丙交酯合成工艺影响因素的分析

丙交酯是合成聚乳酸的主要原料,其收率和纯度制约着聚乳酸的成本和质量。介绍了聚乳酸的市场概况,重点综述了两步法丙交酯合成工艺的影响因素,分析了反应温度、压力、催化剂等对乳酸缩聚和解聚的影响以及粗丙交酯精制方法的优劣;分析了国内生产企业存在的问题和发展方向,提出丙交酯合成技术发展的关键在于开发高效手性催化剂、高收率的精制技术以及连续化生产工艺等。     

发酵液中1,3-丙二醇分离提取的研究进展

1,3-丙二醇是合成聚乳酸的主要原料,以甘油为底物的生物法制备1,3-丙二醇是以绿色化学为特征的技术。但1,3-丙二醇极性很强、微生物发酵液成分较复杂,产品收率偏低,质量难符合制备高性能聚对苯二甲酸丙二醇酯的要求,故1,3-丙二醇的分离提纯成为了生物法合成技术的关键。对于1,3-丙二醇发酵液,提纯过程包括发酵液预处理、脱盐和浓缩提纯。本文讨论了用于1,3-丙二醇提纯的主要技术,包括采用离心、过滤、絮凝脱大分子物质,用离子交换、电渗析、双水相萃取或有机溶剂沉淀等方法脱盐类,及通过精馏、萃取、吸附对发酵液浓缩提纯,或是以上某几个分离工艺的组合。提出整个分离工艺仍存在很多问题,对各工艺路线不断进行优化,开发新的经济高效的分离提取工艺路线,是目前实现规模化生物法生产1,3-丙二醇的技术重点。     

有机酸对产丙二醇菌生长和生产的影响

为提高克雷伯氏肺炎杆菌厌氧发酵生产1,3-丙二醇的能力,在发酵过程中添加有机酸(OA),考察其对菌体生长、1,3-丙二醇及其他副产物合成的影响。实验表明:添加OA可促进菌体生长,加入质量浓度为0.2~0.5g/L的OA,菌体生长的菌液在590 nm处吸光度(OD)值比参照值高出30%;加入过量的OA(>1.0 g/L),则菌体生长受到抑制,OD值比参照值低37%;添加OA可促进单位细胞合成1,3-丙二醇,加入质量浓度为0.2~0.5g/L的OA,单位菌体的1,3-丙二醇质量浓度比参照高3.8%~17.5%;添加OA能提高甘油转化为1,3-丙二醇的转化速率,加入0.2~0.5 g/L的OA,甘油转化为1,3-丙二醇的最大转化速率达0.81 h-1。在15 L罐上批式发酵48 h,1,3-丙二醇最终质量浓度达42.9 g/L,甘油转化为1,3-丙二醇的平均转化率达64%。     

甘油发酵副产物对菌体代谢能力的影响

基于甘油厌氧发酵生产1,3丙二醇代谢过程中菌体生长、氧化与还原代谢支路相互耦联的特性,考察菌体代谢产生的各种副产物与菌体合成1,3丙二醇能力之间的关系。结果表明,副产物乳酸和1,3丙二醇的生成是负相关的,而乙酸和1,3丙二醇的生成是正相关的,小分子醇的产生对甘油转化率的影响较大。     

发酵法制备D乳酸研究进展

D乳酸作为一种重要的有机酸,在许多领域都得到了广泛应用,以D-乳酸为单体合成的聚乳酸材料因其优异的性能亦展现出良好的市场前景。而微生物发酵法合成D-乳酸在经济效益和环境效益等方面具有着显著的优势。综述了生物法制备D乳酸的最新进展,同时指出高产稳定菌株的获得以及与其性能适应的发酵工艺的开发,是提高发酵法D乳酸生产竞争力的关键所在。     

1,3-丙二醇发酵液离子交换耦联电渗析脱盐的中试研究

对1,3-丙二醇发酵液离子交换耦联电渗析脱盐工艺进行了初步研究,在发酵液小试脱盐研究的基础上,主要研究了电渗析脱盐实验、离子交换树脂的选型和离子交换耦联电渗析工艺。结果表明,单独采用电渗析脱盐1,3-丙二醇损失率为11.41%;通过比较多种阴阳离子交换树脂的pH、电导率以及处理能力,确定耦联中试实验采用树脂LSI296和LSI010;采用离子交换耦联电渗析两步脱盐,效率提高到96.2%,损失率降低到5.88%。     

十三碳二元酸发酵过程中的pH值梯度控制

利用热带假丝酵母（Candida tropicalis）突变株SP-UV-56进行十三碳二元酸发酵，研究了pH值控制模式对产酸的影响.低pH值对维持菌体活性有利，但不利于菌体产酸；高pH值能促进菌体产酸，但菌体活性有所下降.在研究中定义了3个参数pH_e值、C_p,e和ΔpH_e.菌体的产酸与ΔpH_e有关，通过实验建立了pH_e值与产酸量C_p,e之间的关联式，提出了pH值梯度控制策略，并确定了适宜的ΔpH_e.以ΔpH_e＝0.2为推动力，建立了pH值连续控制方程.应用pH值连续控制方程进行发酵，转化120 h产酸量达到145.2 g•L^-1，较对照组的产酸量提高了16％，适宜的pH值控制范围为7.5～8.2，为长链二元酸发酵技术实现pH值连续自动控制奠定了理论基础.     

发酵液中乳酸的分离提取研究进展

乳酸是合成聚乳酸的原料,生物法制备乳酸是目前工业上生产乳酸的主要方法。但乳酸发酵液成分复杂,后续的分离提纯过程成了制约乳酸生产的技术瓶颈和难点,也决定着乳酸的品质与收率。本文对乳酸发酵液的主要的分离提取工艺进行了介绍,包括结晶分离技术、酯化水解法、萃取法、分子蒸馏法、膜分离法、吸附法及与发酵耦合的原位分离技术。并提出单一的分离技术很难有效提取乳酸,需将多种技术集成、改良提纯工艺路线。其中,将各种新型高效的集成技术与发酵过程的有机结合,实现连续或半连续的发酵过程,可提高乳酸产率和产品质量,有望形成高效率、高品质、低污染、低能耗、可工业化的乳酸提纯工艺路线。     

1，3-丙二醇发酵液脱盐用离子交换树脂的筛选

研究了用离子交换树脂处理1,3-丙二醇发酵液,选用6种阳离子交换树脂和3种阴离子交换树脂,以交换容量、电导率和再生时间为指标,考察了树脂的脱盐效果。结果表明：阳离子交换树脂中的D001-cc对1,3-丙二醇发酵液的处理效果最好,150mL树脂的平均交换容量达到240mL,电导率能降到2250gS／cm,再生时间7h;3种阴离子交换树脂中,D301R的去盐效果最好。     

生物转化法生产1,3-丙二醇的技术进展

综述了生物转化法生产1,3-丙二醇的研究成果,包括发酵菌种、发酵工艺和发酵产物的分离提取工艺等,展望了未来1,3-丙二醇的发展方向。