專利名稱：在發酵生產1,3-丙二醇過程中使用氨水代替部分NaOH和氮源的工藝方法
技術領域：
本發明屬于生物工程領域，具體的說涉及發酵法生產l， 3-丙二醇 的工藝方法。
背景技術：
1， 3-丙二醇具有多種用途，特別是大量用于制備聚酯，這種聚合物 具有突出的性能。因此，生產1， 3-丙二醇其市場價值是不容置疑的。 特別是降低生產l， 3-丙二醇的成本是市場競爭的關鍵，目前生產l， 3-丙二醇的方法有多種，如國際殼牌研究有限公司申請的中國專利 01806835.9就公開一種制備l， 3-丙二醇的方法。目前發酵法生產1， 3畫 丙二醇也是重要的方法之一。但目前發酵法生產1， 3-丙二醇過程中， 國內外同類型發酵只采用單一的NaOH或KOH調節培養基PH。調節 PH使用的是NaOH、 KOH，發酵培養基中氮源使用的是酵母粉、尿素、 硫酸銨等氮源。由于NaOH、 KOH和酵母粉、尿素、硫酸銨的市場價格 比較高。相應的提高l， 3-丙二醇市場價位。
發明內容
本發明的目的在于提供一種在發酵生產1， 3-丙二醇(PD0)過程中 使用氨水代替部分NaOH和氮源的工藝方法。氨水成本均低于NaOH、 KOH，和發酵培養基中氮源使用的酵母粉、尿素、硫酸銨等。將氨水以 一定比例加入NaOH溶液中，以代替部分NaOH和氮源，從而達到降低 1， 3-丙二醇生產成本的目的。
本發明將氨水與NaOH溶液以體積比1: 0.1-10比例混合，使氨水 與NaOH混合溶液中和在發酵生產1， 3-丙二醇中發酵產生的有機酸， 調節發酵過程的PH值，同時氨水作為氮源供菌體吸收利用，減少發酵 的初始氮源及中間補氮量。
將種子培養液加入含0. 05—0. 1。/。的酵母粉、O—O. 2%的硫酸銨、10
_50%甘油的初始發酵培養基，在發酵溫度35、4(TC條件下利用克雷伯氏 肺炎桿菌或克雷伯氏產酸桿菌發酵生產PD0，在發酵的過程中通入 0.2丄0vvm的空氣，攪拌轉速50 300 rpm，控制pH值6. 5、7. 5，菌體生 長過程產酸由氨水與NaOH混合溶液中和，氨水與NaOH以體積比1: 0.1-10比例混合。根據液相色譜測量的結果調控發酵液中甘油的濃度， 32—36小時結束發酵。
具體實施例方式
實例1:發酵培養基酵母粉的使用量為0.05%,硫酸銨的使用量 0.1%,中間補料用酵母粉使用量為0.05%，補料兩次，使用25%氨水和 35%NaOH的混合溶液調節PH，其體積比為1: 2。最終發酵結果1， 3-丙二醇可達到68.2g/1，甘油對l， 3-丙二醇的質量轉化率為44. 8%。
實例2:發酵培養基酵母粉的使用量為0.05%,硫酸銨的使用量 0.1°/。，中間補料用酵母粉使用量為0.05%,補料兩次，使用25%氨水和 35%NaOH的混合溶液調節PH，其體積比為1: 1。最終發酵結果1， 3-丙二醇可達到69.4g/1，甘油對l， 3-丙二醇的質量轉化率為45. 5%。
實例3:發酵培養基酵母粉的使用量為0.075%，硫酸銨的使用量 0.15%，中間補料用酵母粉使用量為0.05%，補料兩次，使用25%氨水和 35%NaOH的混合溶液調節PH，其體積比為2: 1。最終發酵結果1, 3-丙二醇可達到66.7g/1，甘油對l， 3-丙二醇的質量轉化率為46. 2%。
