甘油和木糖共发酵生产1,3-丙二醇的研究

以克雷伯氏肺炎杆菌代谢甘油为研究对象,采用木糖作为发酵过程中的辅助底物与甘油共发酵生产1,3-丙二醇,以解决甘油单耗过大的问题,并研究了甘油和木糖共发酵过程中相关代谢物浓度的变化规律。实验表明:克雷伯氏肺炎杆菌可利用D-木糖经过磷酸戊糖途径为菌体代谢提供大量的还原力(NADPH和NADH),促进1,3-丙二醇的合成。与甘油单独发酵相比,以木糖作为辅助底物的微氧批次补料发酵中,1,3-丙二醇的质量浓度、甘油转化率及产量分别提高了10.58%,21.11%和10.98%。共发酵生产1,3-丙二醇在降低甘油到1,3-丙二醇单耗的同时,还可以促进副产物的生成,为克雷伯氏菌发酵多联产工艺提供了可能,从而较全面地降低甘油发酵生产1,3-丙二醇工艺的技术成本,具有一定的研究意义。     

Klebsiella pneumoniae甘油发酵代谢调控研究进展

代谢调控在微生物发酵法生产化工产品过程中扮演着越来越重要的角色。对Klebsiella pneumoniae在甘油转化成1,3-丙二醇过程的代谢机理及代谢控制的相关酶进行了综述,分析了运用代谢调控手段改变甘油歧化途径的方法,并展望了未来的发展趋势。     

异丁醇脱水制备异丁烯反应热力学

异丁醇脱水制备异丁烯是又一条增产高纯异丁烯的可行性技术路线,文章采用平衡常数法计算异丁醇脱水制备异丁烯反应过程的反应热力学数据,如标准摩尔焓变Δ_rH~■_m、标准摩尔吉布斯自由能变Δ_rG~■_m和标准平衡常数K~■_P。采用吉布斯自由能最小化法,系统探讨了反应温度、压力、稀释剂对异丁醇脱水平衡转化率和异丁烯平衡产率的影响规律。热力学平衡计算结果说明:温度高于150℃时异丁醇脱水反应平衡转化率高于99.5%,温度和压力变化对异丁烯平衡产率的影响较大,异丁醇原料含水量对异丁烯平衡产率有促进作用。以热力学角度而言,开发异丁醇脱水制备高纯异丁烯工业化技术,无需对异丁醇原料进行脱水处理,原料异丁醇中添加适量的水有利于提高异丁烯产率。     

酶解玉米秸秆残渣制备聚氨酯硬质泡沫

以制备纤维乙醇得到的酶解玉米秸秆残渣为原料,采用碱性乙醇法提取木质素,然后用聚乙二醇/甘油溶液将木质素进行液化得到木质素基多元醇,并以此液化产物代替部分聚醚多元醇用于聚氨酯泡沫的合成。结果表明:碱性乙醇法得到的木质素提取率为93.5%,木质素质量分数达到94.1%;在PEG-400/丙三醇液化体系中,木质素液化率高达99.5%,液化产物羟值为360 mg KOH/g;在聚氨酯合成中,木质素液化溶液对聚醚多元醇的替代量可以达质量分数47%,所得聚氨酯泡沫产品的芯密度和压缩强度分别为48.6 kg/m3和212 k Pa,满足工业聚氨酯硬泡的国家标准。     

2,3-丁二醇分离提取工艺研究进展

2,3-丁二醇应用广泛,是一种潜在的平台化合物,可以用于替代传统平台化合物——四碳烃。基于能源安全及绿色环保的需求,生物炼制制备2,3-丁二醇受到人们的青睐。与化学法相比,生物炼制制备2,3-丁二醇具有明显的优势。然而,2,3-丁二醇的高沸点及强极性的特点使它难以从发酵液中分离。这成为了生物炼制2,3-丁二醇工艺工业化的瓶颈。因此,开发高效价廉的2,3-丁二醇分离工艺成为研究的重点。本文综述了从发酵液中分离2,3-丁二醇工艺的研究进展。2,3-丁二醇的分离主要包括固液分离、发酵液深处理及2,3-丁二醇精制3个方面,涉及的分离技术包括离心、絮凝、膜过滤、离子交换、电渗析、萃取、精馏等以及相关技术的优化和耦合。提出今后的研究重点在于现有分离工艺的高效整合及新型分离工艺的有效突破。     

甘油和半纤维素水解液共发酵生产1,3-丙二醇

建立了以K.pneumoniae为菌种,甘油和半纤维素水解液(HH)共发酵生产1,3-丙二醇(1,3-PDO)的体系。通过添加HH,1,3-PDO的质量浓度、甘油的转化率和生产力比甘油单独发酵分别提高了18.2%,24.4%,18.0%。HH中的木糖和甘露糖能显著提高1,3-PDO的产量和生物量,葡萄糖对1,3-PDO的合成产生抑制,半乳糖和阿拉伯糖对1,3-PDO的合成没有影响。与不添加抑制物相比,添加0.28 g/L糠醛时,生物量提高了12%,1,3-PDO的产量有微量提高;添加0.61 g/L甲酸盐时,对细胞生长和1,3-PDO的合成产生轻微抑制,分别降低了9.8%和1.1%;添加1.46 g/L乙酸盐时,细胞生长略有提高,1,3-PDO的质量浓度从8.77 g/L增至11.73 g/L。在补料分批发酵中添加HH,1,3-PDO的质量浓度、甘油的转化率和生产力分别提高到71.58 g/L,65%,1.93 g/(L.h),比甘油单独发酵分别提高了17.8%,25.0%,17.7%。     

微藻制备生物油的研究进展

微藻是最有潜力的生物燃料原料之一。综述了微藻生物油制备的研究进展,包括微藻油脂抽提法、微藻热解液化法以及超临界液化、微波热解液化、热化学催化液化等几种新型热解液化技术。介绍了现有技术的特点、优势,指出了今后研究的主要方向。     

紫外诱变选育高耐受1,3-丙二醇的克雷伯氏杆菌

1,3-丙二醇具有许多优良的化学性质,可以作为中间体合成多种有经济价值的工业用化合物,是一种潜在的重要化工平台产品。文章以产1,3-丙二醇的肺炎克雷伯氏菌为出发菌株,通过紫外诱变筛选得到耐受1,3-丙二醇130 g/L的突变株。该突变株以甘油为底物,发酵48 h,发酵液中1,3-丙二醇的质量浓度达到96.57 g/L。