收藏本站
《南京工业大学》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

丁酸梭杆菌发酵甘油制备1,3-丙二醇的研究

吴斌  
【摘要】: 1,3-丙二醇(1,3-PDO)是一种重要的化工原料,不仅可以作为良好的溶剂、保护剂,而且还作为中间体广泛地应用于化工、食品、化妆品和制药等行业。至今,1,3-PDO均由化学法生产,化学法生产消耗了不可再生的有限资源,造成环境污染,同时化学法生产原料及设备要求高,在国内尚无工业化生产。生物转化法以“绿色化学”为特征,利用葡萄糖或甘油等可再生资源为原料生产1,3-PDO,降低了1,3-PDO的生产成本,是一种技术上可行,经济上有竞争力的生产方法。 本研究的目的是通过对丁酸梭杆菌发酵甘油条件等的研究,找出一条成本低,收率高的1,3-PDO生产路线。 本文综述了1,3-PDO的性质、结构、应用及生产方法,对丁酸梭杆菌发酵甘油制备1,3-PDO的发酵工艺进行了详细的实验探索。 首先在摇瓶中对培养基成分和发酵条件进行优化,以提高1,3-PDO的产量。考察了温度、pH、厌氧环境等发酵条件对1,3-PDO产量的影响,同时对培养基组成进行研究,得到最佳的发酵条件及培养基成分。在最佳条件下1,3-PDO产量为41.3g/L、生产强度为0.8g/L h、对甘油转化率为68.8%。 其次对发酵过程进行放大实验,考察了在3L生物反应器中发酵时,搅拌转速、通N2量等多种因素对产物产量的影响,为1,3-PDO的工业化生产打下基础。 对于批式流加葡萄糖和甘油对发酵的考察结果表明,流加葡萄糖和甘油并不能显著增加最终1,3-PDO的浓度,但流加甘油缩短了生产1,3-PDO的发酵时间。 应用化学计量学对不同的发酵途径进行了分析,结果表明就1,3-PDO的生成而言,乙酸途径比丁酸途径更为有效,同时还应当减少发酵过程中H2的产生。得出了在发酵过程中,1,3-PDO的最大理论转化率为0.72mol/mol。为优化甘油发酵代谢途径提供理论指导。 在分析丁酸梭杆菌间歇发酵甘油制备1,3-PDO反应机理的基础上,建立了其动力学模型,并进一步用实验验证了模拟结果。 本论文为高效综合利用工业副产甘油提供了可靠的工艺基础数据,可以为1,3-PDO的工业化的高效生产、工艺设计提供参考依据。
【学位授予单位】:南京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:O623.5

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 苗茂栋;吴敏;邵千飞;马全红;蒋知欲;;利用克雷伯肺炎杆菌限制性底物发酵生产1,3-丙二醇[J];中国生物工程杂志;2008年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 孟冬冬;发酵法生产1,3-丙二醇菌株的选育[D];山东轻工业学院;2011年
2 桂妍雯;产1,3-丙二醇克雷伯氏菌代谢调控的研究[D];山东轻工业学院;2012年
3 张文斗;1,3-丙二醇发酵条件优化研究[D];山东轻工业学院;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 修志龙,曾安平,安利佳;甘油生物歧化过程动力学数学模拟和多稳态研究[J];大连理工大学学报;2000年04期
2 韩飞;;生产1,3-丙二醇的低成本新工艺[J];甘肃化工;1997年04期
3 瞿国华;PTT的工业开发及 1,3丙二醇的合成[J];合成纤维工业;2000年04期
4 刘银乾,段启伟;1,3-丙二醇的制备方法[J];合成纤维工业;2002年02期
5 陈国康,黄象安,顾利霞;聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂的合成[J];合成纤维工业;1998年05期
6 杨佳庆,黄象安,顾利霞;1,3-丙二醇合成新进展[J];合成纤维工业;1999年01期
7 朱丙田,刘德华,任海玉,谢东明,刘天中;1,3-丙二醇发酵条件的探索[J];化工冶金;2000年04期
8 刘艳杰,赵庆国,蒋巍,丁国荣;1,3-丙二醇的生产技术分析[J];化学工程师;2002年01期
9 杨菊群,王幸宜;1,3-丙二醇的合成工艺进展[J];化学工业与工程技术;2002年02期