實例4:發酵培養基酵母粉的使用量為0.075%，硫酸銨的使用量 0.15%，中間補料用酵母粉使用量為0.05%，補料兩次，使用25%氨水和 35%NaOH的混合溶液調節PH，其體積比為1: 1。最終發酵結果1， 3-丙二醇可達到65.9g/1，甘油對l， 3-丙二醇的質量轉化率為46. 1%。
本發明優點是現行工藝初始發酵培養基中的酵母粉添加量 0.1-0.2%，硫酸銨添加量為0. 2-0. 4%，發酵中間有2-3次補加氮源，每 次補加酵母粉0. 1-0. 2%、硫酸銨0. 1-0. 2%。本發明與上述現行工藝比 較，將初始發酵培養基中的酵母粉添加量減少到0.05-0.1%，硫酸銨添 加量減少到0-0.2%，中間補充氮源只用酵母粉，并且用量減少到0.05 —0. 075%。
綜上所述可以看出，按照適當比例將氨水加入NaOH溶液中，減少 氮源的使用量，發酵結束1， 3-丙二醇的產率及甘油對1， 3-丙二醇的 質量轉化率均不低于改進前工藝。目前市場上酵母粉30000元/噸，硫 酸銨價格為500元左右/噸，氨水市場價格每噸400—600元/噸，片狀 NaOH價格為2000元/噸。將氨水與氫氧化鈉混合溶液中代替部分NaOH 及氮源，每生產1噸1，3-丙二醇的成本可節約420—780元，大大降低了 發酵成本。
權利要求
1、一種在發酵生產1，3-丙二醇過程中使用氨水代替部分NaOH和氮源的工藝方法；將氨水與NaOH溶液以體積比1∶0.1-10比例混合，使氨水與NaOH混合溶液中和在發酵生產1，3-丙二醇中發酵產生的有機酸，調節發酵過程的PH值，同時氨水作為氮源供菌體吸收利用，減少發酵的初始氮源及中間補氮量。
2、如權利要求l所述的一種在發酵生產l， 3-丙二醇過程中使用氨 水代替部分NaOH和氮源的工藝方法;將種子培養液加入含0. 05—0. 1% 的酵母粉、0—0.2%的硫酸銨、10—50°/。甘油的初始發酵培養基，在發酵 溫度3540。C條件下利用克雷伯氏肺炎桿菌或克雷伯氏產酸桿菌發酵生 產1， 3-丙二醇，在發酵的過程中通入0.2-l.Ovvm的空氣，攪拌轉速 50-300 rpm，控制pH值6.5-7.5，菌體生長過程產酸由氨水與NaOH 混合溶液中和，氨水與NaOH以體積比1: 0.1-10比例混合；根據液相 色譜測量的結果調控發酵液中甘油的濃度，32-36小時結束發酵。
全文摘要
本發明提供一種在發酵生產1，3-丙二醇(PDO)過程中使用氨水代替部分NaOH和氮源的工藝方法。將氨水以一定比例加入NaOH溶液中，以代替部分NaOH和氮源，從而達到降低1，3-丙二醇生產成本的目的。本發明將氨水與NaOH溶液以體積比1∶0.1-10比例混合，使氨水與NaOH混合溶液中和在發酵生產1，3-丙二醇中發酵產生的有機酸，調節發酵過程的pH值，同時氨水作為氮源供菌體吸收利用，減少發酵的初始氮源及中間補氮量。本發明減少氮源的使用量。1，3-丙二醇的產率及甘油對1，3-丙二醇的質量轉化率均不低于改進前工藝。每生產1噸1，3-丙二醇的成本可節約420-780元，大大降低了發酵成本。
文檔編號C12P7/02GK101173305SQ20071014457
公開日2008年5月7日 申請日期2007年11月9日 優先權日2007年11月9日
發明者凱 喬, 穎 徐, 李華瑋, 李成軍, 程延慶, 韓德琦 申請人:黑龍江辰能生物工程有限公司