生物丁醇的分离工艺
生物丁醇的生产原理
生物丁醇的生产原理生物丁醇是一种重要的有机化合物，可以用作溶剂、燃料或是其他化工原料。
生物丁醇的生产原理主要是通过生物发酵的方式来实现，其生产过程相对环保且成本较低，因此受到了广泛关注。
生物丁醇生产的第一步是选择合适的微生物菌种。
常见的微生物菌种有产酒母菌（Saccharomyces cerevisiae）、乳酸菌（Lactobacillus）和产酸菌（Acetobacter）。
这些菌种都具有较强的发酵能力，可以将底物转化为目标产物。
根据生物丁醇的生产方法，产酒母菌是最常用的微生物菌种，因为它可以在大气条件下进行生物丁醇的发酵。
生物丁醇的生产过程中，底物的选择至关重要。
通常情况下，生物丁醇的底物可以选择玉米、甘蔗渣、木质纤维素、废弃食品等含有大量碳水化合物的原料。
这些底物都可以通过预处理和水解等方法获得含有简单糖类物质的底物，然后在微生物的作用下将这些简单糖类物质转化成生物丁醇。
在底物的选择上，另外一个需要考虑的因素还包括价格、可获得性、耐久性以及生产成本等。
在生物丁醇的生产过程中，微生物发酵扮演着至关重要的角色。
首先，将选择好的底物进行预处理和水解处理，使得底物中的复杂碳水化合物转化成为简单糖类物质。
然后，在适宜的条件下，如适当的温度、PH值、微生物菌种的添加量和通气量等因素下，将简单糖类物质添加入发酵罐中。
此时，选择好的微生物菌种将会开始分解这些简单糖类物质，将其转化为生物丁醇。
微生物发酵的生产过程是一个复杂的生物化学反应过程，它包括底物的降解、微生物的生长、代谢产物的生成等多个阶段。
在生物丁醇的生产路径中，生产中间体醇（acetone）和丙酮（propanol）也是一些微生物的产物，它们也可以进一步转化为生物丁醇。
通过控制微生物发酵的条件，可以促进或限制这些中间产物的生成，从而最终获得高纯度的生物丁醇产品。
生物丁醇的生产还需要考虑到废水处理等环保问题。
在微生物发酵的过程中，会产生一定量的废水和废气。
生物丁醇提取技术研究进展
生物丁醇提取技术研究进展李智斌【摘要】生物丁醇是当今世界可再生生物能源的研究热点之一，由于终产物丁醇的抑制作用限制了发酵生产中丁醇的产量。
本文主要介绍采用吸附法、液液萃取技术、汽提法和渗透汽化技术在发酵过程提取丁醇以降低抑制作用的研究进展，对各种技术的优缺点和目前遇到的研究难题作一综述，并对丁醇分离耦合发酵技术发展方向进行了展望。
%Biobutanol is one of the research hotspots in the field of renewable bioenergy. The yield of butanol is inhibited by butanol itself during fermentation. In this text, the techniques of adsorption, liquid-liquid extraction, gas stripping and pervaporation were introduced, which can extract butanol during fermentation to reduce inhibition. The Advantages and disadvantages and the research challenge of the techniques mentioned above were also introduced. The development of extracting butanol from fermentation was prospected.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)017【总页数】3页(P38-40)【关键词】丁醇;吸附;萃取;汽提;渗透汽化【作者】李智斌【作者单位】广东中科天元新能源科技有限公司，广东广州 510640【正文语种】中文【中图分类】TK6丁醇生物发酵一般是利用丙酮丁醇梭菌在严格厌氧条件下进行的，其主要产物是丁醇、丙酮和乙醇，含量约为6:3:1，简称ABE发酵。
生物丁醇制取技术
精 细 石 油 化 工 进 展 ＡＤＶＡＮＣＥＳ ＩＮ ＦＩＮＥ ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ
第 １７卷 第 １期
