下载文档原格式
恶臭假单胞菌和其混菌以甘油为底物合成PHA发酵条件的优化由于生物柴油的大力发展,造成副产物甘油的大量过剩。
同时PHA的生产成本较高大大限制了它的应用。
利用甘油生产PHA具有重要意义。
本论文以甘油为底物通过添加前体辛酸钠合成PHA,通过对恶臭假单胞菌和其混菌的培养基和培养条件进行优化,得到合成PHA的最佳条件。
为了选择优良的PHA生产菌株,在不同营养水平下比较了Pseudomonas putida NBRC 14164和Pseudomonas putida KT2440两种恶臭假单胞菌合成PHA 产量的高低,发现Pseudomonas putida KT2440的PHA产量显著高于Pseudomonas putida NBRC 14164,同时营养二培养基是最适培养基。
因而选择Pseudomonas putida KT2440作为发酵产PHA的菌株。
另外比较了多种实验室常见模式菌在甘油中的生长情况,发现Escherichia coli BL21、Escherichia coli MG1655和Saccharomyces cerevisiae W303在甘油中长势较好,选择这些菌株与恶臭假单胞菌进行混菌发酵。
以营养二培养基为基础,对Pseudomonas putida KT2440恶臭假单胞菌进行培养条件的优化,通过单因素和响应面优化得到最佳生长条件为:辛酸钠为12.23g/L,载液量为44.39 mL/250 mL,转速为220 rpm,硫酸铵浓度为1 g/L,甘油为40 g/L。
用此条件进行摇瓶发酵实验,得到PHA的平均产量为4.56 g/L,显著高于同类以甘油和辛酸钠为唯一碳源的产量。
将恶臭假单胞菌Pseudomonas putida KT2440培养在5L发酵罐中发酵优化,通过对转速和通气量的调节使PHA产量最高达到了8.47 g/L。
而阶段限氧和补料操作都抑制了Pseudomonas putida KT2440的生长和PHA的合成。
生物柴油副产甘油的利用技术（1）生产环氧氯丙烷。
环氧氯丙烷是生产环氧树脂的原料，环氧树脂复合材料应用于电子、汽车、航天和风力涡轮领域。
苏威公司开发了通过甘油与HCl反应，较直接地生产环氧氯丙烷的Epicerol工艺，该工艺藉助于专有催化剂，用一步法制取中间体二氯丙醇，无需使用氯气。
此外，该工艺产生极少量的氯化副产物，大大减少了水的消耗。
Epicerol 工艺还具有以甘油替代烃类原料的优点，可利用生物柴油工业的副产物甘油。
江苏工业学院也开发成功了甘油直接生产环氧氯丙烷的技术。
江苏工业学院开发的甘油法技术相对于丙烯高温氯化法和乙酸丙烯酯法具有明显的优势：资源条件宽松，不消耗丙烯;安全可靠，无需使用氯气和次氯酸;投资少，仅为丙烯法的四分之一;成本低，比丙烯法低3000元/吨;操作条件缓和，污染大大降低，废水是丙烯法的十分之一;不需昂贵的催化剂。
采用该技术经过间歇式放大生产催化剂和反应工艺效率高，已申请专利。
用该技术建设1万吨/年规模装置，可实现年产值2亿元、净利润2000万元左右。
（2）生产乙二醇。
戴维过程技术公司开发了一种独特的加工方法，可将生产生物柴油时不需要的副产物甘油用于生产乙二醇。
新的催化剂体系使用可再生的、由糖衍生的进料，并将其转化为乙二醇。
该催化剂为均相氢解催化剂，基于贵金属盐和有机膦配合基。
原料包括糖醇(丙三醇)、醛式糖(葡萄糖)和醛式糖的聚合物(纤维素、淀粉等)。
氢解时发生脱水和碳-碳链解离两种基础反应。
过程使用串联操作的搅拌釜式反应器。
氢、有机溶剂和糖如丙三醇加上催化剂进入反应器。
反应在均一的液相下进行，转化率高达90%，对乙二醇和丙二醇有高的选择性。
第二反应器的产品压力依次降低。
粗产品送至分离罐，携带的氢气释放至火炬系统。
产品液体加热并送至最后的闪蒸段，分除的催化剂溶液循环返回反应器。
含有乙二醇产品的蒸气送至最终分离器然后进入三塔串联的蒸馏塔，重质馏分从塔底除去。
（3）生产丙二醇。
生物柴油副产物粗甘油开发利用的研究进展一、引言- 生物柴油副产物粗甘油的定义和背景- 本文的研究目的和意义二、粗甘油的物化性质及其影响因素- 粗甘油的化学组成和物理性质- 影响粗甘油物化性质的因素三、粗甘油的利用方式- 生化过程中的应用及优劣比较分析- 化学工业中的应用及优劣比较分析- 食品和医药工业中的应用及优劣比较分析四、粗甘油的深加工- 高值化学品的生产及应用- 生化燃料的生产及应用- 粗甘油的分离纯化及相关工艺流程五、现有问题及展望- 粗甘油开发利用中存在的技术难点- 未来研究方向及发展趋势六、结论- 粗甘油开发利用在环保、资源节约、经济等方面的意义- 未来研究的意义和应用价值一、引言近年来，随着环保意识的提高和能源需求的增长，生物柴油成为一种备受关注的可持续能源。
