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《浙江大学》 2010年
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微生物厌氧发酵液中丁酸的高效分离方法

吴丹  
【摘要】:丁酸是一种重要的化工原料,在工业、农业、医药等领域有着广泛的应用。丁酸可以通过化学法和生物法生产。目前生物法生产丁酸的生产率低,分离工艺复杂、昂贵,相对于化学法生产在经济上没有竞争力。然而,丁酸的发酵是典型的厌氧过程,能耗低,污染少,同时可以产生氢气和二氧化碳,此外,发酵法生产丁酸也更适应食品和医药等领域的使用要求,因此,目前许多学者致力于发酵法生产丁酸的研究。其中,建立从发酵液中高效分离丁酸的方法显得更为重要和迫切。 本论文通过离子交换法、萃取法和盐析法等手段,探索从发酵液中分离丁酸的条件、影响因素和优化工艺。 通过筛选,选定弱碱性阴离子树脂D301树脂为研究对象,对其静态吸附丁酸的性质,及动态吸附的穿透和洗脱条件进行了研究,优化后的工艺为:初始pH值为2,吸附流速为2 BV/h,洗脱剂为1M盐酸,洗脱流速为2 BV/h。 在萃取法分离丁酸的研究中,对多种常见萃取体系进行了筛选,确定磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂,磺化煤油为稀释剂,对该萃取剂对丁酸溶液的萃取和反萃取条件进行优化,确定适宜的工艺为:初始溶液的pH值调至2,采用体积比为1的TBP与磺化煤油作为萃取剂以相比1萃取,然后以1M Na2CO3溶液为反萃剂,在25℃条件下以相比为1反萃取。四次萃取和反萃操作后,总收率可达99.33%。采用该工艺萃取丁酸和乙酸混合溶液,并进一步研究了萃取法分离发酵液中的丁酸。 研究了利用盐析效应分离丁酸的方法。从氯化钾,氯化钠,氯化镁和氯化钙中选择盐析效果最好的氯化钙作为盐析剂,研究结果表明温度越低盐析效果越好。对丁酸-水-氯化钙三元体系的研究表明,丁酸浓度越高,盐浓度越高,盐析作用越强。在盐析作用形成的两相中,丁酸富集于上相,盐富集于下相,上相丁酸的浓度最高可达近900 g/L,多次盐析操作有利于提高收率。在此基础上,考察了氯化钙对乙酸溶液和丁酸、乙酸混合溶液的盐析作用,25℃条件下,在所研究的乙酸浓度范围内(100 g/L-500 g/L),加入50 g/L-200g/L的氯化钙时,无盐析现象;向丁酸和乙酸组成的模拟溶液中加入氯化钙则发生盐析,上相两者浓度比较初始溶液有一定程度的提高,说明盐析作用在使丁酸得到浓缩的同时,也使乙酸与丁酸得到了一定程度上的分离。对发酵液的研究表明,发酵液中杂质的存在会减弱盐析效应。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ921.4

【引证文献】
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1 舒成亮;生物丁酸的萃取分离及生物催化合成丁酸乙酯的研究[D];浙江大学;2011年
【参考文献】
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1 吴英华;向开祥;侯小娟;吴玮琳;;国内丁酸丁酯的催化合成研究进展[J];日用化学工业;2007年03期
2 詹彦;丁酸与肿瘤[J];国外医学(肿瘤学分册);2003年05期
3 管国锋;徐晨;万辉;姚虎卿;;络合萃取法分离一元有机羧酸盐析效应的研究[J];高校化学工程学报;2006年04期
4 李振宇,秦炜,戴猷元;三辛胺萃取一元羧酸的平衡规律(Ⅰ) 萃取平衡特性[J];化工学报;2004年01期
5 徐红彬;张懿;尤海侠;;盐析结晶法分离铬酸钾[J];化工学报;2007年04期
6 柴金岭;伯胺N1923萃取一元有机酸的研究[J];环境化学;1999年02期
7 李兴存,陈兴权,赵天生;正丁醛氧化制备正丁酸工艺过程研究[J];化学反应工程与工艺;2002年02期
8 王运东,李屹,李玉鑫,戴猷元;三烷基氧膦络合萃取一元有机羧酸[J];化学工程;2003年06期
9 韩奎武,刘一民;正丁醛用分子氧液相氧化制正丁酸[J];化工科技;2003年04期
10 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
【共引文献】
