以生物柴油为萃取剂的丙酮丁醇发酵研究

论文摘要

丁醇是一种高效的燃料和液体燃料助剂,以生物柴油为萃取剂进行丙酮丁醇发酵,实际等同于在液体燃料中添加高效助燃剂,生产高品质的“改良型”生物柴油。该方法还可以强化丁醇发酵的生产强度,省去产品精馏回收过程、降低能耗。在丁醇静态萃取发酵过程中,向培养基中添加适量的吐温-80可以使生物柴油中的丁醇浓度以及总溶剂产量得到一定的提高。经模型推理证实,添加表面活性剂可以强化静态萃取发酵中溶剂产物从发酵液相向萃取相的移除速度,缩短发酵产物在油水两相中达到平衡的时间,有利于提高萃取发酵性能。在15%初始玉米醪培养基下,通过对发酵工艺条件的综合评估和优化,使得丁醇萃取发酵中的总溶剂产量比传统分批发酵中的总溶剂产量提高54.88%,萃取相中的丁醇浓度也达到12.0g/L的水平。燃烧测试分析表明,与原始生物柴油相比,萃取有超过12.0g/L丁醇的“改良型”生物柴油的十六烷值有一定水平的提高,“改良型”生物柴油的品质优势得到了初步验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 生物柴油的背景、优缺点及其国内外研究现状
• 1.1.2 丙丁梭菌的研究现状和发展趋势
• 1.1.3 生物柴油耦联丁醇发酵的优点和研究现状
• 1.2 立题意义
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 第二章 添加表面活性剂改善丁醇萃取发酵性能
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 试剂与材料
• 2.2.2 仪器与设备
• 2.2.3 微生物菌种
• 2.2.4 培养基
• 2.2.5 培养方法
• 2.2.6 分析方法
• 2.2.7 实验内容
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 各表面活性剂对丙丁梭菌的毒性作用
• 2.3.2 以生物柴油为萃取剂时表面活性剂对丁醇萃取发酵性能的影响
• 2.3.3 添加表面活性剂改善丁醇静态萃取发酵性能的数学模型推理
• 2.3.4 以油醇为萃取剂时吐温-80 对丁醇萃取发酵性能的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 高初始玉米醪浓度下的丁醇萃取发酵研究
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试剂与材料
• 3.2.2 仪器与设备、微生物菌种、菌种活化方法
• 3.2.3 培养基
• 3.2.4 培养方法
• 3.2.5 分析方法
• 3.2.6 实验内容
• 3.2.6.1 不同浓度的玉米醪培养基对传统分批发酵的影响
• 3.2.6.2 生物柴油添加量对丁醇萃取发酵性能的影响
• 3.2.6.3 调节控制最佳油水体积比强化丁醇静态萃取发酵
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 不同浓度的玉米醪培养基对传统分批发酵的影响
• 3.3.2 生物柴油添加量对丁醇萃取发酵性能的影响
• 3.3.3 调节控制最佳油水体积比强化丁醇静态萃取发酵
• 3.4 本章小结
• 第四章 萃取有丁醇的“改良型”生物柴油的性能初步分析与评价
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 试剂与材料
• 4.2.2 仪器与设备
• 4.2.3 测量方法
• 4.2.3.1 方法概要
• 4.2.3.2 试验步骤
• 4.2.3.3 计算
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文