專利名稱：一種發(fā)酵生產(chǎn)1,3-丙二醇的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于生物工程技術領域，特別涉及一種用微生物發(fā)酵生產(chǎn)1，3-丙二醇的 方法。
背景技術：
1，3-丙二醇是一種重要的化工原料，與乙二醇、1，2-丙二醇和1，4-丁二醇有著同 樣的用途。但它與對苯二甲酸合成的新型聚酯材料聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)具有許多聚 酯材料所不具備的優(yōu)良特性，如尼龍樣的彈性恢復、抗紫外、臭氧及氮氧化物的著色性、低 靜電、低水吸附、全色范圍內無需添加任何特殊化學品而呈現(xiàn)出的良好的連續(xù)印染性及可 生物降解性等。這些都表現(xiàn)出了 1，3_丙二醇美好的應用前景，但其昂貴的價格卻阻礙了其 應用。目前國內從事1，3_丙二醇的開發(fā)生產(chǎn)研究的高?；蚱髽I(yè)一般采用的是攪拌式發(fā) 酵法，即該法所用菌種多為微耗氧發(fā)酵或厭氧發(fā)酵，攪拌式發(fā)酵不僅放大困難，同時也存在 滅菌死角，不利于1，3_丙二醇的發(fā)酵。這種方法生產(chǎn)的成功率較高，隨之帶來的卻是高能 耗和大生產(chǎn)中易污染和感染雜菌。工藝過程生產(chǎn)成本高，且不適宜大生產(chǎn)的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)酵生產(chǎn)1，3_丙二醇的方法；本發(fā)明采用氣升式發(fā) 酵罐，通過合理的空氣分布器和處理后的壓縮空氣為攪拌動力，實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，減少能 耗，降低生產(chǎn)成本。為達到上述目的，本發(fā)明采取的生產(chǎn)方法為將培養(yǎng)好的菌種在無菌環(huán)境中接入由甘油、葡萄糖和微量元素組成的發(fā)酵培養(yǎng)基 中，其中甘油濃度為15 80g/L，PH值為6 7. 5 ；發(fā)酵溫度為33 39°C ；發(fā)酵采用氣升 式發(fā)酵罐；發(fā)酵采用壓縮空氣或含高濃度C02或含回用處理過的發(fā)酵尾氣的壓縮空氣；發(fā) 酵采用流加式發(fā)酵，發(fā)酵時間在40 60h左右。本發(fā)明所述的經(jīng)過培養(yǎng)的菌種包括克雷伯氏肺炎桿菌 (Klebsiellapneumoniae)；克雷伯氏產(chǎn)酸桿菌(Klebsiella oxytoca) ；丁 酸梭菌 (Clostridiumbtyricu)等。本發(fā)明所述氣升式發(fā)酵罐的高徑比為1 1.5 5. 5，其內的升氣筒為2 5段， 氣升筒總高為氣升式發(fā)酵罐體的2/3 4/5 ；其內的空氣分布器為多孔環(huán)形管、多孔矩形管 或單口。所述升氣筒還包括多個并列的升氣筒，升氣筒的個數(shù)為1 5個。本發(fā)明所述的壓縮空氣為凈化后的壓縮空氣或含有高濃度二氧化碳的壓縮空氣 或經(jīng)洗氣塔或吸附塔處理后的循環(huán)空氣；通風比為0. 05 0. Svvm ；所述的壓縮空氣還包 含加入了發(fā)酵尾氣的二氧化碳氣體、補充了部分新鮮空氣的循環(huán)發(fā)酵尾氣，補充量為0 90%。
本發(fā)明在發(fā)酵過程中減少了攪拌過程，降低了能耗，同時減少了發(fā)酵染菌的機會。 與攪拌發(fā)酵相比，本發(fā)明噸產(chǎn)品能耗下降，生產(chǎn)成本降低，并適合規(guī)?；a(chǎn)。
具體實施例方式下面用實施例對本發(fā)明作進一步闡述，但這些實施例絕非對本發(fā)明有任何限制。 本領域技術人員在本說明書的啟示下對本發(fā)明實施中所做的任何變動都將落在權利要求 書的范圍內。將培養(yǎng)好的菌種在無菌環(huán)境中接入由甘油、葡萄糖和微量元素組成的發(fā)酵培養(yǎng)基 中，其中甘油濃度為15 80g/L，PH值為6 7. 5 ；發(fā)酵溫度為33 39°C ；發(fā)酵采用氣升 式發(fā)酵罐；發(fā)酵采用壓縮空氣或含高濃度C02或含回用處理過的發(fā)酵尾氣的壓縮空氣；發(fā) 酵采用流加式發(fā)酵，發(fā)酵時間在40 60h左右。本發(fā)明所述的經(jīng)過培養(yǎng)的菌種包括克雷伯氏肺炎桿菌 (Klebsiellapneumoniae)；克雷伯氏產(chǎn)酸桿菌(Klebsiella oxytoca) ；丁 酸梭菌 (Clostridiumbtyricu)等。本發(fā)明所述氣升式發(fā)酵罐的高徑比為1 1.5 5. 5，其內的升氣筒為2 5段， 氣升筒總高為氣升式發(fā)酵罐體的2/3 4/5 ；其內的空氣分布器為多孔環(huán)形管、多孔矩形管 或單口。所述升氣筒還包括多個并列的升氣筒，升氣筒的個數(shù)為1 5個。本發(fā)明所述的壓縮空氣為凈化后的壓縮空氣或含有高濃度二氧化碳的壓縮空氣 或經(jīng)洗氣塔或吸附塔處理后的循環(huán)空氣；通風比為0. 05 0. Svvm ；所述的壓縮空氣還包 含加入了發(fā)酵尾氣的二氧化碳氣體、補充了部分新鮮空氣的循環(huán)發(fā)酵尾氣，補充量為0 90%。