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1 郑清;王玉琴;;利用文蛤壳制备复合氨基酸螯合钙[J];安徽化工;2009年01期
2 王岚岚,叶生梅;密闭微波酸水解法测定食品中淀粉含量[J];安徽工程科技学院学报;2002年01期
3 王晓林;陶玉贵;李鹤飞;肖苏峰;;酸性蛋白酶饲料固态发酵条件的研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年02期
4 满云;;柠檬酸酸解液离子交换生产工艺研究[J];安徽科技;2012年04期
5 李鑫;李伟;曾庆轩;李凯;袁超;;L-脯氨酸在离子交换纤维上的吸附性能研究[J];安徽农业科学;2008年10期
6 杨文艳;庞金钊;杨宗政;刘欣;于鹏;宋健;;杨木APMP废液的生物转化及应用[J];安徽农业科学;2008年29期
7 徐俭;石贵阳;张梁;丁重阳;;陶瓷膜在聚合级L-乳酸纯化工艺中的应用[J];安徽农业科学;2009年27期
8 曾庆华;张莉莉;孙小凡;樊琛;;HPLC-ELSD法测定芒果中的果糖、葡萄糖和蔗糖[J];安徽农业科学;2010年18期
9 崔东波;苑广志;;1株乳酸生产菌的筛选及发酵培养基的优化[J];安徽农业科学;2011年12期
10 王苗苗;刘峥;袁帅;郝再斌;;D151阳离子交换树脂吸附Zwittermicin A的动力学研究[J];安徽农业科学;2012年06期
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1 曹媛媛;李俊;陈祥松;吴金勇;颜守保;姚建铭;;餐厨废弃物资源化利用初探[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
2 姜绍通;许彬;罗水忠;;乳酸酯化的最适工艺研究[A];2007年学术年会论文集[C];2007年
3 张金玲;;真空冷冻干燥保鲜的应用[A];第十届中国科协年会论文集(三)[C];2008年
4 周金金;王伟;张新胜;;离子交换树脂提纯四甲基氯化铵的研究[A];上海市化学化工学会2009年度学术年会论文集[C];2009年
5 宋峰;庄淑娟;;牛磺酸在D290树脂上吸附过程的动力学研究[A];中国化学会第15届反应性高分子学术讨论会论文摘要预印集[C];2010年
6 庄淑娟;宋峰;;温度对甘氨酸在阳离子树脂上吸附的影响[A];中国化学会第15届反应性高分子学术讨论会论文摘要预印集[C];2010年
7 张艳;孟庆芳;杨文香;李亚宁;张汀;刘大群;;生防菌株Men-myco-93-63摇瓶培养和小试研究[A];第四届全国绿色环保农药新技术、新产品交流会暨第三届生物农药研讨会论文集[C];2006年
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1 张相洋;杂质存在条件下的乳酸锌结晶行为研究[D];华东理工大学;2010年
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3 刘模;米根霉发酵液中乳酸酯化水解精制工艺、机理研究[D];合肥工业大学;2011年
4 汪耀明;双极膜电渗析法生产有机酸过程的几个关键科学问题研究[D];中国科学技术大学;2011年
5 马立文;锂锰氧化物及其锂离子筛的制备、性能及应用[D];中南大学;2011年
6 张清丽;酪蛋白活性肽对乳酸菌生长代谢及酸乳发酵影响的研究[D];华南理工大学;2011年
7 蔡友华;嗜热厌氧杆菌工程菌(Δldh)的构建及其廉价生物质乙醇发酵的研究[D];华南理工大学;2011年
8 龚雨顺;茶氨酸的分离机理与定量分析及抗衰老功能研究[D];湖南农业大学;2011年
9 郑辉东;支撑液膜传质及其不稳定性研究[D];浙江大学;2010年
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3 徐娟娟;利用农业废弃物混合发酵生产L—乳酸及饲料的初步研究[D];安徽农业大学;2010年
4 孔涛;辽西北菊芋良种选育及配套栽培模式研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
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6 杜勇;新型螺带式结晶罐热力性能研究及工程应用[D];华东理工大学;2011年
7 孟媛媛;离子交换树脂处理二甲胺废水的研究[D];浙江大学;2011年