生物柴油的制备过程中产生的副产物——粗甘油，不仅是生物柴油生产成本的一项重要组成部分，更是一种具有潜在价值的有机物。
粗甘油中含有丰富的三酸甘油酯、甘油以及少量杂质，其组分特点决定了其具有多样的应用价值。
因此，粗甘油的开发利用成为了重要的研究方向之一。
本文旨在总结粗甘油开发利用的研究进展，包括粗甘油的物化性质、利用方式、深加工及问题展望等内容。
二、粗甘油的物化性质及其影响因素粗甘油的化学组成和物理性质是其利用方式的基础。
一般粗甘油中三酸甘油酯占比较高，甘油含量较低，同时含有少量杂质，如游离脂肪酸、杂醇等。
其物理性质包括黏度、密度、流动性等，这些性质对粗甘油进行利用时起到重要的作用。
不同来源的生物柴油副产物中的粗甘油其化学组成和物理性质都存在差异，因此研究不同来源的粗甘油特点可根据不同需求进行丰富化的利用。
在粗甘油的利用过程中，其组成物质的相互作用对产物的性质也有一定的影响。
游离脂肪酸浓度的增加，会降低三酸甘油酯的含量，从而影响了粗甘油的主要应用——作为粗甘油酯的原料，导致生产出的生物柴油的品质下降。
粗甘油在生物羧酸化反应和脱水反应中也需要和其他物质进行反应，不同反应条件和反应物质的选择影响不同条件下产品的品质和产率等。
以生物柴油的副产品甘油为原料生产1,3-丙二醇
金离尘
【期刊名称】《聚酯工业》
【年(卷),期】2006(19)6
【摘要】简述了已工业化的1,3-丙二醇的3种合成路线.即丙烯醛水合法,环氧乙烷甲酰化法,生物发酵法.重点介绍了我国生物柴油的发展前景,利用生物柴油副产物甘油生产1,3-丙二醇的优越性.以生物柴油的副产品甘油为原料生产1,3-丙二醇,不仅为低成本生产它开发最佳工艺,同时也解决了生物柴油副产物甘油的出路.
【总页数】4页(P8-10,17)
【作者】金离尘
【作者单位】中国化纤工业协会,北京,100742
【正文语种】中文
【中图分类】TQ223.162
【相关文献】
1.克雷伯杆菌利用生物柴油副产物甘油生产氢气和1,3-丙二醇的研究 [J], 刘飞;方柏山
2.生物柴油副产物甘油发酵生产1,3-丙二醇的研究 [J], 胡秋龙;郑宗明;刘灿明;刘德华;刘祥华
3.生物柴油副产物粗甘油在1,3-丙二醇发酵中的应用 [J], 乔建援;张一飞;齐笑飞;杜风光
4.以生物柴油的副产品甘油为原料生产环氧氯丙烷 [J], 孟翠敏;杨鸿
5.利用Clostridium butyricum CbⅧ厌氧发酵生物柴油副产物甘油生产1,3-丙二醇的途径探究 [J], 韩艳霞; 焦婵; 薛蔓
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
克雷伯杆菌诱变菌株利用生物柴油副产物甘油制备3-羟基丙醛克雷伯杆菌诱变菌株利用生物柴油副产物甘油制备3-羟基丙醛应用克雷伯杆菌诱变菌株(Kp8)分别在游离与固定化态下转化生物柴油副产物甘油(粗甘油)制备3-羟基丙醛(3-HPA).结果发现,Kp8在含30 g/L粗甘油发酵培养基(实验条件Ⅰ)中较初始克雷伯杆菌(Xp0)在含30g/L纯甘油培养基(实验条件Ⅱ)中发酵产3-HPA的相对产率提高了13.75%;Kp8与Kp0经溶胶-凝胶法固定后分别在实验条件Ⅰ、Ⅱ下发酵,前者3-HPA相对产率为游离Kp0的73.75%,后者为65.6%;固定化细胞分别进行了7个批次的发酵,实验条件Ⅰ中3-HPA相对产率由80%降至60%,3-HPA总得率从0.321 g/g降到0.243 g/g,3-HPA转化率从40.1%降到30.4%,实验条件Ⅱ中3-HPA相对产率维持在70%～80%水平,3-HPA总得率维持在0.315 g/g～0.276 g/g,3-HPA转化率维持在39.4%～34.5%.作者：彭益强林芳王园园方柏山张文珍 PENG Yi-qiang LIN Fang WANG Yuan-yuan FANG Bai-shan ZHANG Wen-zhen 作者单位：彭益强,林芳,王园园,方柏山,PENG Yi-qiang,LIN Fang,WANG Yuan-yuan,FANG Bai-shan(华侨大学,工业生物技术福建省高等学校重点实验室,福建,泉州,362021)张文珍,ZHANG Wen-zhen(华侨大学,信息科学与工程学院,福建,泉州,362021)刊名：激光生物学报 ISTIC 英文刊名： ACTA LASER BIOLOGY SINICA 年，卷(期)： 2008 17(3) 分类号： Q643 Q55 关键词： 3-羟基丙醛克雷伯杆菌溶胶-凝胶固定化甘油。
生物柴油副产甘油的综合利用近年来，随着石油资源的日益枯竭和需求量的不断增加，全世界都面临能源短缺的危机。
