丁醇是一種先進(jìn)的生物燃料,作為石油能源的替代品,其優(yōu)勢(shì)在于比乙醇更高的熱值,以及與汽油具有更好的兼容性。發(fā)酵生產(chǎn)丁醇的瓶頸在于產(chǎn)物抑制引起的低產(chǎn)率和低產(chǎn)量,多級(jí)連續(xù)化發(fā)酵方式提高丁醇產(chǎn)率的一條簡(jiǎn)單有效的途徑,利用連續(xù)發(fā)酵和膜分離耦合工藝,降低丁醇的產(chǎn)物抑制,得到高濃度丁醇產(chǎn)物。本文以秸稈固定化發(fā)酵為基礎(chǔ),考察并優(yōu)化三級(jí)連續(xù)固定化發(fā)酵,對(duì)高效的膜分離工藝進(jìn)行了細(xì)考察和優(yōu)化,并且將固定化連續(xù)策略與膜分離技術(shù)進(jìn)行耦合,實(shí)現(xiàn)高效連續(xù)化的丁醇生產(chǎn)。具體工作如下：(1)考察三級(jí)固定化連續(xù)發(fā)酵工藝,優(yōu)化補(bǔ)糖濃度和稀釋率參數(shù),獲得較高的丁醇產(chǎn)率和糖轉(zhuǎn)化率,補(bǔ)糖濃度70g·L-1,稀釋率0.12·h-1,發(fā)酵液中丁醇濃度13g·L-1,ABE濃度20 g·L-1,丁醇的時(shí)空產(chǎn)率1.56g·(L·h)-1, ABE時(shí)空產(chǎn)率2.4 g-(L·h)-1(前人0.96 g·(L.h_-1),丁醇對(duì)糖的轉(zhuǎn)化率為0.22g/g。(2)考察了滲透氣化膜分離丁醇的效率,當(dāng)溫度55℃,1.5wt%的丁醇溶液分離后濃度達(dá)40wt%。優(yōu)化分離工藝中料液濃度對(duì)丁醇分離的影響,其中丙酮的濃度對(duì)丁醇分離影響較大...

【文章頁(yè)數(shù)】：102 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)和縮略詞說(shuō)明
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 生物丁醇及發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 丁醇發(fā)酵工藝
    1.3 丁醇回收和分離技術(shù)
        1.3.1 滲透氣化分離技術(shù)
        1.3.2 聚合物滲透氣化膜
        1.3.3 其他滲透氣化膜
    1.4 丁醇的發(fā)酵分離耦合
        1.4.1 發(fā)酵與滲透氣化耦合
    1.5 生物煉制的策略與展望
    1.6 前人研究基礎(chǔ)
    1.7 本論文研究思路和內(nèi)容
第二章 連續(xù)多級(jí)固定化發(fā)酵
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料和方法
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和菌種
        2.2.2 菌種培養(yǎng)方法
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法和工藝
        2.2.4 分析方法
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        2.3.1 濃縮高粱汁補(bǔ)料三級(jí)固定化連續(xù)發(fā)酵
        2.3.2 低補(bǔ)料濃度下三級(jí)固定化連續(xù)發(fā)酵
    2.4 小結(jié)
第三章 丁醇膜分離技術(shù)
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)材料和方法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.2.2 膜分離表征參數(shù)
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)裝置和方法
        3.2.4 分析方法
    3.3 滲透氣化分離實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.3.1 丁醇-水體系下滲透氣化膜性能考察
        3.3.2 ABE-水體系下滲透氣化膜性能考察
        3.3.3 丙酮、乙醇濃度對(duì)丁醇滲透氣化分離的影響
        3.3.4 小結(jié)
    3.4 GSVP分離實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.4.1 料液溫度對(duì)GSVP分離丁醇的影響
        3.4.2 膜溫度對(duì)GSVP分離丁醇的影響
        3.4.3 對(duì)比蒸汽滲透GSVP與滲透氣化VP
        3.4.4 小結(jié)
    3.5 ABE溶液中丁醇分離結(jié)果
        3.5.1 料液溫度GSVP分離的影響
        3.5.2 膜溫度對(duì)GSVP分離的影響
        3.5.3 ABE濃度對(duì)GSVP分離的影響
        3.5.4 滲透氣化和GSVP在ABE分離中的對(duì)比
        3.5.5 小結(jié)
    3.6 總結(jié)
第四章 固定化連續(xù)發(fā)酵耦合在線膜分離
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)材料和方法
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和菌種
        4.2.2 菌種培養(yǎng)方法
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)方法和工藝
        4.2.4 分析方法
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.3.1 游離載體與GSVP結(jié)合優(yōu)勢(shì)
        4.3.2 連續(xù)固定化發(fā)酵耦合間歇GSVP分離
        4.3.3 連續(xù)固定化發(fā)酵耦合滲透氣化分離
    4.4 小結(jié)
第五章 結(jié)論與建議
    5.1 結(jié)論
    5.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 建議
參考文獻(xiàn)
附錄Ⅰ 實(shí)驗(yàn)用試劑
附錄Ⅱ 實(shí)驗(yàn)用儀器
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介
附件



本文編號(hào)：3738704