在传 统 发酵 法 生 产 丁醇 过 程 中 ，由于 受 细 胞 浓度 、高浓 度底 物 和产 物抑制 等 因素 的影 响 ，反应 器 的生产 率 和细 胞 质 量浓 度 一 般 都 较低 ，丁醇 浓 度一 般 维 持 在 １～１４ ｇ／Ｌ＿６ｊ。为 了 促 进 细 胞 生 长 ，提高 生产 率 ，近年来 开发 出 了补料 分批 发酵 和 两段 法发 酵新 工 艺 ，以及 细 胞循 环 技 术 和 细胞 固 定化 技术 。ＱＵＲＥＳＨＩ等 【 采 用 补 料 分 批 发 酵 法 使生 产 率 和 总 溶 剂 质 量 浓 度 分 别 达 到 ０．９８ ｇ／（Ｌ·ｈ）和 １６５．１ ｇ／Ｌ，而 分 批 发 酵 只达 到 ０．３９ ｇ／（Ｌ·ｈ）和 ２５．３ ｇ／Ｌ。ＴＡＳＨＩＲＯ等 利用 丁醇 高 产 菌 株 ｃ．ｓａｃｃｈａｒｏｐｅｒｂｕｔｙｌａｃｅｔｏｎｉｃｕｍ Ｎ１— ４ 发 酵葡 萄糖 生产 丁 醇 时 发 现 ，采用 补 料 分 批 发 酵 法不 断 流 加 葡 萄 糖 和 丁 酸 能 促 进 发 酵 ，得 到 １６
丁 醇 （Ｃ ＨｍＯ）有 ４种 异 构 体 ，分 别 是 正 丁 醇 、异 丁醇 、仲 丁醇 和叔 丁醇 。通 常所 说 的丁 醇是 指 正丁 醇 ，既是 重要 的大 宗化 工原 料 ，又是 继燃 料 乙醇之 后极 具发 展 前 景 的新 型液 体 生 物 燃 料 （也 被称 为 “燃 料 丁 醇 ”）。与 乙醇 相 比 ，生 物 丁 醇 在 燃料 性 能 和经济 性方 面具 有 明显 的优 势 。丁 醇具 有更 高 的疏 水性 和较 低 的挥 发 性 ，可 与汽 油 以任 意 比例 混 合 ，并 具 有 与 汽 油 相 当 的 热 值 … 。 因 此 ，近 年来 生物 丁 醇 的研 究 开 发 日益受 到许 多 国 家 的重 视 。
微生物发酵生产丁醇
谢谢聆听
THANK YOU FOR YOUR ATTENTION
秸秆发酵生产丁醇的方法
2015210574 陈思思
丁醇优势
丁醇与乙醇相比具有以下优势： ①能量含量高，与乙醇相比可多 走30%的路程；②丁醇的挥发性 是乙醇的1/6倍，汽油的1/13.5， 与汽油混合对水的宽容度大，对 潮湿和低水蒸气压力有更好的适 应能力；③丁醇可在现有燃料供 应和分销系统中使用，而乙醇则 需要通过铁路、船舶或货车运输； ④与其他生物燃料相比，腐蚀性 较小，比乙醇、汽油安全；⑤与 现有的生物燃料相比，生物丁醇 与汽油的混合比更高，无需对车 辆进行改造，而且混合燃料的经 济性更高；⑥与乙醇相比，能提 高车辆的燃油效率和行驶里程； ⑦发酵法生产的生物燃料丁醇会 减少温室气体的排放。与乙醇一 样，燃烧时不产生SOx或NOx， 这些对环境有利；
以木质纤维素原料生产生物丁醇的研究进展-《生物产业技术》
Pierror P，Fick M，Engasser J M. Continuous acetone–butanol fermentation with high productivity by cellultra filtration and recycling. Biotechnol Lett，1986，8：253-256.
参考文献
Mutschlechner O，Swoboda H，Gapes J R. Continuous two-stage ABE-fermentation using Clostridium beijerinckii NRRL B592 operating with a growth rate in the first stage vessel close to its maximal value. J mol microbiol biotechnol ，2000， 2：101-105.
建成或恢复生产，预计完全投产后国内 ABE发酵生产将达到年产100万吨的 规模。
2 纤维素丁醇发酵
一般的ABE发酵中，丁醇产率较低 [＜0.5 g/（L·h）]，远低于其他化工品的
表 1 1980年代前世界主要ABE发酵企业
时间
地点
原料
注释
1913~1914 年 雷纳姆，英国
土豆淀粉
混合菌发酵工艺
1916~1918 年 多伦多，加拿大
2014.04(7月). 生物产业技术 59
技术 讲座
参考文献
Gabriel C L，Crawford F M. Development of the butyl-acetonic fermentation industry. Ind Eng Chem，1930，22:1163-1165.
