用離子交換層析技術(shù)提取發(fā)酵液中丙酸.pdf

1、丙酸（Propionic acid）作為一種理想的飼料防霉劑和重要的精細(xì)化工原料，目前市場(chǎng)上的丙酸普遍采用化學(xué)合成法來生產(chǎn)，然而化學(xué)合成法污染重、成本高、操作條件苛刻，不符合全球環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)的潮流，因此近年來發(fā)展起來的微生物發(fā)酵法為人們提供了新的選擇。微生物的生長(zhǎng)代謝需要一定的緩沖鹽體系及適宜的pH值，使得代謝合成的丙酸實(shí)際上是以丙酸鹽的形式存在于發(fā)酵液中，同時(shí)鑒于丙酸的自身屬性，其鈣鹽的溶解度較大，無法采用傳統(tǒng)的鈣鹽法來制備丙酸，

2、目前市場(chǎng)上生物法生產(chǎn)的丙酸均是以丙酸鈣的形式，而非丙酸。如何把丙酸根從發(fā)酵液中提取出來，并使之轉(zhuǎn)化為丙酸是一個(gè)迫切需要解決的問題。
　　本文采用離子交換層析技術(shù)，針對(duì)影響丙酸提取過程中存在的主要問題進(jìn)行了研究。通過對(duì)培養(yǎng)基的初步優(yōu)化，以降低陰離子交換樹脂提取丙酸過程中無機(jī)酸根離子對(duì)樹脂活性基團(tuán)的競(jìng)爭(zhēng)作用；發(fā)酵結(jié)束后對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)處理以除去發(fā)酵液中的色素，提高終產(chǎn)品的色級(jí)和純度等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；之后考察了7種具有不同性能指標(biāo)的陰離子交換樹

3、脂對(duì)發(fā)酵液中丙酸的吸附情況，研究了發(fā)酵液的酸化方式及pH值對(duì)陰離子交換樹脂吸附量的影響，分析了不同濃度的H2SO4對(duì)樹脂的解吸情況，比較了多柱串聯(lián)組合層析技術(shù)提高丙酸回收率的可行性。結(jié)果表明：大孔弱堿性丙烯酸系陰離子交換樹脂ZGD630對(duì)發(fā)酵液中的丙酸吸附量最高，采用H型陽離子交換樹脂D001酸化工藝優(yōu)于無機(jī)酸酸化，用高濃度H2SO4對(duì)樹脂進(jìn)行解吸時(shí)，解吸液中的丙酸濃度得到明顯提升，當(dāng)采用3柱串聯(lián)組合層析時(shí)丙酸收率較單柱層析顯著提高。<

4、br>　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以實(shí)驗(yàn)室使用的發(fā)酵培養(yǎng)基為初始發(fā)酵培養(yǎng)基，考慮在不影響丙酸產(chǎn)量的前提下除去初始發(fā)酵培養(yǎng)基中的(NH4)2SO4和KH2PO4，消除SO42-及H2PO4-對(duì)陰離子交換樹脂活性基團(tuán)的競(jìng)爭(zhēng)作用，提高陰離子交換樹脂對(duì)丙酸的吸附量；之后采用不同孔徑的濾膜除去發(fā)酵液中的色素，以提高終產(chǎn)品的色級(jí)和純度等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。⑵探究了發(fā)酵液的酸化方式及pH值對(duì)陰離子交換樹脂吸附量的影響，并為得到濃度較高的分子態(tài)丙酸洗脫液，實(shí)驗(yàn)采用