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发酵法产1，3-丙二醇的应用基础研究的开题报告开题报告题目：发酵法产1，3-丙二醇的应用基础研究一、研究背景和意义1，3-丙二醇是一种重要的化工原料，广泛应用于工业生产、医药化学等领域。
传统制备1，3-丙二醇的方法为石油化学法和氢气化学法，这两种方法均存在成本高、能源消耗多、对环境不良等问题，因此需要探寻一种新型的高效、低能耗、环保的生物制备方法。
发酵法是一种可行的生物制备方法，采用适宜的微生物菌株代谢分泌1，3-丙二醇，具有能源消耗低、来源丰富、环保等优点。
目前，发酵法已成为1，3-丙二醇工业生产的重要方法之一。
但是，发酵法制备1，3-丙二醇的过程中，存在影响丙二醇产量和质量的因素较多，如反应物浓度、温度、pH值、氧气供应等，因此需要进行深入研究。
本研究旨在通过对发酵过程中关键因素的优化调控，提高1，3-丙二醇发酵生产的效率和质量，为1，3-丙二醇生产的工业化应用提供技术支持。
二、主要研究内容和方法1. 筛选高效1，3-丙二醇生产菌株：通过培养基筛选和评价不同菌株对1，3-丙二醇产量和生长速率的影响，选定最适合生产1，3-丙二醇的菌株。
2. 优化发酵过程中反应物浓度：采用单因素法和正交试验等方法考察不同反应物浓度对1，3-丙二醇合成的影响，并确定最适合反应的反应物浓度范围。
3. 优化发酵过程中温度和pH值：通过控制温度和pH值的变化，考察其对1，3-丙二醇产量和质量的影响，并确定最适合的温度和pH值范围。
4. 优化氧气供应条件：采用不同方法探究氧气供应对1，3-丙二醇合成的影响，如改变气体的流速、增加曝气时间等，以提高1，3-丙二醇发酵的效率。
5. 通过分析和对比试验结果，确定最适合丙二醇发酵生产的最佳工艺条件和参数，以提高1，3-丙二醇发酵生产的效率和质量。
三、预期研究结果和意义本研究通过基础理论和实验研究，旨在建立一种高效、经济、环保的1，3-丙二醇生产方法，提高生产效率和质量，为丙二醇工业化生产提供新技术和新思路，在工业制备、医药化学等领域具有广泛的应用前景。
大连理工大学科技成果——微生物发酵法生产1,3-丙二醇一、产品和技术简介本技术针对当前1,3-丙二醇生产现存的问题，采用克雷伯氏杆菌将甘油转化为1,3-丙二醇，在实验室小试研究成果的基础上，开展了放大到1立方米和20立方米发酵罐的中试试验。
提出了葡萄糖好氧发酵生产甘油与甘油厌氧、微氧发酵生产1,3-丙二醇相结合的两步发酵工艺，并首次提出并采用了酒精沉淀预处理技术，解决了产品难以提取分离的瓶颈问题。
该技术在教育部组织的鉴定会上被评为国际先进技术，获辽宁省技术发明二等奖。
二、应用范围1,3-丙二醇是一种重要的化工原料，可用作溶剂、抗冻剂或保护剂、精细化工原料以及新型聚酯和聚氨酯的单体。
其与聚对苯二甲酸合成的新型聚酯材料聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）与聚对苯二甲酸乙二酯（PET）和聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）相比具有许多优良的特性。
如尼龙样的弹性恢复、抗紫外、臭氧及氮氧化物的着色性、低静电、低水吸附、全色范围内无需添加任何特殊化学品而呈现出的良好连续印染性及可生物降解性等。
PTT不仅可以作为新型合成纤维在地毯和纺织品方面有着广阔的应用前景，在工程热塑性塑料领域也有巨大的应用潜力。
目前，国外的一些大牌公司正加紧开发1,3-丙二醇及PTT 在纺织和地毯等行业中的应用，如壳牌（Shell）和杜邦（Dupont）公司已先后开发出性能优良的空气变形纱（BCF）、地毯、PTT织物（Corterra）以及玻璃纤维填充的PTT热塑性工程塑料等。
此外，1,3-丙二醇还可用作增塑剂、洗涤剂、防腐剂、乳化剂的合成，也可作为产品中的组分如化妆品、打印机墨水、清洁剂、稳定剂和燃料电池燃料等的添加剂来提高产品的性能。
作为医药和有机合成的中间体，1,3-丙二醇可用于食品、化妆品和制药等行业。
1,3-丙二醇可替代乙二醇、1,4-丁二醇和新戊二醇等中间体生产多醇聚酯及作为碳链延伸剂，还可用于制备其它不饱和聚酯，如聚萘二甲酸丙二醇酯（PTN）和共聚聚酯以及制备新型聚氨酯树脂等。
微生物发酵法生产1，3-丙二醇的研究新进展修志龙;姜莉莉;傅宏鑫;周瑾洁;权春善【摘要】1，3-丙二醇（1，3-PD）是一种重要的化工原料，广泛应用于医药、化工、食品及化妆品等行业，同时1，3-PD是合成聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）的重要单体，市场需求量逐年增多。
