甘蔗废糖蜜发酵生产2,3-丁二醇

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1、硕士学位论文甘蔗废糖蜜发酵生产2，3一丁二醇Fermentativeproductionof2,3--butanediolfromsugarcanemolasses学21118109完成日期：2014．05大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文

2、中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：=篮筮垫盘窒坌毽红圣；二正三醚=作者签名：丞旦金日期：坐!望年jL月上一日大连理工大学硕士学位论文摘要2，3一丁二醇是一种重要的绿色平台化合物，在化工、食品、医药化妆品及燃料等方面都有着广泛的用途和广阔的市场前景。甘蔗糖蜜是糖厂的副产物，含有50％左右的糖以及有机酸、无机盐等，可作为发酵的廉价原料，其含有的色素在医疗和保健食品方面应用价值。本课题以甘蔗废糖蜜为原料发酵生产2，3．丁二醇，结合其组成特点简化发酵培养基，通过探究发酵条件简化操作步骤，降低发酵成本，并结合2，3一丁二醇

3、的分离，对色素的回收进行了初步尝试。糖蜜含有一定的金属离子及少量的微量元素，所以本实验中尽可能不添加或少添加微量元素，从而简化培养基组成。本实验首先选取8个因素进行Plackett—Burman设计实验，以目标产物(2，3．丁二醇与乙偶姻)的总浓度为响应值筛选出三个显著的因素，分别是酸预处理糖蜜、尿素和KEHP04；然后进行最陡爬坡实验，确定三个显著因素的大概范围；最后，在前两步的基础上对3个显著因素进行Box—BehnkenDesign实验，确定了培养基组成。对优化的培养基进行摇瓶验证实验，目标产物比对照组提高了40％。通过单因素考察培养基不灭菌、糖蜜不预处理

4、和有机氮源不添加对目标产物浓度的影响，确定罐体发酵可以在培养基不灭菌、糖蜜不预处理和有机氮源不添加的条件下进行。批式发酵实验中，12h时目标产物浓度为45．6g／L；批式补料发酵实验中，60h时目标产物的浓度为99．50g／L，其中2，3一丁二醇为90．82∥L，乙偶姻为8．67g／L，转化率为0．39∥g糖蜜，生产强度为1．66∥(L．h)。本课题尝试采用磷酸氢二钾／乙醇和磷酸氢二钾／乙酸乙酯两步盐析萃取法分离目标产物，以期实现发酵液中色素和目标产物的分离。两步盐析萃取后的上相经减压蒸馏可获得浅粉色液体粗产品，经GC分析其中2，3．丁二醇含量为80．2％，乙偶

5、姻为9．8％。采用大孔吸附树脂D．101对第一步盐析萃取的下相溶液(简称下相溶液)进行色素回收的探索实验，确定树脂吸附容量为25g树J]旨／100mL下相溶液，色素吸附率为72．02％；选择的洗脱剂体系为10mL20％7,醇儋树脂，在该体系下色素回收率为6】．33％。关键词：2，3一丁二醇；糖蜜；响应面分析法；色素回收甘蔗废糖蜜发酵生产2，3．丁二醇Fermentativeproductionof2,3·-butanediolfromsugarcanemolassesAbstract2，3一Butanediol(2，3-BD)isapromisingplatfo

6、rmchemical，whichhasawideapplicationinsolvent，liquidfuel，andsyntheticchemistry．Sugarcanemolassesistheby-productofsugarindustry，whichcontainsapproximately50％totalsugar，organicacidandinorganicsalts．Inaddition，thecoloringmattersinsugarcanemolassesisavaluableproductinpharmaceuticals．Inthi

7、sstudy，sugarcanemolassesWasusedascarbonsourcetoproduce2,3-BD．Duetoitsmulti—composition，thefermentationmediumandprocedureweresimplifiedtoreducethefermentationCost，andtherecoveryofcoloringmatterswereexplored．Firstly，ResponseSurfaceMethodology(RSM)Wasusedtooptimizethemediumfor2,3·BDprod

8、uction．Plack