生物丁醇研究报告
生物丁醇研究报告
生物丁醇是一种可再生的、清洁的生物燃料，它被广泛认为是未
来替代传统石油燃料的重要选择之一。
随着全球对可再生能源需求的
不断增加，研究生物丁醇的技术和产业化水平也在不断提高，生物丁
醇的应用前景也越来越广阔。
生物丁醇是由生物发酵过程中产生的化合物，主要来源于植物、
微生物和生物废弃物等。
与传统石油燃料相比，生物丁醇具有许多优点，如基于可再生能源，能够减少二氧化碳的排放，使得大气环境更
加干净和健康；生物丁醇可以和传统汽油进行混合使用，可以适用于
已有的汽车发动机，无需改变发动机结构，对环境影响小，并且生产
成本相对较低，减少了对石化燃料的依赖。
生物丁醇的生产技术主要有两种：一种是通过微生物发酵技术生产，另一种是通过生物质转化技术生产。
微生物发酵是将含糖的生物
物质，如玉米、甜菜、木薯等，在微生物的作用下发酵成产生生物丁醇。
生物质转化技术是将各种生物质材料通过热化学方法分解，制备
出所需的生物丁醇。
生物丁醇的应用领域和应用范围都非常广，主要应用在汽车、飞机、船舶和发电站等领域，实现了从生产到消费的生态循环。
在未来，生物丁醇的进一步推广和应用将对环境保护和能源安全产生积极的影响，也将成为推动汽车、航空航天等重要产业创新发展的重要动力。
总之，生物丁醇作为一种可再生、清洁的燃料，其应用前景广阔，技术和产业化水平不断提高，生产成本持续下降，将为我们的生产生
活带来更多的便利和环保。
未来，随着技术的不断发展和的支持，相
信生物丁醇将在产业发展和环境保护中发挥更为重要的作用。
《基于生物质转化产品—生物丁醇-糠醛水中富集分离材料的合成与性能研究》
《基于生物质转化产品—生物丁醇-糠醛水中富集分离材料的合成与性能研究》基于生物质转化产品—生物丁醇-糠醛水中富集分离材料的合成与性能研究基于生物质转化产品——生物丁醇/糠醛水中富集分离材料的合成与性能研究一、引言随着全球能源需求的持续增长和环境污染的日益严重，寻找可再生、环保的能源替代品已成为当今科研领域的重要课题。
生物质转化产品，如生物丁醇和糠醛，因其具有可再生、低碳、环保等优点，受到了广泛关注。
然而，生物质转化产品的提取和分离过程中，往往伴随着复杂的成分和复杂的工艺流程。
因此，开发高效、环保的富集分离材料对于提高生物质转化产品的纯度和回收率具有重要意义。
本文将重点研究基于生物质转化产品——生物丁醇/糠醛水中富集分离材料的合成与性能。
二、富集分离材料的合成（一）材料选择与设计针对生物丁醇/糠醛水溶液的特性和分离需求，我们设计了一种新型的富集分离材料。
该材料以高分子聚合物为基础，通过引入特定的官能团，增强对生物丁醇和糠醛的吸附能力。
（二）材料合成在合成过程中，我们采用一步法聚合法，将选定的单体与交联剂进行聚合反应，得到目标聚合物。
随后，通过化学修饰，引入官能团，提高对生物丁醇和糠醛的吸附选择性。
三、材料性能研究（一）吸附性能研究我们对合成的新型富集分离材料进行了吸附性能研究。
通过对比实验，我们发现该材料对生物丁醇和糠醛具有较好的吸附性能，且吸附速率快，饱和吸附量大。
此外，该材料还具有较好的重复使用性能，经过多次吸附-解吸循环后，仍能保持良好的吸附性能。
（二）选择性分离性能研究在生物丁醇/糠醛混合水溶液中，我们测试了新型富集分离材料的选择性分离性能。
实验结果表明，该材料能够有效地将生物丁醇和糠醛从混合水溶液中分离出来，且对不同组分的分离效果具有较高的选择性。
这为实际生产过程中的生物质转化产品提取和分离提供了有力的技术支持。
四、结论本研究成功合成了一种基于高分子聚合物的富集分离材料，该材料对生物丁醇和糠醛具有较好的吸附性能和选择性分离性能。
生物丁醇的渗透蒸发分离膜研究进展
传统 丁醇 发 酵工 艺 得 到 的 丁醇 含 量 较 低 ， 且 含 有丙 酮 （ ａ ｃ ｅ ｔ ｏ ｎ ｅ ） 、 乙醇 （ ｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｏ １ ） 等 副 产 物． 由 于发
酵过 程 主要 产 生 丙 酮 、 丁醇 （ ｂ ｕ ｔ ａ ｎ ｏ １ ） 和 乙醇 三种 产
ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｅ ｄ ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ
