本文对利用克雷伯杆菌以甘油为原料厌氧批式流加发酵生产1,3-丙二醇进行了优化研究。首先对不同甘油原料在发酵过程中对菌体生长和产物生成的影响进行了比较,结果表明:低纯度的皂化甘油对菌体生长有较强的抑制作用,只有经过提纯使其达到一定的浓度后,方可作为发酵原料;以纯甘油作为原料的1,3-丙二醇浓度和转化率最高;而粗发酵甘油实验的各项指标低于纯甘油,但从单位产品的生产成本来看则是比纯甘油更为廉价的原料,进一步证明由淀粉经两步发酵生产1,3-丙二醇的工艺路线是可行的。其次,本文提出了偶联流加和甘油恒速流加相结合的控制工艺,验证实验表明该工艺能够有效实现批式流加发酵过程中甘油浓度的自动控制。 在小试研究的基础上,完成了1m~3发酵罐规模的厌氧批式流加发酵法生产1,3-丙二醇中试试验。各批次试验发酵液中1,3-丙二醇浓度均达到了70g/L以上,最高达到了78.5g/L;质量得率平均为50.6%;平均发酵时间为29.7h;平均生产效率为2.53g/L.h,试验结果验证了小试工艺路线的可行性。通过分离得到了纯度在99%以上的1,3-丙二醇产品,经聚合实验证明产品质量达到了PTT聚合级要求。 最后,根据中试试验结果对1500吨/年由甘油为原料发酵法生产1,3-丙二醇的生产成本和预期经济效益进行了分析:项目总投资为6876.31万元,单位产品生产成本为24797.05元/吨,年净利润为1501.17万元。