10 胡先明;手性1-芳基-2,2-二甲基-1,3-丙二醇[J];化学通报;1997年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑艳;管艺飞;刘长江;;1,3-丙二醇氧化还原酶基因的克隆与序列分析[J];安徽农业科学;2006年12期
2 张立科;田水泉;杨风岭;白巧;;生物质的生物转化与利用研究进展[J];安徽农业科学;2011年04期
3 蒋洁,张栩,谭天伟;乙酸对1,3-丙二醇发酵的影响[J];北京化工大学学报(自然科学版);2005年05期
4 高彩霞;王宗涛;冯恩民;修志龙;;微生物间歇发酵生产1,3-丙二醇过程辨识与优化[J];大连理工大学学报;2006年05期
5 宫召华;冯恩民;修志龙;;微生物间歇发酵比生长速率辨识及优化算法[J];大连理工大学学报;2009年04期
6 李晓芳;冯恩民;连涵生;;连续时滞对微生物连续培养过程振荡行为影响[J];大连理工大学学报;2011年02期
7 刘重阳;尹蕾;冯恩民;修志龙;;微生物连续发酵建模及胞内动力学参数辨识[J];大连理工大学学报;2011年03期
8 王晓光;宋立新;;基于连接函数的投影寻踪主成分分析[J];大连理工大学学报;2011年05期
9 沈邦玉;刘重阳;叶剑雄;冯恩民;;微生物连续发酵系统参数辨识与优化算法[J];大连理工大学学报;2012年01期
10 王剑锋,李慧,范圣第;大口径毛细管气相色谱法测定1,3-丙二醇发酵液中主要成分[J];大连民族学院学报;2001年02期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 郑艳;管艺飞;刘长江;;甘油脱水酶基因(gldABC)与1,3-丙二醇氧化还原酶基因(dhaT)的共表达[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
2 高彩霞;王宗涛;冯恩民;修志龙;;间歇发酵过程的非线性动力系统辨识及最优控制[A];中国运筹学会第七届学术交流会论文集(下卷)[C];2004年
3 高彩霞;冯恩民;;一类以脉冲系统为约束最优控制问题的优化算法[A];中国运筹学会第八届学术交流会论文集[C];2006年
4 李晓红;冯恩民;修志龙;;微生物连续培养过程的多目标最优控制[A];第四届全国决策科学/多目标决策研讨会论文集[C];2007年
5 高彩霞;冯恩民;;微生物批式流加发酵过程的建模及参数辨识[A];中国运筹学会第九届学术交流会论文集[C];2008年
6 宿杰;王立群;何聚;余大书;;溶胶-凝胶法制备Ba_(1-x)La_xTiO_3陶瓷及其介电性能研究[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年
7 齐向辉;韦旭钦;杨登峰;吴杰群;孟晓蕾;唐悦;梁甜;杜丽琴;韦宇拓;黄日波;;一步法发酵葡萄糖生成1,3-丙二醇的基因工程菌的构建及分子改性[A];2005热带亚热带微生物资源的遗传多样性与基因发掘利用研讨会论文集[C];2005年
8 白雪峰;;PTT聚合单体——1,3-丙二醇的生产方法[A];中国化工学会2003年石油化工学术年会论文集[C];2003年
9 ;Effects of Redox Regulation on Metabolic Flux of Klebsiella pneumoniaea[A];第六届化学工程与生物技术展览暨会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马正;利用不同底物生产1,3-丙二醇及基因工程菌的构建[D];江南大学;2010年
2 王诗云;一类微生物发酵系统的双测度与全局稳定性[D];大连理工大学;2011年
3 薛学东;Klebsiella pneumoniae厌氧发酵甘油生产1,3-丙二醇的过程研究[D];华东理工大学;2011年
4 郝一男;文冠果种仁油的提取及其生物柴油合成的研究[D];内蒙古农业大学;2011年
5 徐小琳;Klebsillae pneumoniae XJPD-Li重组甘油脱水酶特性及其复活动力学研究[D];天津大学;2010年
6 李志刚;发酵液中1,3-丙二醇和2,3-丁二醇的双水相萃取研究[D];大连理工大学;2011年
7 叶剑雄;一类微生物发酵的多种非线性动力系统建模与优化[D];大连理工大学;2011年
8 王元好;微氧发酵制备1,3-丙二醇及其代谢流量分析[D];大连理工大学;2011年