另外 ， 还关 注了支撑液膜在丁醇分离 中的应 用及其 存在 的稳 定性 问题 ， 分析了丁 醇发酵 液 中存 在 的溶剂 小分 子 、 中间产
物及生物 大分 子等对分 离性 能 的影 响． 最后 ， 对 用 于生物 丁 醇分离 的渗透蒸发膜 的未来 发展进行 了展望． 关键词 ：生物丁醇 ； 渗透蒸发 ； 聚合物膜 ； 支撑液膜
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｂ ｕ ｔ ａ ｎ ｏ ｌ ｆ ｒ ｏ ｍ ｆ ｅ ｒ ｍｅ ｎ ａｔ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｒ ｏ ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｎ ｕ ｒ ｇ ｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｔ ｏ ｂ ｅ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｄ ｉ ｎ ｂ ｉ ｏ ｂ ｕ ａｎ ｔ ｏ ｌ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ａ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｗａ ｓ ｍａ ｄ ｅ ｏ ｆ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｓ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｆ ｅ ｒ ｍｅ ｎ ａｔ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ｓ ｅｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｉ ｃ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ａｇ ｔ ｅ ｓ ｏ ｆ
丁醇生产工艺及制备方法
丁醇生产工艺及制备方法
嘿，你知道丁醇是咋生产出来的不？其实啊，丁醇的生产工艺有好几种呢！比如发酵法，就是利用微生物把糖类等物质转化为丁醇。
先选好合适的菌种，放进发酵罐里，加上原料，就像给小士兵们准备好战场和粮草。
然后控制好温度、酸碱度等条件，让这些小战士们努力干活。
这过程可得小心，温度不能太高也不能太低，不然小战士们就没劲儿啦！那要是出问题了可咋办？别慌，只要时刻盯着各种参数，及时调整，一般就没啥大问题。
安全性方面呢，发酵过程相对比较温和，不像有些化学反应那么吓人。
只要设备靠谱，操作规范，就不用太担心会有大爆炸啥的。
稳定性也还不错，只要条件控制得好，就能稳定地产出丁醇。
丁醇都能用在哪儿呢？汽车燃料里可以有它呀！就像给汽车加了把劲儿，让车跑得更欢。
还有在化工领域，那也是大显身手呢！它的优势可不少，和其他燃料比起来，丁醇更环保，燃烧起来更干净。
而且它的能量密度也不低，能给咱提供足够的动力。
这不是两全其美嘛！
咱再来看看实际案例。
有个化工厂用发酵法生产丁醇，效果那叫一个棒！产量稳定，质量也高。
这就好比种下一颗种子，收获了满满的果实。
大家都乐开了花。
丁醇的生产工艺和制备方法真的很厉害呢！它能在很多领域发挥重要
作用，给我们的生活带来便利。
咱可得好好利用它，让它为我们的美好生活添砖加瓦。
原位分离耦合技术制备生物丁醇的研究进展
２ ０ １ ３年 １ １ 月
生
物
加
工
过
程
Ｖｏ ｌ ｜ １１ Ｎｏ． ６ ＮＯ Ｖ．２０１ ３
Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｂｉ ｏ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２— ３ ６ ７ ８ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ １ ９
