微生物厭氧發(fā)酵液中丁酸的高效分離方法.pdf

1、丁酸是一種重要的化工原料，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。丁酸可以通過(guò)化學(xué)法和生物法生產(chǎn)。目前生物法生產(chǎn)丁酸的生產(chǎn)率低，分離工藝復(fù)雜，昂貴，相對(duì)于化學(xué)法生產(chǎn)在經(jīng)濟(jì)上沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力．然而，丁酸的發(fā)酵是典型的厭氧過(guò)程，能耗低，污染少，同時(shí)可以產(chǎn)生氫氣和二氧化碳，此外，發(fā)酵法生產(chǎn)丁酸也更適應(yīng)食品和醫(yī)藥等領(lǐng)域的使用要求，因此，目前許多學(xué)者致力于發(fā)酵法生產(chǎn)丁酸的研究。其中，建立從發(fā)酵液中高效分離丁酸的方法顯得更為重要和迫切。
　　 本

2、論文通過(guò)離子交換法、萃取法和鹽析法等手段，探索從發(fā)酵液中分離丁酸的條件、影響因素和優(yōu)化工藝。
　　 通過(guò)篩選，選定弱堿性陰離子樹(shù)脂D301樹(shù)脂為研究對(duì)象，對(duì)其靜態(tài)吸附丁酸的性質(zhì)，及動(dòng)態(tài)吸附的穿透和洗脫條件進(jìn)行了研究，優(yōu)化后的工藝為：初始pH值為2，吸附流速為2BV/h，洗脫劑為1M鹽酸，洗脫流速為2BV/h。
　　 在萃取法分離丁酸的研究中，對(duì)多種常見(jiàn)萃取體系進(jìn)行了篩選，確定磷酸三丁酯(TBP)為萃取劑，磺化煤油為稀釋劑

3、，對(duì)該萃取劑對(duì)丁酸溶液的萃取和反萃取條件進(jìn)行優(yōu)化，確定適宜的工藝為：初始溶液的pH值調(diào)至2，采用體積比為1的TBP與磺化煤油作為萃取劑以相比1萃取，然后以1MNa2CO3溶液為反萃劑，在25℃條件下以相比為1反萃取。四次萃取和反萃操作后，總收率可達(dá)99.33％。采用該工藝萃取丁酸和乙酸混合溶液，并進(jìn)一步研究了萃取法分離發(fā)酵液中的丁酸。
　　 研究了利用鹽析效應(yīng)分離丁酸的方法。從氯化鉀，氯化鈉，氯化鎂和氯化鈣中選擇鹽析效果最好的氯

4、化鈣作為鹽析劑，研究結(jié)果表明溫度越低鹽析效果越好。對(duì)丁酸-水-氯化鈣三元體系的研究表明，丁酸濃度越高，鹽濃度越高，鹽析作用越強(qiáng)。在鹽析作用形成的兩相中，丁酸富集于上相，鹽富集于下相，上相丁酸的濃度最高可達(dá)近900g/L，多次鹽析操作有利于提高收率。在此基礎(chǔ)上，考察了氯化鈣對(duì)乙酸溶液和丁酸、乙酸混合溶液的鹽析作用，25℃條件下，在所研究的乙酸濃度范圍內(nèi)(100g/L-500g/L)，加入50g/L-200g/L的氯化鈣時(shí)，無(wú)鹽析現(xiàn)象；向丁