基于中空纖維膜的丙酮-丁醇發(fā)酵-滲透汽化分離耦合.pdf

1、本文首先制備了PDMS/PVDF中空纖維復合膜，并應用于丙酮-水、丁醇-水、乙醇-水和丙酮-丁醇-乙醇-水中有機物的分離，考察了料液濃度、溫度和pH對膜滲透汽化分離性能的影響。結果表明，復合膜對丙酮、丁醇和乙醇有較好的分離效果，在40℃，自然pH條件下，對總溶劑濃度為2wt％的丙酮-丁醇-乙醇-水溶液中丙酮、丁醇和乙醇的分離因子分別為20.09、22.95和3.93。.
　　 隨后篩選確定華南205木薯粉為發(fā)酵原料，用丙酮丁醇梭

2、菌Clostridium acetobutylicum ATCC824為發(fā)酵菌株進行分批發(fā)酵-分離耦合。結果表明，整個發(fā)酵過程平均生產強度為0.68gL-1h-1，最大的生產強度為1.55gL-1h-1，相比未耦合分離的發(fā)酵，分別提高了41.7%和44.9%。溶劑濃度提高了123.9%，淀粉利用率提高了69.3%。滲透液中丙酮和丁醇濃度分別達到50gL-1和100gL-1左右，總溶劑濃度達170gL-1以上。
　　 然后對木薯粉

3、的水解條件進行了優(yōu)化，結果表明，以料水比1:1.5配料，按10Ug-1木薯粉的量添加α-淀粉酶，在自然pH、溫度75℃條件下水解60min，可制備高濃度的木薯粉水解液。
　　 以木薯粉水解液進行流加發(fā)酵，并對流加方式、耦合分離時機和5L發(fā)酵罐流加發(fā)酵-分離耦合進行了研究，結果表明，選擇連續(xù)流加補料方式，控制發(fā)酵液中總糖濃度在60.0gL-1左右，當發(fā)酵液中丁醇濃度接近7.0gL-1時接入滲透汽化分離裝置進行流加發(fā)酵-分離耦合操作

4、，可得到較高的生產強度；5L發(fā)酵罐流加發(fā)酵-分離耦合操作，整個發(fā)酵過程平均生產強度為0.62gL-1h-1，補料階段生產強度為0.90gL-1h-1，最大達到1.33gL-1h-1。發(fā)酵液中總溶劑濃度控制在11gL-1以下，丁醇濃度低于6gL-1，有效的控制了發(fā)酵液中丁醇的濃度，減小了丁醇的抑制作用。滲透液中總溶劑平均濃度達到220gL-1以上，最高為256.1gL-1，丁醇平均濃度126.6gL-1。
　　 因此，制備的PDM