渗透汽化膜原位分离丁醇渗透汽化pervaporation是一种利用液体混合物中不同组分在膜中的溶解和扩散性能的不同有选择性地在膜内汽化透过并被冷凝回收的新型膜分离技术目前有机物脱水的水优先透过膜已进入工业化实用阶段34有机物优先透过膜是利用极性低表面能小的橡胶态聚合物制备的疏水性膜可分离水中少量或微量挥发组分或有机组分将该技术与产溶剂发酵过程耦合可解除产物抑制提高发酵产率同时实现对产物的浓缩显著降低后续能耗已成功应用于乙醇耦合发酵研究35丁醇分离膜材料的开发采用渗透汽化技术制备燃料丁醇的关键问题之一是开发和制备高性能高的渗透通量和选择性的渗透汽化膜
原 位 分 离耦 合 技 术 制 备 生物 丁醇 的研 究进 展
朱大伟 ， 韦 萍 ， 吴 昊 ， 孙梦茹 ， 姜 岷
（ １ ． 南京 工业大 学 生物 与制药工 程 学院 ， 南京 ２ １ １ ８ ０ ０； ２ ． 苏州 大学 附属 第三 医院 ， 常州 ２ １ ３ ０ ０ ３ ）
得的成果 ， 对原 位 分 离耦 合 发 酵 制 备 生 物 丁 醇 的 前 景进 行 了展 望 。
关键词 ： 生物丁醇； 发酵 ； 原位分 离； 耦 合 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｑ ９ ２ ０ ． ６ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２— ３ ６ ７ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６— ０ ０ ９ ０— ０ ７
生物丁醇的生产原理是什么
生物丁醇的生产原理是什么生物丁醇是一种常见的有机化合物，化学式为C4H10O，常用作溶剂和合成原料。
生物丁醇可以通过多种途径生产，其中包括化石燃料的提炼和生物质转化等过程。
在化石燃料的生产过程中，丁醇是从原油或天然气中提取的。
原油和天然气是地球上蕴藏丰富的化石燃料资源，经过炼油厂的加工，可以得到一系列不同碳链长度的烃类化合物。
其中，丁烷是一种含有四个碳原子的直链烷烃，可以通过加氢反应将其转化为丁醇。
加氢反应是一种在高温高压条件下进行的化学反应，通过加入氢气（H2）来还原原有的碳碳双键和碳氧单键，生成醇类化合物。
除了化石燃料的提炼方法，丁醇还可以通过生物质转化来进行生产。
生物质转化是指利用生物质资源进行化学转换的过程，其中包括直接利用植物或微生物的代谢活性来生产有用的化合物。
生物质转化的方法主要包括微生物发酵和生物催化。
微生物发酵是一种利用微生物代谢能力进行化学合成的方法。
在制备丁醇的过程中，可以使用一些产丁醇能力较强的微生物菌株，如产丁醇杆菌（Clostridium pasteurianum）。
这些微生物通过分解糖类等有机物，经过一系列途径，最终合成丁醇。
丁醇的生产可以通过两个步骤进行，首先使用产丁醇菌株将糖类转化为丙酮，然后通过乙醇脱氢酶（alcohol dehydrogenase）的作用将丙酮转化为丁醇。
这种方法具有高产率和环保的优势，因此在工业上得到了广泛应用。
生物催化是利用酶或酶类似物进行有机合成的方法。
在生物丁醇的生产过程中，可以使用酶催化法来将丁酸酯转化为丁醇。
丁酸酯是一种常见的化合物，可以通过化学反应或生物催化反应得到。
在生物催化过程中，将合适的酶添加到反应体系中，通过酶的催化作用，将丁酸酯转化为丁醇。
这种方法具有温和的反应条件，可以在常温下进行，且产率较高，因此在实际应用中具有潜在的优势。
总的来说，生物丁醇的生产原理主要包括化石燃料的提炼和生物质转化两种途径。
化石燃料的提炼是通过加氢反应将丁烷转化为丁醇，而生物质转化则利用微生物发酵或生物催化的方法将有机物转化为丁醇。
气提法分离生物丁醇的工业生产流程
气提法分离生物丁醇的工业生产流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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生物丁醇制取技术