8 徐畅平;活性污泥厌氧发酵废水产氢的动力学研究[D];昆明理工大学;2008年
9 王晓丹;铬在湿法炼锌浸出净化过程中的行为以及除氯的实验研究[D];昆明理工大学;2010年
10 赵国振;马铃薯为原料发酵制备L-乳酸的研究[D];昆明理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 彭跃莲,姚仕仲,纪树兰,马重芳;从柠檬酸发酵液中提取柠檬酸的方法[J];北京工业大学学报;2002年01期
2 程媛媛;陈必强;谭天伟;;以天然纤维织物为载体固定化脂肪酶[J];北京化工大学学报(自然科学版);2008年06期
3 吴英华;向开祥;侯小娟;吴玮琳;;国内丁酸丁酯的催化合成研究进展[J];日用化学工业;2007年03期
4 黄磊;程振民;;纳米-微米复合孔泡沫陶瓷固定化脂肪酶[J];催化学报;2008年01期
5 伍时华,路敏,童张法;从发酵液中提取柠檬酸的研究进展[J];广西工学院学报;2005年03期
6 管国锋;徐晨;万辉;姚虎卿;;络合萃取法分离一元有机羧酸盐析效应的研究[J];高校化学工程学报;2006年04期
7 李淑琴;;沸石催化合成丁酸乙酯[J];广州化工;2006年05期
8 虞英;蒋惠亮;;非水相中固定化脂肪酶催化性能的研究[J];广州化学;2008年01期
9 卢金照,高年发,杨枫,卢小林;乳酸的发酵与提取耦合工艺[J];广州食品工业科技;2004年02期
10 鲁玉侠;蔡妙颜;郭祀远;王兆梅;;海藻酸钠包埋法制备固定化脂肪酶研究[J];现代食品科技;2007年01期
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1 许彬;酯化法精制乳酸工艺研究[D];合肥工业大学;2006年
【二级参考文献】
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1 孟海林,孙明和,胡泰友,管兴国,徐欣;油醇硫酸盐制备中的中和技术的研究[J];日用化学工业;1995年02期
2 李雅林,牛钟相,何元龙;微生态制剂的研究进展[J];山东畜牧兽医;2000年06期
3 叶成远,张惠云;微生态制剂在水产养殖中的应用[J];饲料工业;2000年03期
4 徐洪峰;吴文龙;;酶催化合成丁酸丁酯[J];淮北煤炭师范学院学报(自然科学版);2005年04期
5 王星堂,李德谦,曾广赋,张喜田;伯胺N_(1923)萃取磷酸的研究[J];高等学校化学学报;1983年06期
6 王志华,高自立,孙思修,沈静兰;伯胺N1923萃取柠檬酸的研究[J];高等学校化学学报;1992年09期
7 高自立,贾永芬,孙思修,冯大诚,沈静兰;伯胺N1923在不同稀释剂中萃取盐酸平衡[J];高等学校化学学报;1994年10期
8 杨延钊,杨永会,孙国新,孟祥建,王振桥,孙思修;不同稀释剂中TBP萃取醋酸的研究[J];高等学校化学学报;1996年04期
9 黄庆,刘桂荣;固定化酶催化合成丁酸丁酯[J];赣南师范学院学报;2004年06期
10 严世强,隋洪珍,张玉兰;NaBH_4-CaCl_2体系还原羧酸的研究[J];甘肃科学学报;1996年03期
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6 黄颖;邱蔚然;孙翠萍;王维育;;发酵液中提取胞苷二磷酸胆碱的工艺改进[J];中国医药工业杂志;1985年01期
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8 李友荣;储炬;;发酵摇瓶测氧电极FCY-Ⅲ型的研制及其应用[J];生物工程学报;1991年01期
9 吴清平,周小燕,钟瑜,陈素云;发酵液中L-苹果酸批量定量测定研究[J];微生物学通报;1992年06期
10 吴亚萍;;微量呼吸仪测定发酵液谷氨酸含量的误差分析[J];发酵科技通讯;2000年03期
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1 宋爱荣;王光远;郭立忠;徐昆;赵晨;;樟芝发酵液不同处理样品的氨基酸分析[A];首届海峡两岸食(药)用菌学术研讨会论文集[C];2005年
2 郭敬华;孟庆芳;李亚宁;杨文香;刘大群;;拮抗菌Men-myco-93-63发酵液诱导黄瓜抗白粉病酶活性的变化[A];中国植物病理学会2006年学术年会论文集[C];2006年