9 陈瑨;生物质甘油在农药中间体合成中的应用研究[D];浙江工业大学;2011年
10 修志龙;微生物连续培养过程中多稳态和振荡行为的实验与理论研究[D];大连理工大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 崔连臣;低熔点PTT的合成及性能研究[D];浙江理工大学;2010年
2 张作阳;基于鲁棒性分析推断三羟基丙醛对两种酶的抑制作用[D];大连理工大学;2010年
3 苏涛;甘油生物歧化生产1,3-丙二醇的混杂非线性动力系统辨识[D];大连理工大学;2010年
4 陈金良;微生物发酵甘油产1,3-丙二醇的研究[D];河南工业大学;2010年
5 李宁;发酵液中分离提取1,3-丙二醇的实验研究[D];华东理工大学;2011年
6 陈祥军;腺苷钴胺素合成酶基因cobs的克隆及在产1,3-丙二醇菌中的应用[D];江南大学;2010年
7 刘春杰;环氧乙烷氢甲酯化合成3-羟基丙酸甲酯的研究[D];太原理工大学;2011年
8 李沛毅;1,3-丙二醇三种跨膜运输方式的混杂动力系统的鲁棒性和辨识[D];大连理工大学;2011年
9 姜翠红;深黄被孢霉利用粗甘油生产γ-亚麻酸的研究[D];大连理工大学;2011年
10 白红光;微生物连续发酵动力系统的参数辨识与平衡点的性质[D];内蒙古大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋洁,张栩,谭天伟;乙酸对1,3-丙二醇发酵的影响[J];北京化工大学学报(自然科学版);2005年05期
2 彭本军;曾艳;;1,3-丙二醇的合成及其结构表征[J];淮北煤炭师范学院学报(自然科学版);2009年01期
3 焦振泉,刘秀梅;16s rRNA序列同源性分析与细菌系统分类鉴定[J];国外医学(卫生学分册);1998年01期
4 修志龙;甘油连续生物歧化过程培养基和pH调控策略研究[J];高校化学工程学报;2001年04期
5 王剑锋,修志龙,范圣第;甘油转化生产1,3-丙二醇发酵液中甘油含量的测定[J];工业微生物;2001年02期
6 陶春平;刘朋波;夏敏;付水林;宫衡;;控制氮源浓度提高1,3-丙二醇的发酵水平[J];化学与生物工程;2007年05期
7 夏峰峰;金平;王领民;佟明友;;Klebsiella pneumoniae甘油发酵代谢调控研究进展[J];化学与生物工程;2009年10期
8 瞿国华;PTT的工业开发及 1,3丙二醇的合成[J];合成纤维工业;2000年04期
9 杨佳庆,黄象安,顾利霞;1,3-丙二醇合成新进展[J];合成纤维工业;1999年01期
10 刘德华,刘宏娟,程可可;微生物发酵法生产1,3-丙二醇研究进展[J];合成纤维;2005年09期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈宏文;生物法合成1,3-丙二醇的过程工程研究[D];天津大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 王剑锋;克雷伯氏菌发酵生产1,3-丙二醇的研究[D];大连理工大学;2000年
2 杨光;1,3-丙二醇产生菌肺炎克氏杆菌的分子育种[D];中国农业大学;2003年
3 周文广;克雷伯氏菌甘油脱水酶和1,3-丙二醇氧化还原酶基因的克隆及在大肠杆菌中的表达[D];广西大学;2004年
4 李琛;产1,3-丙二醇基因工程菌的构建[D];江南大学;2004年
5 王红兵;1,3-丙二醇高产菌株的选育及其发酵研究[D];中国农业大学;2005年
6 徐友海;发酵法生产1,3-丙二醇过程优化及中试试验[D];大连理工大学;2006年
7 曹晓敏;益生芽孢杆菌的筛选、鉴定及发酵条件优化的研究[D];福建师范大学;2009年
8 令桢民;正己醇降解菌的分离筛选、分类鉴定及其基本特性研究[D];西北农林科技大学;2009年
9 程宝森;葡萄根际高效无机磷细菌的筛选、鉴定及促生效应研究[D];西北农林科技大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 阚南方;张青瑞;杨晓萌;曹长青;;克雷伯氏杆菌代谢网络的基元模式优化分析![J];化学与生物工程;2014年02期