基于生态友好型、生产安全和可持续发展的要求，利用微生物转化可再生资源来生产1，3-PD受到了人们的广泛重视。
综述了微生物发酵法生产1，3-PD的菌株、代谢途径、发酵和下游分离工艺及其新进展，并对工业生产中利用生物技术生产1，3-PD的未来前景和挑战进行了探讨。
%1,3-Propanediol (1,3-PD) is an important raw material which is widely used in pharmaceutical , chemi-cal, food and cosmetic industries .As a promising monomer for the synthesis of poly ( trimethylene terephthalate ) ( PTT) , its market demand is increasing linearly .Based on the demand of safe andeco-friendly production process and sustainable development , microbial conversion of renewable resources into 1,3-PD has been paid more and more attention.In this paper, we will discuss 1,3-PD producers with relation to their metabolism and fermentation technolo-gies, as well as the downstream processing of biologically produced 1,3-PD.The prospects and challenges for the in-dustrial production of bio-based 1,3-PD are also presented.【期刊名称】《微生物学杂志》【年(卷),期】2016(036)006【总页数】9页(P1-9)【关键词】1 ,3-丙二醇;微生物发酵;代谢途径;下游分离工艺【作者】修志龙;姜莉莉;傅宏鑫;周瑾洁;权春善【作者单位】大连理工大学生命科学与技术学院，辽宁大连 116024;大连理工大学生命科学与技术学院，辽宁大连 116024; 营口理工学院化学与材料工程系，辽宁营口 115014;大连理工大学生命科学与技术学院，辽宁大连 116024;大连理工大学生命科学与技术学院，辽宁大连 116024;大连民族大学生命科学学院生物技术与生物资源利用重点实验室，辽宁大连 116600【正文语种】中文【中图分类】Q939.971,3-丙二醇(1,3-PD)是一种无色、无味的黏稠液体，可溶于水、醇、醚等多种有机溶剂，是一种重要的化工原料。
甘油制备1．3-丙二醇l，3-丙二醇是一种重要的有机化工原料．广泛应用于增塑剂、洗涤剂、防腐剂、乳化剂、聚酯和聚氨酯的合。
也可用作防冻剂、溶剂、保护剂等，其中最重要的应用是制备聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)。
PTT是一种性能优异的聚酯材料，是目前国际上合成纤维开发的热点，被专家预测为2l世纪最主要的新纤维品种之一。
世界上已实现工业化生产1。
3一丙二醇的合成路线有两条：一种方法是Shell公司的环氧乙烷羰基化法；另一种方法是Degussa公司的丙烯醛水合氧化法。
其中环氧乙烷羰基化法设备投资大．技术难度高．其催化剂体系相当复杂．制备工艺苛刻且不稳定．配位体还有剧毒。
丙烯醛水合氢化法成本较高．特别是丙烯醛本身属剧毒、易燃和易爆物品，难于储存和运输。
由此可见．研究开发以生物柴油副产甘油为原料制备l，3一雨二醇的技术很具竞争性和发展潜力。
目前国内外做了大量的研究，主要形成催化氢解法和微生物发酵法两项技术。
(1)催化氢解法甘油催化氢解制备1．3一丙二醇是一个较复杂和困难的过程．目前人们刚刚在这方面开始研究。
在均相催化体系中加入钨酸和碱性物质如胺或酰胺等，在3lMPa的合成气压力和200℃的温度下反应24h，甘油催化氢解生成1．3丙二醇的产率为21％，选择性为45％。
Schiaf等选用Ru配合物为催化剂，在四氢噻吩砜、甲苯和1一甲基吡咯烷酮的混合溶剂中，在5．2MPa的氢压力和110℃的温度下反应19h，l，3丙二醇的选择性为44％，但转化率仅为5％。
Shell公司于2000年开发了一种均相体系合成1．3一丙二醇．该法以含铂系金属的配合物为催化剂．加入甲磺酸或i氟甲磺酸作添加物．在水或环丁砜的溶剂中甘油被氢解生成1．3一丙二醇．其选择性可达30．8％。
