黃連木油生物柴油副產(chǎn)物甘油發(fā)酵轉(zhuǎn)化1,3-丙二醇的研究.pdf

1、黃連木(Pistacia chinensis Bunge)，漆樹科，別名楷木、黃楝、木楝、油子、黃連芽等。地理分布較廣，具有抗旱、耐瘠薄、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，定植后6年左右開花結(jié)實(shí)，10年左右進(jìn)入盛果期。黃連木種籽富含油脂，是一種很好的野生木本油料資源[1]。最近研究表明黃連木種籽油還可以制備生物柴油，這對(duì)解決目前的能源危機(jī)具有重要意義。因此，本文以黃連木種籽為原料，研究黃連木油的提取及其制備生物柴油工藝條件，并測定黃連木油及其制備生物柴油

2、的理化性能，為實(shí)現(xiàn)以黃連木油為原料制備生物柴油提供理論依據(jù)。用黃連木油生產(chǎn)生物柴油，上層為甲酯層，精制后得生物柴油;下層為富含甘油的副產(chǎn)物即下層甘油液。如果能充分利用下層甘油液，直接利用下層甘油生產(chǎn)如1，3-丙二醇、1，2-丙二醇、二羥基丙酮等高附加值的工業(yè)產(chǎn)品，將會(huì)極大降低生物柴油的成本。從而使整個(gè)生物柴油產(chǎn)業(yè)鏈步入高速發(fā)展的軌道。
　　 有機(jī)溶劑1，3-丙二醇在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，它可以用來制造表面活性劑，防腐劑、防凍

3、劑等。同時(shí)它也是一種可用于醫(yī)學(xué)、化工、紡織等方面的化學(xué)中間體。近年來，通過1，3-丙二醇來合成高分子熱塑材料聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯，已經(jīng)引起了越來越多研究者的關(guān)注。聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(PTT)與其他聚酯高分子材料相比較有許多的優(yōu)點(diǎn):柔軟不易僵直變形，有彈性不易斷裂，抗污物易清潔，可降解無生物危害;表現(xiàn)出巨大的市場潛力。1，3-丙二醇是工業(yè)合成PTT的主要原料之一且無法被取代，它的產(chǎn)量和質(zhì)量直接影響到市場對(duì)PTT的需求。國內(nèi)外研究人員通過

4、大量努力研發(fā)出一系列合成1，3-丙二醇的方法，根據(jù)合成途徑可分為化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法。由于微生物發(fā)酵法較化學(xué)合成法來說不需要高溫、高壓等苛刻條件，非常符合綠色環(huán)保的理念，使其在工業(yè)生產(chǎn)中具有較大優(yōu)勢，成為被廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)研究方向之一。
　　 本實(shí)驗(yàn)以黃連木種籽為原料，研究黃連木油的提取及其制備生物柴油工藝條件，所用粗甘油由實(shí)驗(yàn)室自制為黃連木籽經(jīng)過粉碎、萃取、堿性催化后蒸餾制的。用未經(jīng)處理的粗甘油直接進(jìn)行轉(zhuǎn)化生產(chǎn)1，3-丙二醇

5、，能夠更加貼近實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)，使實(shí)驗(yàn)具有現(xiàn)實(shí)參考價(jià)值。實(shí)驗(yàn)中所使用的菌種為肺炎克雷伯氏菌肺炎亞種(Klebsiellapneumoniae subsp.Pneumonia)，從中國普通微生物菌種保藏中心購得，編號(hào):1.1736。將編號(hào)為1.1736的菌株作為出發(fā)菌株，通過嘗試使用UV并結(jié)合氯化鋰對(duì)出發(fā)菌株進(jìn)行復(fù)合誘變，以求提高菌株對(duì)1，3-丙二醇的合成能力，并利用產(chǎn)酸圈和產(chǎn)物耐受相結(jié)合的方法進(jìn)行平板篩選。通過反復(fù)培養(yǎng)優(yōu)化最終獲得一株理想

6、變異菌株Kps27。Kps27經(jīng)過多次傳代培養(yǎng)，發(fā)酵能力表現(xiàn)穩(wěn)定，產(chǎn)物含量較未誘變之前有顯著提升。將該出發(fā)菌株分別進(jìn)行搖瓶培養(yǎng)和搖瓶發(fā)酵，在完全厭氧的條件下，獲得最高1，3-丙二醇產(chǎn)量，為14.18g/L，甘油的轉(zhuǎn)化率為35.45％。與出發(fā)菌株相比較，kps27的1，3-丙二醇產(chǎn)量為22.16g/L，甘油的轉(zhuǎn)化率為55.4％。在流加發(fā)酵的模式下，kps27達(dá)到的最高濃度為62.1 g/L;乙酸質(zhì)量濃度提高了58.1％，達(dá)到12.3 g/