出于对国家能源安全考虑，世界各国竞相寻求可再生能源以缓解石油紧张问题。
生物柴油作为一种可再生能源，具有燃烧性能优越、无腐蚀性、清洁无污染等特点，是一种非常有发展前景的产品。
在制备生物柴油的过程中，每生产10吨生物柴油会副产约1吨的甘油，这是一种极具吸引力的、可再生的绿色化工基础原料。
随着生物柴油的规模化生产，副产甘油的有效利用已成为影响生物柴油企业发展的重要因素。
因此如何充分地、合理地利用甘油资源，生产国内急需的丙二醇、二羟基丙酮、环氧氯丙烷等高附加值的产品，提高企业的经济效益，已成为人们关注的焦点。
1 甘油的来源在目前的工业生产中，生物柴油主要是采用酯交换法生产，即利用低分子量的醇类如甲醇与三脂肪酸甘油酯进行酯交换反应，生成低分子量的脂肪酸甲酯（即生物柴油）和甘油，其反应方程式如下所示。
目前我国生物柴油企业规模小，副产少量的甘油多转售到精练厂，精制为普通甘油或医药甘油销售，并没有进行深加工利用，严重的影响了企业的经济效益。
2 副产甘油的综合利用2.1 制备1.3-丙二醇目前世界上已实现工业化生产1.3-丙二醇的合成路线有两条：其一是Shell公司的环氧乙烷羰基化法；另一种方法是Degussa公司的丙烯醛水合氢化法。
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1.3-丙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。
2.1.1 催化氢解法甘油催化氢解制备1.3-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。
che[1]等报道在均相催化体系中加入钨酸和碱性物质如胺或酰胺等，在31MPa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%。
收稿日期:2006-11-20;修回日期:2007-03-09作者简介:何延青(1967-),女,副教授;主要从事环境工程及生物化工方面的研究工作。
文章编号:1003-7969(2007)05-0047-05 中图分类号:T Q645 文献标识码:A生物柴油生产及其副产物甘油的有效利用何延青1,吴永强1,闻建平2(11河北建筑工程学院城建系,075024河北省张家口市;21天津大学化工学院生物化工系,300072天津市) 摘要:甘油是生产生物柴油的主要副产品,随着世界范围内生物柴油需求量和生产量的迅猛增长,甘油的有效利用也成为紧迫课题。
对生物柴油的生产及利用,生物柴油副产物甘油生产高附加值的新产品和新途径进行了介绍,以期充分利用天然再生资源。
关键词:生物柴油;甘油;利用Producti on of b i od i esel and utili za ti on of its by 2product glycerolHE Yan 2qing 1,WU Yong 2qiang 1,W EN J ian 2p ing2(11Hebei I nstitute of A rchitecture Engineering,075024Hebei Zhangjiakou,China;21School of Che m ical Engineering &Technol ogy,Tianjin University,300072Tianjin,China )Abstract:Glycer ol is the main by 2p r oduct of bi odiesel p r oducti on .W ith the rap id devel opment of bi odiesel in de mand and p r oducti on,the effective utilizati on of glycer ol was l ooked as an urgent task .The p r oducti on of bi odiesel and using its by 2p r oduct glycer ol t o p r oduce high value 2added ne w p r oducts and ne w ways were intr oduced s o as t o fully utilize the natural regenerated res ource .Key words:bi odiesel;glycer ol;utilizati on 21世纪,石油供需矛盾日益尖锐,石油化工及石化燃料燃烧造成的环境问题日益突出,人类不得不寻找新的、可代替石油的、可再生能源。