生物丁醇制取技术章节一：引言- 介绍生物丁醇和其应用- 介绍生物丁醇制备的重要性- 简述生物丁醇制备技术的发展历程和研究现状章节二：生物丁醇的制备原理- 生物丁醇的化学性质和物理性质- 生物丁醇制备的主要途径和反应机理章节三：生物丁醇制备的微生物发酵技术- 介绍微生物发酵生产生物丁醇的原理- 介绍常用的生物丁醇微生物株和产酸菌的特性- 详细描述生物丁醇微生物发酵生产的工艺流程和操作步骤章节四：生物丁醇制备的生物化学转化技术- 介绍通过生物化学方法制备生物丁醇的原理和方法- 介绍相关酶和催化剂的特性和作用- 详细描述该制备技术的反应方程和工艺流程章节五：生物丁醇制备技术的应用和展望- 列举生物丁醇的一些应用领域- 介绍生物丁醇制备技术在工业生产中的应用情况- 展望该技术的发展前景和未来发展方向参考文献引言生物丁醇属于丁醇的一种，是重要的化工原料，广泛应用于燃料、涂料、塑料、香料等诸多领域。
与传统的化学合成方法不同，生物丁醇制备技术能够通过生物转化法从可再生的生物质中提取和制备，具有环保、可持续等优点，在当前的化学工业中得到了越来越广泛的应用。
本论文就生物丁醇制备技术进行研究和探讨。
1.1 生物丁醇的应用生物丁醇具有良好的化学性质和物理性质，因此其在日常生活中具有广泛的应用场景。
一方面，生物丁醇可以作为燃料用于替代传统的天然气或石油，具有环保、高效、安全等优点。
同时，生物丁醇还是合成涂料、塑料、树脂、香气剂等化工产品的重要原料。
此外，生物丁醇还可以用作医药、香料、食品等领域的原料和添加剂。
1.2 生物丁醇制备技术的重要性生物丁醇属于可再生原料，采用生物转化法进行制备的技术，相对于传统的化学合成法上有着环保、可持续、低成本等显著优势，此外在实现化工产品的产业化过程中也能够节省生产成本。
因此，生物丁醇制备技术在当前的化学工业中越来越受到关注和尝试。
1.3 生物丁醇制备技术的发展历程和研究现状随着人们对环境保护和可持续发展的重视，生物质化学的研究和发展越来越受到关注。
中科院科技成果——生物丁醇
中科院科技成果——生物丁醇
项目简介
本项目采用成本低廉的农林废弃物（玉米芯、秸秆、稻草、木屑、树枝等）为原料通过水解、脱毒、发酵、蒸馏生产生物丁醇，其产品既可以满足作为化工原料和溶剂的要求，又会降低成本、缓和“与民争粮”的矛盾，同时也将在很大程度上缓解能源危机和环境污染。
技术特点
蒸汽压力低，与汽油混合对水的宽容度大，无需对车辆进行改造，适合在现有燃料供应和分销系统中使用；经济性高，能提高车辆的燃油效率和行驶里程；燃烧后生成的SO2和NO x以及灰尘排放量比化石燃料要小得多，具有显著的环境效益。
纤维二糖、木糖和己糖总溶剂转化率达到30-35%，大约7吨玉米芯或10吨玉米秆可以生产1吨总溶剂。
应用实例
营口（龙胜）生物化工有限责任公司。
拜氏梭菌及其以木糖渣为原料发酵制备生物丁醇的方法[发明专利]
![拜氏梭菌及其以木糖渣为原料发酵制备生物丁醇的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/1765f5841eb91a37f0115c15.png)
专利名称：拜氏梭菌及其以木糖渣为原料发酵制备生物丁醇的方法
专利类型：发明专利
发明人：李福利,张婉璐,刘自勇
申请号：CN201210089406.2
申请日：20120330
公开号：CN102719371A
公开日：
20121010
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一株高产丁醇的拜氏梭菌，其分类命名为拜氏梭菌Clostridium beijerinckii Y-3，其保藏登记号为：CGMCC 5805。
本发明利用拜氏梭菌以木糖渣为原料制备生物丁醇的方法，包括氢氧化钙脱毒预处理、厌氧酶解、C.beijerinckii Y-3厌氧发酵培养基的制备及发酵生产生物丁醇。
本发明利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变，淀粉平板和2-脱氧-D-葡萄糖平板筛选得到的高产丁醇菌株，能够利用经氢氧化钙脱毒工艺处理后的木糖渣为原料发酵生产丁醇，解决了传统生物发酵生产丁醇菌种能力和原料不足的问题，实现了工业废弃物向高附加值生物能源的转变，是一种环境友好、工业应用前景广阔的制备生物丁醇的方法。
申请人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所
地址：266101 山东省青岛市崂山区松岭路189号
国籍：CN
代理机构：中科专利商标代理有限责任公司
代理人：周长兴
