h时总溶剂浓度达到最高为16.50g/L，其中丁醇10.09g/L，总溶剂的得率和生产率分别为0.336g/g和0.458g/L/h。优化获得一种两段控pH对策，即分批发酵前24h内发酵液pH制约在5.5，之后将pH调节到5.1直至发酵结束，利用此对策获得总溶剂17.85g/L和总溶剂生产率0.496g/L/h，分别比不控pH分批发酵提升了8.18%和8.3%；连续发酵中，在梯度稀释率（0.15-0.15-0.125-0.1h~(-1)）下，稳定状态时R1、R3和R4罐的平均总溶剂浓度分别为7.15g/L（丁醇4.04g/L）、12.24g/L（丁醇7.52g/L）和13.75g/L（丁醇8.65g/L），总溶剂的生产率分别为1.072、0.574和0.439g/L/h，R1罐的总溶剂生产率比分批发酵提升了134.1%；从砖块作为细胞固定化的载体进行连续发酵，稀释率为0.1和0.15h~(-1)时R4罐中分别获得了总溶剂15.76g/L（丁醇为9.61g/L）和13.69g/L（丁醇为8.00g/L），总溶剂生产率分别为0.394g/L/h和0.513g/L/h，整个连续历程能稳定维持264h。优化了玉米秸秆酶解历程中纤维素酶用量和固液比，确定最优纤维素酶用量和固液比分别为30FPIU/g秸秆和8g秸秆/80ml水；从玉米秸秆水解液为底物进行分批发酵，48h时总溶剂达最大值16.03g/L，其中丁醇10.56g/L，总溶剂对总糖的得率为0.312g/g，生产率为0.334g/L/h。进行玉米秸秆水解液连续发酵，在0.05h~(-1)、0.1h~(-1)和0.15h~(-1)稀释率下分别获得了10.14g/L、13.44g/L和11.30g/L的总溶剂，其总溶剂生产率分别为0.127g/L/h、0.336g/L/h和0.424g/L/h，在0.15h~(-1)稀释率下总溶剂生产率比分批发酵提升了26.95%。本探讨结果显示使用低值糖质原料连续发酵生产丙酮丁醇对生物燃料丁醇的工业化生产具有重要作用。关键词：Clostridium论文saccharobutypcum论文糖蜜论文玉米秸秆水解论文丁醇论文两段控pH论文连续发酵论文稀释率论文固定化论文
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Abstract4-5
目录5-7
第一章 绪论7-16

1.1 正丁醇介绍7-8

1.1 正丁醇的物理化学性质7

1.2 正丁醇的用途7-8

1.3 正丁醇的生产办法8

1.2 发酵法生产丙酮丁醇8-13

1.2.1 丙酮丁醇发酵史8-9

1.2.2 丙酮丁醇发酵菌种及原料9-11

1.2.3 丙酮丁醇发酵工艺11-12

1.2.4 连续发酵生产丙酮丁醇探讨发展12-13

1.3 国内外正丁醇的供需情况13-14

1.4 本课题探讨作用14

1.5 本课题主要探讨内容14-16

第二章 材料与办法16-22

2.1 实验材料16-17

2.

1.1 实验试剂和来源16

2.

1.2 实验设备和来源16

2.

1.3论文导读：作者在攻读硕士学位期间发表的论文53上一页12

实验菌种16

2.

1.4 培养基16-17

2 实验办法17-22

2.1 菌种保藏及活化17

2.2 葡萄糖培养基发酵产丁醇17-18

2.3 糖蜜培养基发酵产丁醇18-19

2.4 玉米秸秆水解液培养基发酵产丁醇19-20

2.5 检测办法20-22

第三章 结果与讨论22-44

3.1 葡萄糖培养基发酵产丁醇22-28

3.

1.1 葡萄糖培养基的选择22

3.

1.2 不同葡萄糖浓度对溶剂发酵的影响22-23

3.

1.3 葡萄糖培养基的正交优化23-24

3.

1.4 3 L 发酵罐分批发酵24-25

3.

1.5 葡萄糖培养基连续发酵25-28

3.2 糖蜜培养基发酵产丁醇28-39
3.

2.1 3 L 发酵罐分批发酵28-29

3.

2.2 pH 对分批发酵的影响29-30

3.

2.3 两段控 pH 对分批发酵的影响30-31

3.

2.4 细胞固定化分批发酵31-35

3.

2.5 糖蜜培养基连续发酵35-39

3.3 玉米秸秆水解液培养基发酵产丁醇39-44

3.1 纤维素酶用量的优化39-40

3.2 固液比的优化40

3.3 3 L 搅拌式发酵罐分批发酵40-41

3.4 玉米秸秆水解液连续发酵41-44

主要结论与展望44-46
主要结论44-45
展望45-46
致谢46-47
参考文献47-51
附录 A: 溶剂和有机酸标准曲线51-52
附录 B: 葡萄糖标准曲线52-53
附录 C: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文53