Chaminand等采用氧化锌、活性炭或三氧化二铝负载的cu、Pd或Rh作为催化剂．以钨酸作添加物．在水、环丁砜或二氧杂环已烷等溶剂中研究了甘油催化氢解反应。
当温度为180℃、氢压为8MF，a时，产物中1，3一丙二醇与1．2丙二醇的摩尔比最好时可达到2．并认为Fe和Cu等有利于提高1．3一丙二醇的选择性。
微生物发酵法生产1,3丙二醇的工艺流程1.选取适宜微生物，如大肠杆菌或植物乳酸杆菌，以优良的菌种发酵1,3丙二醇。
Select suitable microorganisms, such as E. coli or plant-derived Lactobacillus, to ferment 1,3-propanediol.2.收集新鲜的生物质原料，如玉米淀粉或甘蔗汁，作为微生物发酵的碳源。
Collect fresh biomass raw materials, such as corn starchor sugarcane juice, as carbon sources for microbial fermentation.3.制备适宜的培养基，保证微生物生长和发酵所需的养分和条件。
Prepare a suitable culture medium to ensure the nutrients and conditions required for microbial growth and fermentation.4.将微生物接种到培养基中，利用适当的条件，如温度和pH值，促进微生物的生长和1,3丙二醇的产生。
Inoculate microorganisms into the culture medium and promote microbial growth and the production of 1,3-propanediol using appropriate conditions such as temperature and pH.5.控制发酵过程中的关键参数，如搅拌速度和氧气供应，以提高产量和提高产品纯度。
Control key parameters during the fermentation process, such as stirring speed and oxygen supply, to increase yield and product purity.6.监测发酵过程中的微生物生长和代谢产物积累，及时调整发酵条件以优化产量和质量。
1，3－丙二醇的合成方法及技术进展目前具有工业应用前景的1,3-丙二醇(1,3-PDO)合成技术有环氧乙烷（EO）羰基化、丙烯醛水合路线和生物工程3种，其中前2种技术已经实现工业化，后1种技术正由杜邦进行工业化开发。
国外合成技术进展1.EO羰基化技术壳牌公司1995年开发出以EO为原料的低成本1,3-PDO合成工艺，突破了其生产瓶颈，1,3-PDO及相关产品才取得了长足的发展。
该方法以乙烯为原料，在280℃下用银催化剂将之氧化成EO，随后反应又可分为一步法或两步法，一步法是EO在90℃、10MPa、催化剂作用下生成1,3-PDO；二步法是EO在85℃、10MPa、催化剂作用下进行羰基化反应，制备过程采用EO、CO和H2为原料进行氢甲酰化反应生成3-羟基丙醛（3-HPA），再经固定床催化加氢制得1,3-PDO。
根据壳牌的专利，该技术包括许多重大的改进和创新。
如EO羰基化催化剂采用八碳二钴、不加价格昂贵的膦配体，催化剂用量仅为反应中混合物的0.05%～0.3%，使费用大幅度降低；以MTBE为反应溶剂，产物和催化剂容易分离，3-HPA的浓度提高到35%以上；用水萃取3-HPA，钴催化剂的循环使用率达99.6%，通过控制羰基化反应中的水含量和3-HPA的浓度，使高沸点副产物很少，选择性大于90%。
2.丙烯醛水合氢化技术①丙烯醛水合制3-HPA丙烯醛水合、氢化制备1,3-PDO工艺方法申请专利最多的是德国Degussa公司，是以丙烯醛为原料生产1,3-PDO的工业化路线，主要步骤为：丙烯醛水合制3-HPA，然后催化加氢制得1,3-PDO；其次是德国赫司特公司。
丙烯醛水合制备3-HPA，最早采用无机酸作催化剂，但产率低、选择性低以及伴随丙烯醛遇酸缩合或聚合等问题。
为解决这些问题，Degussa公司以弱酸性离子交换树脂作为催化剂，使得3-HPA选择性、丙烯醛水合转化率和选择性都得到大幅提高。
美国专利中也提出了1种以含磷酸基的酸性螯合型阳离子交换树脂作为催化剂的方法，反应温度为50～80℃，丙烯醛转化率可以保持在85%～90%，3-HPA选择性可达80%～85%。