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共沸精馏分离生物醇-水混合物的模拟与优化
共沸精馏分离生物醇-水混合物的模拟与优化刘通;叶青;陈景行;岑昊;樊玉锋【摘要】针对液-液萃取的异丙醇-正丁醇-乙醇-水(IBE-H2O)体系,采用共沸精馏方法分离其中的水;并利用化工软件Aspen Plus对发酵产物IBE-H2O体系的分离提纯进行流程模拟,设计了精馏流程,筛选了共沸剂,考察了共沸剂的适宜用量,优化了操作条件,得到了精馏流程最优、最经济的操作条件.结果表明:IBE-H2O体系分离提纯优选的共沸剂为甲基叔丁基醚(MTBE);最佳精馏流程的共沸剂循环量为58 kmol/h,理论塔板总数为15,进料位置在塔上部第3块塔板处;提纯得到混合醇产品中IBE的摩尔分数可达到99.6％;且此时共沸精馏流程经济最优.【期刊名称】《石油学报（石油加工）》【年(卷),期】2019(035)005【总页数】10页(P938-947)【关键词】生物醇;汽油添加剂;共沸精馏;过程模拟【作者】刘通;叶青;陈景行;岑昊;樊玉锋【作者单位】常州大学石油化工学院,江苏常州 213164;常州大学石油化工学院,江苏常州 213164;常州大学石油化工学院,江苏常州 213164;常州大学石油化工学院,江苏常州 213164;常州大学石油化工学院,江苏常州 213164【正文语种】中文【中图分类】TQ028.1化石燃料的燃烧导致雾霾等诸多环境问题，可再生生物能源受到越来越多的关注[1]。
研究发现[2]，生物丁醇是一种高辛烷值、高热值的替代燃料，其热值可与汽油媲美。
生物丁醇主要来自发酵产物，但生物丁醇在发酵液中的浓度低且与水形成共沸物[3]，造成组分分离提纯困难，因此正丁醇的分离提纯一直是生物丁醇生产过程中的难题。
一般而言，发酵产物包含丙酮-正丁醇-乙醇(ABE)的混合物[4]。
丙酮作为生物燃料性能差，是一种非理想的发酵副产物；而异丙醇作为燃料具有更好的性能。
因此，人们在发酵过程中添加生物催化剂将丙酮还原为异丙醇[5-6]，得到异丙醇-正丁醇-乙醇(IBE)的混合物。
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3、反渗透法
• 反渗透法用一个阻止溶剂通过但是允许水
通过的膜,可以排除发酵液,液体的量因此显 著减少,产物得到富集。反渗透法仅仅利用 压力作为膜分离的推动力,分离装置简单,易 于操作,但是在反渗透过程进行前需要进行 一个预处理,使用一个空纤维超滤器移除不 再使用的微生物体和营养物质,只有这样才 可以得到较纯的产物,但也因此增加了成本。
• 反渗透法 仅仅利用压力作为膜分离的推动力,分
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离装置简单,易于操作,但是对膜的选择性很高,而 且反渗透装置要求进水要达到一定的指标才能运 转,耗能较大。 渗透蒸发法 选择性好,分离效果好,操作简单,但 是它也是基于膜的一种分离方法,膜的高选择性限 制了它的发展,相比气提法和液液萃取法易受发酵 液颗粒的污染和堵塞。 气提法 相比其他分离方法,气提耦合发酵对培养 基无害,也不需要移出营养物质和中间产物,不需要 昂贵的萃取剂,不需要依赖膜技术,它的优势是显而 易见的。除此以外,气提法还能适用于不同的底物、 不同的发酵方式,适用范围广。
气提耦合丁醇发酵相关参数
参数
丁醇产量/g・L-1
提气前
11.9
提气后
151.7 232.8 2.49
倍数
12.7 13. 葡萄糖利用率/g・ L-1・h-1
0.76
平均生产量/g・g1
0.39
0.47
1.16
1.2
4.0
生产率/g・L-1・h-1 0.29
分离技术。丁醇首先被发酵罐中的吸附剂吸附,然 后通过热处理或者解吸过程来得到高浓度的产物。 目前很多材料都可以作为分离丁醇的吸附剂,文献 中报道的较多的是硅藻土、活性炭、聚乙烯吡咯 烷酮(PVP),其中硅质岩最为常用。硅质岩带有一 个与沸石类似的结构,并且具有疏水性能,它可以选 择性地吸附小的有机分子,比如从稀释的水溶液中 吸附C1~5的醇类物质。
三、生物丁醇的分离技术
• 产物抑制导致后期分离占了成本的一大部