2 李霞;张青瑞;曹长青;姜桢;;克雷伯氏杆菌中FNR氧气调控蛋白三级结构的模建[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2011年02期
3 张书翠;陈军;周佳佳;高黎荣;付水林;宫衡;;环境及内源条件对克雷伯氏肺炎杆菌质粒消除的影响[J];生物技术;2013年05期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 瞿国华;PTT的工业开发及 1,3丙二醇的合成[J];合成纤维工业;2000年04期
2 韩飞;PTT纤维的制备及应用[J];合成纤维工业;1997年05期
3 陈国康,黄象安,顾利霞;聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂的合成[J];合成纤维工业;1998年05期
4 杨佳庆,黄象安,顾利霞;1,3-丙二醇合成新进展[J];合成纤维工业;1999年01期
5 张永强,杨超,毛在砂,陈家镛;烯烃氢甲酰化反应工程的研究进展[J];化工进展;1999年05期
6 张从容;新型PTT聚酯材料开发进展[J];化工商品科技;1999年02期
7 朱丙田,刘德华,任海玉,谢东明,刘天中;1,3-丙二醇发酵条件的探索[J];化工冶金;2000年04期
8 陈鸿卿;李淑琏;韩士田;谢虹;;几种手性相转移催化剂的合成[J];化学通报;1984年06期
9 薛丽梅,王琲,韩大维,于伟民,王焕民;1,3-丙二醇的化学合成法[J];化学与粘合;2000年01期
10 王熙庭,陈曼华;1,3-丙二醇生产方法及用途[J];煤化工;2000年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;德国采用沼气和细菌生产可生物降解塑料(聚烃基丁酸)[J];国外塑料;2002年01期
2 海生悦;丁酸丁酯的气相色谱分析[J];精细化工;1989年05期
3 胡笑形;具有杀虫活性的3-甲基-2-苯氧基丁酸-五氟苄酮的合成[J];世界农药;1998年05期
4 蒋勇鹰,林紫云,朱莉亚;E-r-和Z-r-(2’,5’-二甲氧基)苯亚甲基-丁酸内酯的合成研究[J];厦门大学学报(自然科学版);1999年S1期
5 管国锋,万辉,畅伟贤,姚虎卿;基于神经网络的磷酸三丁酯络合萃取丁酸的研究(英文)[J];计算机与应用化学;2004年06期
6 毛尚良;丁酸戊酯的制备[J];化学试剂;1995年02期
7 俞善信,文瑞明;丁酸异戊酯合成中的催化剂研究[J];应用化工;2002年01期
8 钱跃言;有杀虫活性的取代的3-甲基-2-苯氧基丁酸五氟苄酯的合成[J];浙江化工;1998年03期
9 韩润林,张建安,张小勇,李佐虎,李立民,赵智宠;分叉双歧杆菌在固态发酵体系中的产酸特性[J];食品科学;1999年08期
10 杨水金,陈露春,梁永光,余新武;TiSiW_(12)O_(40)/TiO_2催化合成丁酸正丁酯[J];化学工程师;1999年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 沈赞明;Kuhla S;Zitnan R;Seyfert HM;Schneider F;Chudy A;Hammon HM;Blum JW;Hagemeister H;Voigt J;;灌注丁酸促进公牛瘤胃上皮生长作用机理研究[A];动物生理生化学分会第八次学术会议暨全国反刍动物营养生理生化第三次学术研讨会论文摘要汇编[C];2004年
2 付潮;邱国福;胡先明;;4—膦酰基丁酸三乙酯的合成[A];第六届全国磷化学化工学术讨论会论文摘要集[C];2003年
3 戴兆来;王娟红;曹冬梅;朱伟云;;体外法研究米曲霉发酵提取物对猪肠道微生物代谢和生长的影响[A];中国畜牧兽医学会动物营养学分会第十次学术研讨会论文集[C];2008年
4 沈赞明;Ku hla S;Zitnan R;Seyfert HM;Schneider F;Chudy A;Ha mmon HM;Blum JW;Hagemeister H;Voigt J.;;灌注丁酸促进公牛瘤胃上皮生长的作用不经IGF-1介导[A];中国生理学会2004年消化内分泌生殖学术研讨会论文摘要汇编[C];2004年
5 项国谦;赵洪灿;王贤军;;糖尿病患者血清β-羟丁酸与尿酮体及葡萄糖检测意义临床探讨[A];2008年浙江省检验医学学术年会论文汇编[C];2008年
