维生素A棕榈酸酯因其较好的稳定性作为维生素A常用的制剂形式。两者具有相同的生理功能,被广泛用于营养保健及动物饲料添加剂中。目前,市售维生素A棕榈酸酯主要通过化学法合成,涉及到复杂的反应过程和苛刻的反应条件,并且容易产生异构体,给后续分离纯化造成困难。因此,开展生物法合成研究,具有重要的研究意义和应用价值。本课题通过设计合理的酯化反应和分离工艺路线,以实现生物法合成维生素A棕榈酸酯的工业化生产。本文对维生素A醋酸酯的醇解反应条件进行了优化,醇解的最佳参数为:底物为240 g/L时,在21℃,300 rpm条件下,用浓度为270 g/L的KOH醇溶液200 mL醇解60 min,最终使底物完全醇解。同时对固定化脂肪酶催化合成维生素A棕榈酸酯的条件在1L中试水平上进行了优化,其最佳条件为:底物浓度为240 g/L,按维生素A醋酸酯与棕榈酸的摩尔比为1:1.1,固定化酶的添加量为25 g/L,无水Na₂SO₄的量为15 g/L,反应温度为32℃,反应时间为2 h。本文采用两步冷冻结晶法对产物维生素A棕榈酸酯进行分离提取工艺研究,通过条件优化确定分离提取的最优条件。反应液经正己烷稀释后,于-5℃下放置12 h,除去体系中的棕榈酸,经浓缩得到粗品。粗品按1:4的比例用丙酮稀释,于-8℃下搅拌结晶16 h,此步可除去维生素A醇及其他杂质,经浓缩得到纯度99%以上的维生素A棕榈酸酯纯品。最后,本文对生物法生产维生素A棕榈酸酯的生物催化工段和分离提取工段进行了工艺路线的设计,并对整个生产流程进行物料衡算、设备选型及成本核算。