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丁二酸是一种重要的四碳平台化合物,发酵法生产丁二酸作为一种化学合成法的替代,日益受到关注。目前在微生物发酵生产丁二酸过程中,丁二酸提取的成本占总成本的50%以上,为降低提取成本,本文研究了络合萃取和双水相萃取法提取发酵液中丁二酸的可行性。具体如下:1,针对三辛胺/正辛醇体系络合萃取发酵液中丁二酸萃取率低的问题。通过比较无机盐对络合萃取丁二酸的影响,得出采用阳离子交换树脂前处理发酵液优于硫酸酸化法。发酵液经阳离子交换树脂处理,再用三辛胺/正辛醇体系萃取,萃取率达到91.3%。2,研究萃取剂再生与利用反萃取制备丁二酸盐。通过反萃剂的筛选,得出氨水是一种优良反萃剂。在氨水与丁二酸摩尔比12:5,相比4:1的条件下,对实际发酵液进行络合萃取,萃取剂重复使用5次,平均萃取率90.4%,平均反萃率94.9%,葡萄糖去除率维持在84%以上,且萃取率和反萃率未见明显下降。反萃液经乙醇沉淀,得到丁二酸铵晶体,纯度97.8%。3,研究双水相体系提取发酵液中的丁二酸。比较8种亲水性有机溶剂和4种无机盐成相情况和丁二酸在其中的分配系数,得出硫酸铵/丙酮形成的双水相体系最佳。考察了硫酸铵/丙酮双水相体系的相图、比较发酵液pH、发酵液是否离心除菌处理、硫酸铵和丙酮浓度对丁二酸的分配系数与回收率、葡萄糖去除率、细胞去除率和蛋白去除率的影响,得出较好的双水相体系组成为:15%(w/w)硫酸铵,35%(w/w)丙酮。在此条件下,丁二酸的回收率、葡萄糖去除率、细胞去除率和蛋白去除率分别为94.4%、93.6%、98.1%和78.5%。上相(丙酮相)经浓缩结晶,得到丁二酸晶体,纯度98.7%。对成相物质硫酸铵进行回收,当加入2倍体积甲醇时,盐相中硫酸铵回收率95.9%。4,将络合萃取和双水相萃取方法用于实际丁二酸发酵液的提取,丁二酸铵和丁二酸的结晶前收率分别为77.1%和91.4%。两种提取方法都具有能耗较低、放大较容易、提取原材料可回收的特点。其中,络合萃取因直接得到高价格的丁二酸铵而间接降低了发酵液提取成本;新尝试的双水相萃取方法因具有操作简单,废物排放少、收率相对较高而有进一步开发的潜力。