3 施超欧;左莹;汪琼;谢小波;李静;;离子排斥法测定丙酮酸发酵提取液中的丙酮酸含量[A];第11届全国离子色谱学术报告会论文集[C];2006年
4 蒋孟圆;刘吉开;;褐盖韧革菌发酵液化学结构多样性及抗糖尿病活性初探[A];中国植物学会七十五周年年会论文摘要汇编(1933-2008)[C];2008年
5 李锡杰;杨鸣琦;张伟;郭伟华;戴卉敏;;金龟子绿僵菌菌丝体及发酵液中苦马豆素的提取与分离[A];中国畜牧兽医学会兽医病理学分会第十六次学术研讨会、中国病理生理学会动物病理生理专业委员会第十五次学术研讨会论文集[C];2009年
6 朱希强;邓长江;郭学平;;那它霉素的发酵生产及纯化[A];山东省药学会第一届学术年会论文集(下)[C];2005年
7 张匡;郑连英;;发酵和超滤耦合制备不同分子量壳低聚糖[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2006年
8 王清海;丁爱云;李汝美;韩玉梅;郑园园;;拮抗链霉菌R15发酵液化感作用的初步研究[A];中国植物病理学会2008年学术年会论文集[C];2008年
9 桂春爽;梁宁;焦国平;蒋继志;;梨黑斑病菌和白菜黑斑病菌对致病疫霉抑菌效果的比较[A];中国植物病理学会2009年学术年会论文集[C];2009年
10 付卫明;白冬梅;班睿;赵学明;李鑫钢;徐世民;;反相高效液相色谱法分离测定生孢乳杆菌发酵液中的乳酸[A];第三届全国传质与分离工程学术会议论文集[C];2002年
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1 晓雯;发酵液育肥牛效果好[N];河南科技报;2008年
2 记者董明;酒精发酵液“喷”出钞票[N];柳州日报;2009年
3 广凯;红糖发酵液可治黄瓜“三连病”[N];新疆科技报(汉);2008年
4 许瑞娟;红糖发酵液可治黄瓜三种病害[N];河南科技报;2008年
5 邓厚群;EM——健康养殖好助手[N];中国渔业报;2007年
6 ;沼气池防止结壳的措施[N];山东科技报;2007年
7 刘玉平 林建强;提高好氧发酵生产质量不可小视设备改进[N];中国医药报;2006年
8 记者 陈江;广西农科院一项目成果国际领先[N];广西日报;2009年
9 李秀培;沼气的生产技术及安全使用[N];大理日报(汉);2007年
10 沈慧;生物防治苹果树腐烂病[N];河北科技报;2006年
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1 范丽霞;几株放线菌发酵液抑菌活性成分的研究[D];西北农林科技大学;2013年
2 张文娟;Streptomyces djakartensis NW35菌株发酵液的抑菌活性及抑菌成分研究[D];西北农林科技大学;2013年
3 田锁霞;蚯蚓生态湿地系统处理厌氧发酵液的研究[D];中国农业大学;2014年
4 赵凯;产紫杉醇菌株原生质体诱变育种及其生物合成调控的研究[D];中国农业科学院;2006年
5 姜苏;表面活性剂促进污水厂剩余污泥发酵生产短链脂肪酸的研究[D];同济大学;2007年
6 魏林;哈茨木霉(Trichoderma harzianum)发酵液中对豇豆具促生活性物质的研究[D];湖南农业大学;2005年
7 刘琼岩;抗肿瘤抗生素S-632-A_2、A_3的发酵、提取、结构鉴定及其分化诱导作用的研究[D];中国协和医科大学;2000年
8 张开山;海绵共附生放线菌抗肿瘤活性菌株的筛选及菌株A01059活性物质的研究[D];华南热带农业大学;2007年
9 黄岩山;重组人血清白蛋白—干扰素α 2b融合蛋白的研究[D];浙江大学;2007年
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6 郭颀然;发酵液中D-核糖分离纯化过程研究[D];河北工业大学;2003年
7 张洋;一种新型角蛋白酶的发酵、理化性质及应用研究[D];福州大学;2005年
8 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
9 范爱勇;氨基酸发酵液电渗析脱盐的研究[D];中国海洋大学;2012年
10 范理;5-氨基乙酰丙酸的检测方法及其稳定性研究[D];浙江大学;2006年
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