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自产气气提与纤维床反应器耦合发酵生产丁醇
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 分类:Q815[生物学—生物工程] TQ923[轻工技术与工程—发酵工程;化学工程]
  • 作者机构:[1]南京工业大学国家生化工程技术研究中心,材料化学工程国家重点实验室,江苏南京211816
  • 相关基金:基金项目:国家重点基础研究发展计划项目(2013CB733503,2011CBA00806);江苏省自然科学基金(BK20130929):江苏省博士后科学基金(1301038B);国家杰出青年基金(21025625);国家高技术研究发展计划项目(2012AA021202);国家自然科学基金青年基金(21106070).
中文摘要:

采用发酵产物中的二氧化碳(CO2)和氢气(H2)作为循环气提气源,对丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum CGMCC 5234)发酵产物进行原位气提,实现丙酮、丁醇和乙醇混合物(ABE)的连续纤维床固定化发酵生产。连续发酵实验进行了12批次共309 h,总溶剂ABE当量浓度为133.3 g·L^-1(其中丁醇83.5 g·L^-1,丙酮38.4 g·L^-1,乙醇11.4 g·L^-1),葡萄糖消耗率为1.29 g·(L·h)^-1,总溶剂ABE产率为0.431 g·(L·h)^-1,转化率为0.333 g·g^-1,其中丁醇产率为0.270 g·(L·h)^-1,转化率为0.209 g·g^-1,发酵液中丁醇浓度控制在8~12 g·L^-1,显著优于游离发酵的结果。气提提取之后冷凝的ABE溶液出现分层现象,其中丁醇相丁醇浓度高达603.7 g·L^-1,极大地减缓后续分离提纯的负担。结果表明,自产气循环气提与纤维床固定化耦合连续发酵生产ABE(特别是丁醇)的工艺具有可行性和竞争力。

英文摘要:

Acetone-butanol-ethanol (ABE) fermentation withClostridium acetobutylicumCGMCC 5234 immobilized in fibrous bed bioreator was studied for its potential utilization to produce ABE that can be easily recovered by gas stripping with gas products CO2 and H2. The process was conducted in fed-batch fermentation for twelve feeding cycles over 309 h, and 133.3 g·L^-1 ABE(83.5 g·L^-1 butanol, 38.4 g·L^-1 acetone, 11.4 g·L^-1 ethanol) was produced. The overall productivity and yield were 0.431 g·(L·h)-1 and 0.333 g·g-1 for ABE and 0.270 g·(L·h)-1 and 0.209 g·g-1 for butanol. The concentration of butanol in the fermentation liquid was 8-12 g·L^-1. Phase separation of condensed ABE after gas stripping with up to 603.7 g·L^-1 butanol in the butanol phase would relieve the burden of subsequent separation and purification. The results showed that the fed-batch fermentation with intermittent gas stripping was feasible and competitive.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185