PDMS膜生物反应器封闭循环连续发酵生产ABE-高校化学工程学报.PDF

第27 卷第3 期 高 校 化 学 工 程 学 报 No.3 Vol.27 2013 年 6 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities June 2013 文章编号：1003-9015(2013)03-0469-07 PDMS 膜生物反应器封闭循环连续发酵生产ABE 陈春燕, 张俊青, 崔海娣, 刘光培, 李伟佳, 应 超, 肖泽仪 (四川大学 化学工程学院, 四川 成都 610065) 摘 要：采用PDMS 膜生物反应器和丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum，CICC8012)，通过发酵反应与产物渗透 汽化原位分离的耦合，实现了丙酮、丁醇和乙醇混合物(ABE) 的连续发酵生产。进行了2 轮操作持续时间分别为274 h 和300 h 的发酵实验，分别为间断耦合和连续耦合的操作方式。以连续耦合发酵为例，细胞平均干重为1.68 gL1，丁 醇产量为61.43 gL1，葡萄糖消耗率为1.12 gL1h1，丁醇的体积产率为0.205 gL1h1，比产率为0.122 h1，转化率 为0.183 gg1 。第二轮连续封闭循环发酵的平均葡萄糖消耗率和丁醇产率，都几乎是第一轮的2 倍。两轮发酵的细胞 生长、产物浓度、葡萄糖消耗和丁醇生成曲线都出现至少2 个峰值，表明丙酮丁醇梭菌能适应这种长期发酵模式并且出 现再生长。结果表明，PDMS 膜生物反应器封闭循环连续发酵生产ABE(特别是丁醇) 的操作模式具有可行性和优越性。 关键词：ABE 发酵；PDMS 膜生物反应器；丁醇；渗透汽化 中图分类号：TQ920.5 ；TQ923 文献标识码：A DOI ：10.3969/j.issn.1003-9015.2013.03.017 ABE Fermentation in a Continuous and Closed-Circulating Fermentation System with PDMS Membrane Bioreactor CHEN Chun-yan, ZHANG Jun-qing, CUI Hai-di, LIU Guang-pei, LI Wei-jia, YING Chao, XIAO Ze-yi (School of Chemical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China) Abstract: Acetone-Butanol-Ethanol (ABE) fermentation in a PDMS membrane bioreactor with fermentation bacterium of clostridium acetobutylicum was studied, and thereby a continuous and closed-circulating fermentation system for ABE production was established. Two cycles of experiments with the operation mode of intermittent coupling and continuous coupling were conducted respectively, and the two cycles each lasts for 274 h and 300 h separately. Taking the second cycle of experiment as an example, the dry cell weight of 1.68