分。用传统蒸馏法分离低浓度的产物需要 消耗大量能量并且不能实现在线即时控制。 为了在生产过程中实现产物的在线分离,去 除产物抑制,提高产物浓度,可采用如吸附法、 液液萃取法、反渗透法、渗透蒸发法以及 气提法等分离技术。
1、吸附法
• 吸附法是一种操作简单并能有效实现分离过程的
4、渗透蒸发法
•
渗透蒸发是利用膜对液体混合物中各组分的溶 解与扩散性能的不同来实现其分离的过程。膜对 丁醇、丙酮等有机组分有较好的溶解性,发酵液中 的挥发组分或有机组分有选择性地在膜内汽化通 过,而营养物质、糖以及微生物细胞等被截留下来, 最后到达膜的真空侧的分离组分在减压下全部气 化,并被冷凝收集。渗透蒸发法运用在分离过程中, 既有效又节能,但是高选择性的膜是必需的,而膜本 身的性质也限制了它的发展。
四、气提耦合发酵技术的优势
• 比较： • 吸附法 虽然操作简单,但是存在吸附剂饱
和以及解吸的问题,而且不易实现流加操作, 选择性较差容易被发酵液污染。 • 液液萃取法 可以根据两相不溶的原理轻 松分离出产物,但是萃取剂往往都有毒性,对 细胞有毒害作用,而无毒性的液体萃取剂对 产物的选择性通常很低。
•
5、气提法
• 气提是一个物理过程,它采用一个气体介质破坏原气液两
相平衡而建立一种新的气液平衡状态,使溶液中的某一组 分由于分压降低而解吸出来,从而达到分离物质的目的。 通过控制气提介质的量可以控制气提程度。当气泡在发酵 罐中形成或者破坏时,周边的液体会随之振动,从而使得溶 剂从发酵罐中移出[。气 提法简单而实用,可以实 现在线同时分离,随着反 应过程中产物的不断移 出,产物抑制作用减小, 糖的利用率大大提高,也 可以耦合底物流加过程, 从而得到高的产物浓度。
• 丁醇是细菌通过糖类发酵的主要产物,如丙酮丁醇
梭菌(Clostridiumacetobutylicum),但发酵法生产丁 醇时,较低的pH和产物都会对发酵产生抑制作用。 在传统发酵过程中丁醇的浓度一般都低于13g/L, 当丁醇浓度达到10-15g/L时会对发酵过程产生抑 制作用。丁醇发酵是一个较为复杂的过程,首先在 产酸期生产丁酸和乙酸等主要酸类物质,其次在产 溶剂期生产丁醇、丙酮和乙醇等物质。产物抑制 导致发酵过程很难获得高浓度糖的利用率,且溶剂 产量也很低,低的溶剂浓度还会导致分离成本增加, 因此从反应器中移除对细胞有毒性的溶剂显得尤 为重要。
五、目前生物丁醇制造面临的问题
• 粮食原料的成本高 • 丁醇毒性造成的产物浓度低 • 发酵产物中的丙醇和乙醇的产物影响
• 导致丁醇发酵缺乏经济竞争力
参考文献
• 刘娅,刘宏娟,张建安,等.新型生物燃料———丁醇的研究进
• • •
展[J].现代化工,2008,28(6):28-33. 吴成良.生物丁醇值得期待[N].人民日报,2008-04-10(6). 唐波.丙酮丁醇梭菌的改良及发酵工艺[D].无锡:江南大 学,2008 童灿灿,杨立荣,吴坚平,等.丙酮-丁醇发酵分离耦合技术的 研究进展[J].化工进展,2008,27:1782-1788. 岑沛霖,林建平,江龙法,等.生物反应与分离耦合过程的研究 现状和趋势[J].化工时刊,1997,11(5):34-39.
生物丁醇的分离工艺
班级：制药13-1 姓名：刁洪德 学号：1309040104
目录
• 一、生物丁醇概述 • 二、生物丁醇生产中的产物抑制 • 三、生物丁醇的分离技术
• • • • •
1、吸附法 2、液液萃取法 3、反渗透法 4、渗透蒸发法 5、气提法
• 四、气提耦合发酵技术的优势 • 五、目前生物丁醇制造面临的问题
2、液液萃取法
•
通常当水不溶性的有机萃取剂和发酵液混合在 发酵罐时,丁醇更易溶于萃取剂相而非发酵液相中。 因此丁醇可以有选择性地在萃取剂中富集,由于萃 取剂和发酵液两相不相溶,萃取剂可以容易地从发 酵罐中分离。而且液液萃取法可从发酵液中提取 丁醇而不需要移除底物、水或者营养物质。但越 是对丁醇有高的分配系数的液体萃取剂对细胞的 毒性越大。研究表明油醇作萃取剂对细胞的毒性 小且对丁醇也有好的分离效果。
一、生物丁醇概述
丁醇是一种无色液体,有酒味, 微溶于水,能与乙醇、乙醚及其 他多种有机溶剂混溶。作为一 种重要的有机化工原料,丁醇在 医药工业、塑料工业、有机工 业、印染等方面具有广泛用途。 相比其他生物燃料,生物丁醇的 燃烧值和辛烷值都与汽油最接 近,在燃料性能和经济性方面具 有明显的优势。
二、生物丁醇生产中的产物抑制