實施例1將培養(yǎng)好的菌種液(克雷伯氏肺炎桿菌)在無菌環(huán)境中接入由甘油、葡萄糖和微 量元素組成的發(fā)酵培養(yǎng)基中；采用15L氣升式發(fā)酵罐，通入風為完全新鮮壓縮空氣，通風比 為0. 8vvm。在接種前調整PH為6. 85，溫度為37°C，初始甘油濃度為25g/L，發(fā)酵罐的高徑 比為1 3，單個升氣筒，分為2段，空氣分布器為單口；在發(fā)酵過程中通過流加方式控制甘 油濃度在15 30g/L。發(fā)酵結果發(fā)酵46小時，終了 1，3_丙二醇濃度為73. ^g/L，質量轉化率達到 45. 7%，達到攪拌式相同的產(chǎn)率。證明此方法可以進行放大發(fā)酵生產(chǎn)。實施例2將培養(yǎng)好的菌種液(克雷伯氏肺炎桿菌)在無菌環(huán)境中接入由甘油、葡萄糖和微 量元素組成的發(fā)酵培養(yǎng)基中；采用15L氣升式發(fā)酵罐，通入風為發(fā)酵循環(huán)壓縮空氣，經(jīng)過 洗氣塔處理，補新鮮空氣量為50%，通風比為0. 12vvm ；在接種前調整PH為6. 86，溫度為 37°C，初始甘油濃度為25g/L，發(fā)酵罐的高徑比為1 3，內部升氣筒為3段，空氣分布器為 環(huán)形分布器。在發(fā)酵過程中通過流加方式控制甘油濃度在15 30g/L。發(fā)酵結果發(fā)酵52小時，終了 1，3_丙二醇濃度為69. 12g/L，質量轉化率達到 44. 5%，達到攪拌式相同的產(chǎn)率。證明此方法可以進行放大發(fā)酵生產(chǎn)。
權利要求
1.一種發(fā)酵生產(chǎn)1，3-丙二醇的方法，其特征在于所述的方法為將培養(yǎng)好的菌種在無 菌環(huán)境中接入由甘油、葡萄糖和微量元素組成的發(fā)酵培養(yǎng)基中；其中甘油濃度為15 80g/ L，PH值為6 7. 5 ；發(fā)酵溫度為33 39°C ；發(fā)酵采用氣升式發(fā)酵罐；發(fā)酵采用壓縮空氣或 含高濃度C02或含回用處理過的發(fā)酵尾氣的壓縮空氣；發(fā)酵采用流加式發(fā)酵，發(fā)酵時間在 40 60h左右。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種發(fā)酵生產(chǎn)1，3-丙二醇的方法，其特征在于所述的經(jīng) 過培養(yǎng)的菌種包括克雷伯氏肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)；克雷伯氏產(chǎn)酸桿菌 (Klebsiella oxytoca) ；丁酸梭菌(Clostridium btyricu)。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種發(fā)酵生產(chǎn)1，3_丙二醇的方法，其特征在于所述氣升式發(fā) 酵罐的高徑比為1 1.5 5. 5，其內的升氣筒為2 5段，氣升筒總高為氣升式發(fā)酵罐體 的2/3 4/5 ；其內的空氣分布器為多孔環(huán)形管、多孔矩形管或單口。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的一種發(fā)酵生產(chǎn)1，3_丙二醇的方法，其特征在于所述的壓 縮空氣為凈化后的壓縮空氣或含有高濃度二氧化碳的壓縮空氣或經(jīng)洗氣塔或吸附塔處理 后的循環(huán)空氣；通風比為0. 05 0. 8vvm。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種發(fā)酵生產(chǎn)1，3_丙二醇的方法，其特征在于所述的壓縮空 氣還包含加入了發(fā)酵尾氣的二氧化碳氣體，補充了部分新鮮空氣的循環(huán)發(fā)酵尾氣，補充量 為0 90%。
6.如權利要求5所述的一種發(fā)酵法生產(chǎn)1，3_丙二醇的發(fā)酵方法，其特征在于所述升氣 筒還包括多個并列的升氣筒，升氣筒的個數(shù)為1 5個。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)酵生產(chǎn)1，3-丙二醇的方法；該方法為將培養(yǎng)好的菌種在無菌環(huán)境中接入由甘油、葡萄糖和微量元素組成的發(fā)酵培養(yǎng)基中；其中甘油濃度為15～80g/L，pH值為6～7.5，發(fā)酵溫度為33～39℃，發(fā)酵采用氣升式發(fā)酵罐；發(fā)酵采用壓縮空氣或含高濃度CO2或含回用處理過的發(fā)酵尾氣的壓縮空氣；發(fā)酵采用流加式發(fā)酵，發(fā)酵時間在40～60h左右。本發(fā)明在發(fā)酵過程中減少了攪拌過程，降低了能耗，同時減少了發(fā)酵染菌的機會。與攪拌發(fā)酵相比，本發(fā)明噸產(chǎn)品能耗下降，生產(chǎn)成本降低，并適合規(guī)?；a(chǎn)。
文檔編號C12P7/18GK102140480SQ20101019581
公開日2011年8月3日 申請日期2010年6月9日 優(yōu)先權日2010年6月9日
發(fā)明者喬建援, 孫沛勇, 張一飛, 杜風光, 畢生雷, 金洪波, 齊笑飛 申請人:河南天冠企業(yè)集團有限公司