6 王振华;潘康成;;丁酸菌微生态制剂的研究进展[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年
7 王晶;;乳酸、D-3-羟丁酸及血糖检测在代谢性酸中毒诊断、治疗中的意义[A];第五次全国中青年检验医学学术会议论文汇编[C];2006年
8 侯政廷;何欣怡;黃思蓴;;利用固定化材料Acrylamide筛选汙泥进行生质丁醇之生产[A];2010年海峡两岸环境与能源研讨会摘要集[C];2010年
9 柴同杰;刘辉;晋爱兰;段会勇;;气相色谱法对断奶腹泻兔与健康兔肠道菌群比较研究[A];第三届第八次全国学术研讨会暨动物微生态企业发展战略论坛论文集[C];2006年
10 鄭秀龍;王還珠;;尿中β-氨基異丁酸测定法[A];中国生理科学会学术会议论文摘要汇编(生物化学)[C];1964年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 赵银环 靳瑞兰;沼液防治病虫害[N];农民日报;2005年
2 王延兆;膳食与癌症[N];中国医药报;2001年
3 王乐民;阿桔片吗啡阿托品注射液列入麻醉药品管理[N];健康报;2007年
4 刘莉莉;日捕鲸船在南极遭到“酸弹”袭击[N];新华每日电讯;2008年
5 万同己;抗Hp治疗可能对FD患者不利[N];中国医药报;2003年
6 丹正;功能性大米基尔米实现产业化生产[N];粮油市场报;2005年
7 李标 唐坤 王伯初;叶片离体培养有望实现药用紫锥菊规模化培植[N];中国医药报;2006年
8 国讯;加强曲马多等麻精药品监管[N];中国医药报;2007年
9 李敏;化验——尿酮体[N];农村医药报(汉);2008年
10 梦蝶;千万别轻看了牙病[N];大众卫生报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 管国锋;有机羧酸稀溶液的络合萃取过程研究[D];南京工业大学;2002年
2 李佳;平邑甜茶(M. hupehensis Rehd.)根系钙吸收调节与Ca~(2+)-ATPase特性研究[D];山东农业大学;2004年
3 杨鲲;脊髓背角浅层内GABA_B受体的形态和机能研究[D];中国人民解放军第四军医大学;2003年
4 杭晓明;聚羟基脂肪酸酯(PHA)合酶基因的克隆、表达及功能性研究[D];大连理工大学;2002年
5 胡红莲;奶山羊亚急性瘤胃酸中毒营养生理机制的研究[D];内蒙古农业大学;2008年
6 刘重阳;非线性切换动力系统的最优控制及应用[D];大连理工大学;2010年
7 刘海军;发酵法生产1,3-丙二醇过程及中试研究[D];大连理工大学;2007年
8 张琛;铵影响厌氧反应器污泥丙酸和丁酸互营氧化产甲烷过程的机理[D];中国农业大学;2013年
9 杨文艳;小韦荣球菌及其乙酸生成基因缺失工程菌对瘤胃微生物发酵的影响[D];吉林大学;2007年
10 牟英;生物柴油和1,3-丙二醇偶联生产工艺的研究[D];大连理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴斌;丁酸梭杆菌发酵甘油制备1,3-丙二醇的研究[D];南京工业大学;2003年
2 赵炜;利用原生质体技术选育聚β羟基丁酸高产菌株和发酵条件的研究[D];西北大学;2004年
3 刘建伟;以芭蕉芋为原料发酵甘油废水处理技术的研究[D];江南大学;2004年
4 匡春兰;药物中间体R-丁酸缩水甘油酯的生物法拆分研究[D];浙江工业大学;2004年
5 陈金良;微生物发酵甘油产1,3-丙二醇的研究[D];河南工业大学;2010年
6 刘波;丁酸、全反式维甲酸对肺腺癌细胞株A549体外增殖及对β-连环素、c-myc表达的影响[D];第三军医大学;2003年
7 白坤栋;吲哚丁酸和氯化胆碱对木薯化学调控机理的研究[D];广西大学;2004年
8 刘威;一株猪源性乳酸利用、丁酸产生菌的分离和鉴定及其体外代谢特性的初步研究[D];南京农业大学;2007年
9 杜瑞平;绵羊瘤胃乙酸和丁酸的产生、吸收和利用规律及可代谢生脂物质(MLS)的测定[D];内蒙古农业大学;2006年
10 左莉;Endocan在结肠癌组织中表达的意义及其丁酸对RKO细胞表达endocan的影响[D];安徽医科大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026