发酵生产1，3-丙二醇除菌除盐工艺的开题报告一、选题背景1,3-丙二醇是一种重要的有机合成原料，在医药、化工、食品等领域有广泛的应用。
目前，1,3-丙二醇的生产主要采用发酵工艺，经过麦芽糊化、淀粉糖化、纤维素降解等一系列步骤，通过微生物发酵产生1,3-丙二醇。
然而，在生产过程中，容易受到各种菌、盐的污染和干扰，导致产品质量下降和产量降低。
因此，开发一种有效的除菌除盐工艺对于提高1,3-丙二醇的生产效率和产品质量具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在开发一种高效的除菌除盐工艺，提高1,3-丙二醇的产量和质量。
三、研究内容1. 1,3-丙二醇的发酵生产工艺优化通过对麦芽糊化、淀粉糖化、纤维素降解等步骤进行优化，提高发酵生产的效率和产量。
2. 初步探究不同杀菌剂对微生物的影响选择常用的杀菌剂，如过氧化氢、氯气、氯化钠等，测定其对微生物的杀灭效果和对1,3-丙二醇的影响。
3. 探究不同除盐方法的优缺点对常用的除盐方法进行比较，选择最适合的方法进行实验验证。
4. 建立高效的综合除菌除盐工艺基于以上实验结果，建立高效的综合除菌除盐工艺，提高1,3-丙二醇的产量和质量。
四、研究方法1. 实验室中模拟1,3-丙二醇的发酵生产工艺，优化其各项参数。
2. 对不同杀菌剂的杀菌效果和对1,3-丙二醇的影响进行测定。
3. 对不同除盐方法进行比较，测定其除盐效果和对1,3-丙二醇的影响。
4. 建立模拟发酵生产的除菌除盐工艺，并进行效果验证。
五、研究意义开发高效的除菌除盐工艺，可以提高1,3-丙二醇的产量和质量，加快该行业的发展进程，同时对国内相关产业的发展具有积极的促进作用。
生物法1，3-丙二醇工艺技术分析张军【摘要】1，3-丙二醇（1，3-PDO）是生产聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）的主要原料，生物法工艺技术比化学法更具竞争优势，国内已形成多条工艺路线，多家企业拟进行大规模产业化生产，工艺路线的技术经济性是企业的关注要点。
文章从原料选择、发酵工艺、菌体及蛋白质去除、除盐、蒸发及 PDO精制等工序进行工艺技术经济性分析，在此基础上，对目前国内采用的3种千吨级 PDO工艺路线进行分析，提出了发展建议。
%1 ,3-Propanediol(1 ,3-PDO)is used as the main raw material for production of polyester PTT.The biological process of 1 ,3-PDO has more advantage than the chemical process.In China several processes have been developed and some manufacturers tend to build a largescale plant to produce 1 ,3-PDO.More attention has been paid on the techno-economic analysis.In this work the techno-economics of several processes has been analysed based on the comparison of selection of raw material,fermentation process,method to separate bacterium and pro-tein,desalination,evaporation and purification.In addition the development suggestion has been put forward based on the analysis of three processes for above 1 000 t/a scale plant adopted in China.【期刊名称】《合成技术及应用》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P21-25)【关键词】1,3-丙二醇;工艺;经济性;分析【作者】张军【作者单位】中国石化仪征化纤有限公司研究院，江苏仪征 211900【正文语种】中文【中图分类】TQ223.1621，3-丙二醇（1，3-PDO）是无色、无味的粘稠液体，与水、醇、醚等多种有机溶剂互溶，主要用于生产新型聚酯-聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）。
