连续发酵生产生物丁醇新工艺

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1、北京专匕工大学工程硕士研究生学位论文日期：二。一三年四月十日＼删北京化工大学学位论文原创性声明。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：奢矽日期：竺!鼻彭，关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期

2、间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在土年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：篷竺日期：化fj!予，导师签名：学位论文数据集中图分类号Q815学科分类号180．7150论文编号1101020130134密级学位授予单位代llOl0学位授予

3、单位名称北京化工大学码作者姓名蔡的学号2011210134获学位专业名称生物工程获学位专业代码085238课题来源863计划研究方向发酵工程论文题目连续发酵生产生物丁醇新工艺关键词进化工程筛选连续丁醇发酵菌体回收固定化表皮蜡抑制论文答辩日期2013．5．29木论文类型2学位论文评阅及答辩委员会情况‘姓名职称工作单位学科专长指导教师谭天伟教授北京化工大学生物化工评阅人1徐家立研究员中科院微生物所酶工程，生物化工评阅人2秦培勇副教授北京化工大学生物化工评阅人3评阅人4评阅人5答辩委员会主席冯嵬教授北京化工大

4、学生物化工答辩委员1王芳教授北京化工大学酶工程，生物化工答辩委员2田平芳教授北京化工大学基因工程答辩委员3董益阳教授北京化工大学生物化工答辩委员4张鹏副教授北京化工大学微生物代谢答辩委员5注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在《中国图书资料分类法))查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745—9)《学科分类与代码》中查询。四。论文编号由单位代码秘年份及学号的后四位组成。摘要连续发酵生产生物丁醇新工艺随着能源危机的逐渐加剧，以可再生生物质能替代

5、化石工艺路线十分必要。丁醇作为生物燃料具有一定的竞争优势。对于丁醇的生产，目前主要的瓶颈在于丁醇产物抑制导致菌体发酵丁醇浓度不高，需要采用连续化发酵策略实现丁醇的高效生产，并实现发酵分离耦合技术，解除丁醇的产物抑制，节约分离成本与能耗。本文立足与生物丁醇的高效连续化生产，通过进化工程手段筛选高产丁醇及高耐受丁醇的优势菌种，考察了菌体回收和细胞固定化连续发酵生物丁醇的工艺路线，并对甜高粱渣固定化过程中植物蜡对丁醇发酵影响进行探究。具体工作如下：(1)利用进化工程方法，连续驯化得到能够稳定遗传的高产丁醇菌株

6、C．acetobutylicumABEl201—1和ABEl201．2，批次丁醇发酵浓度分别达到14．69m和14．269／L。筛选得到了丁醇耐受性达19p／L的高耐受菌株C．acetobutylicumABE1301。(2)完成了二级菌体回收连续发酵不同稀释率的考察，稀释率在O．08／h时，丁醇发酵浓度维持在11-129／L左右，残糖浓度维持在8-109／L。在稀释率为O．16／h时平均的丁醇产量在-12．59m上下，ABE产量在20．59／L左右。初步完成了二级菌体回收连续发酵与渗透汽化原位分离的耦

7、合，成功分离得到含油水两相的透过侧液体，丁醇浓度在100-2009／L。(3)采用甜高粱渣为固定化载体发酵生产丁醇，优化了工艺参数，在反复批次培养考察过程中，固定化工艺稳定性较好，在10批次发酵过程中，丁醇浓度维持在10～129／L的水平，ABE浓度维持在18～209／L。考察了单级甜高粱渣固定化连续发酵丁醇情况。在稀释率为O．03／h的条件下，发酵液中丁醇浓度最大，达到～109／L，ABE浓度在13．59／L。当稀释率为率为O．12／h时，ABE产率最大，在～O．969／L·h。(4)证实了高粱表皮植

8、物蜡对生物炼制丁醇工艺过程中对梭菌的抑制作用，发现在植物蜡浓度为0．259／L的发酵体系内，丁醇发酵浓度：的抑制达到22．9％，ABE抑制达到25．4％。分析了植物蜡中的主要组分，对不同碳链的主要成分脂肪酸和脂肪醇的抑菌效果进行了对比分析。关键词：进化工程筛选连续丁醇发酵菌体回收固定化表皮蜡抑制摘要NeworocessofcontinuousABEfermentationNew13rocessconnuousEtermenta0nAbstr