甘蔗废糖蜜发酵生产2,3-丁二醇

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1、硕士学位论文甘蔗废糖蜜发酵生产2,3一丁二醇Fermentativeproductionof2,3--butanediolfromsugarcanemolasses学21118109完成日期:2014.05大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外,本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文

2、中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目:=篮筮垫盘窒坌毽红圣;二正三醚=作者签名:丞旦金日期:坐!望年jL月上一日大连理工大学硕士学位论文摘要2,3一丁二醇是一种重要的绿色平台化合物,在化工、食品、医药化妆品及燃料等方面都有着广泛的用途和广阔的市场前景。甘蔗糖蜜是糖厂的副产物,含有50%左右的糖以及有机酸、无机盐等,可作为发酵的廉价原料,其含有的色素在医疗和保健食品方面应用价值。本课题以甘蔗废糖蜜为原料发酵生产2,3.丁二醇,结合其组成特点简化发酵培养基,通过探究发酵条件简化操作步骤,降低发酵成本,并结合2,3一丁二醇

3、的分离,对色素的回收进行了初步尝试。糖蜜含有一定的金属离子及少量的微量元素,所以本实验中尽可能不添加或少添加微量元素,从而简化培养基组成。本实验首先选取8个因素进行Plackett—Burman设计实验,以目标产物(2,3.丁二醇与乙偶姻)的总浓度为响应值筛选出三个显著的因素,分别是酸预处理糖蜜、尿素和KEHP04;然后进行最陡爬坡实验,确定三个显著因素的大概范围;最后,在前两步的基础上对3个显著因素进行Box—BehnkenDesign实验,确定了培养基组成。对优化的培养基进行摇瓶验证实验,目标产物比对照组提高了40%。通过单因素考察培养基不灭菌、糖蜜不预处理

4、和有机氮源不添加对目标产物浓度的影响,确定罐体发酵可以在培养基不灭菌、糖蜜不预处理和有机氮源不添加的条件下进行。批式发酵实验中,12h时目标产物浓度为45.6g/L;批式补料发酵实验中,60h时目标产物的浓度为99.50g/L,其中2,3一丁二醇为90.82∥L,乙偶姻为8.67g/L,转化率为0.39∥g糖蜜,生产强度为1.66∥(L.h)。本课题尝试采用磷酸氢二钾/乙醇和磷酸氢二钾/乙酸乙酯两步盐析萃取法分离目标产物,以期实现发酵液中色素和目标产物的分离。两步盐析萃取后的上相经减压蒸馏可获得浅粉色液体粗产品,经GC分析其中2,3.丁二醇含量为80.2%,乙偶

5、姻为9.8%。采用大孔吸附树脂D.101对第一步盐析萃取的下相溶液(简称下相溶液)进行色素回收的探索实验,确定树脂吸附容量为25g树J]旨/100mL下相溶液,色素吸附率为72.02%;选择的洗脱剂体系为10mL20%7,醇儋树脂,在该体系下色素回收率为6】.33%。关键词:2,3一丁二醇;糖蜜;响应面分析法;色素回收甘蔗废糖蜜发酵生产2,3.丁二醇Fermentativeproductionof2,3·-butanediolfromsugarcanemolassesAbstract2,3一Butanediol(2,3-BD)isapromisingplatfo

6、rmchemical,whichhasawideapplicationinsolvent,liquidfuel,andsyntheticchemistry.Sugarcanemolassesistheby-productofsugarindustry,whichcontainsapproximately50%totalsugar,organicacidandinorganicsalts.Inaddition,thecoloringmattersinsugarcanemolassesisavaluableproductinpharmaceuticals.Inthi

7、sstudy,sugarcanemolassesWasusedascarbonsourcetoproduce2,3-BD.Duetoitsmulti—composition,thefermentationmediumandprocedureweresimplifiedtoreducethefermentationCost,andtherecoveryofcoloringmatterswereexplored.Firstly,ResponseSurfaceMethodology(RSM)Wasusedtooptimizethemediumfor2,3·BDprod

8、uction.Plack

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