专利名称：在发酵生产1,3-丙二醇过程中使用氨水代替部分NaOH和氮源的工艺方法
技术领域：
本发明属于生物工程领域，具体的说涉及发酵法生产l， 3-丙二醇 的工艺方法。
背景技术：
1， 3-丙二醇具有多种用途，特别是大量用于制备聚酯，这种聚合物 具有突出的性能。因此，生产1， 3-丙二醇其市场价值是不容置疑的。 特别是降低生产l， 3-丙二醇的成本是市场竞争的关键，目前生产l， 3-丙二醇的方法有多种，如国际壳牌研究有限公司申请的中国专利 01806835.9就公开一种制备l， 3-丙二醇的方法。目前发酵法生产1， 3画 丙二醇也是重要的方法之一。但目前发酵法生产1， 3-丙二醇过程中， 国内外同类型发酵只采用单一的NaOH或KOH调节培养基PH。调节 PH使用的是NaOH、 KOH，发酵培养基中氮源使用的是酵母粉、尿素、 硫酸铵等氮源。由于NaOH、 KOH和酵母粉、尿素、硫酸铵的市场价格 比较高。相应的提高l， 3-丙二醇市场价位。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在发酵生产1， 3-丙二醇(PD0)过程中 使用氨水代替部分NaOH和氮源的工艺方法。氨水成本均低于NaOH、 KOH，和发酵培养基中氮源使用的酵母粉、尿素、硫酸铵等。将氨水以 一定比例加入NaOH溶液中，以代替部分NaOH和氮源，从而达到降低 1， 3-丙二醇生产成本的目的。
本发明将氨水与NaOH溶液以体积比1: 0.1-10比例混合，使氨水 与NaOH混合溶液中和在发酵生产1， 3-丙二醇中发酵产生的有机酸， 调节发酵过程的PH值，同时氨水作为氮源供菌体吸收利用，减少发酵 的初始氮源及中间补氮量。
将种子培养液加入含0. 05—0. 1。/。的酵母粉、O—O. 2%的硫酸铵、10
_50%甘油的初始发酵培养基，在发酵温度35、4(TC条件下利用克雷伯氏 肺炎杆菌或克雷伯氏产酸杆菌发酵生产PD0，在发酵的过程中通入 0.2丄0vvm的空气，搅拌转速50 300 rpm，控制pH值6. 5、7. 5，菌体生 长过程产酸由氨水与NaOH混合溶液中和，氨水与NaOH以体积比1: 0.1-10比例混合。根据液相色谱测量的结果调控发酵液中甘油的浓度， 32—36小时结束发酵。
具体实施例方式
实例1:发酵培养基酵母粉的使用量为0.05%,硫酸铵的使用量 0.1%,中间补料用酵母粉使用量为0.05%，补料两次，使用25%氨水和 35%NaOH的混合溶液调节PH，其体积比为1: 2。最终发酵结果1， 3-丙二醇可达到68.2g/1，甘油对l， 3-丙二醇的质量转化率为44. 8%。
实例2:发酵培养基酵母粉的使用量为0.05%,硫酸铵的使用量 0.1°/。，中间补料用酵母粉使用量为0.05%,补料两次，使用25%氨水和 35%NaOH的混合溶液调节PH，其体积比为1: 1。最终发酵结果1， 3-丙二醇可达到69.4g/1，甘油对l， 3-丙二醇的质量转化率为45. 5%。
实例3:发酵培养基酵母粉的使用量为0.075%，硫酸铵的使用量 0.15%，中间补料用酵母粉使用量为0.05%，补料两次，使用25%氨水和 35%NaOH的混合溶液调节PH，其体积比为2: 1。最终发酵结果1, 3-丙二醇可达到66.7g/1，甘油对l， 3-丙二醇的质量转化率为46. 2%。
实例4:发酵培养基酵母粉的使用量为0.075%，硫酸铵的使用量 0.15%，中间补料用酵母粉使用量为0.05%，补料两次，使用25%氨水和 35%NaOH的混合溶液调节PH，其体积比为1: 1。最终发酵结果1， 3-丙二醇可达到65.9g/1，甘油对l， 3-丙二醇的质量转化率为46. 1%。
本发明优点是现行工艺初始发酵培养基中的酵母粉添加量 0.1-0.2%，硫酸铵添加量为0. 2-0. 4%，发酵中间有2-3次补加氮源，每 次补加酵母粉0. 1-0. 2%、硫酸铵0. 1-0. 2%。本发明与上述现行工艺比 较，将初始发酵培养基中的酵母粉添加量减少到0.05-0.1%，硫酸铵添 加量减少到0-0.2%，中间补充氮源只用酵母粉，并且用量减少到0.05 —0. 075%。
综上所述可以看出，按照适当比例将氨水加入NaOH溶液中，减少 氮源的使用量，发酵结束1， 3-丙二醇的产率及甘油对1， 3-丙二醇的 质量转化率均不低于改进前工艺。目前市场上酵母粉30000元/吨，硫 酸铵价格为500元左右/吨，氨水市场价格每吨400—600元/吨，片状 NaOH价格为2000元/吨。将氨水与氢氧化钠混合溶液中代替部分NaOH 及氮源，每生产1吨1，3-丙二醇的成本可节约420—780元，大大降低了 发酵成本。
权利要求
1、一种在发酵生产1，3-丙二醇过程中使用氨水代替部分NaOH和氮源的工艺方法；将氨水与NaOH溶液以体积比1∶0.1-10比例混合，使氨水与NaOH混合溶液中和在发酵生产1，3-丙二醇中发酵产生的有机酸，调节发酵过程的PH值，同时氨水作为氮源供菌体吸收利用，减少发酵的初始氮源及中间补氮量。
2、如权利要求l所述的一种在发酵生产l， 3-丙二醇过程中使用氨 水代替部分NaOH和氮源的工艺方法;将种子培养液加入含0. 05—0. 1% 的酵母粉、0—0.2%的硫酸铵、10—50°/。甘油的初始发酵培养基，在发酵 温度3540。C条件下利用克雷伯氏肺炎杆菌或克雷伯氏产酸杆菌发酵生 产1， 3-丙二醇，在发酵的过程中通入0.2-l.Ovvm的空气，搅拌转速 50-300 rpm，控制pH值6.5-7.5，菌体生长过程产酸由氨水与NaOH 混合溶液中和，氨水与NaOH以体积比1: 0.1-10比例混合；根据液相 色谱测量的结果调控发酵液中甘油的浓度，32-36小时结束发酵。
全文摘要
本发明提供一种在发酵生产1，3-丙二醇(PDO)过程中使用氨水代替部分NaOH和氮源的工艺方法。将氨水以一定比例加入NaOH溶液中，以代替部分NaOH和氮源，从而达到降低1，3-丙二醇生产成本的目的。本发明将氨水与NaOH溶液以体积比1∶0.1-10比例混合，使氨水与NaOH混合溶液中和在发酵生产1，3-丙二醇中发酵产生的有机酸，调节发酵过程的pH值，同时氨水作为氮源供菌体吸收利用，减少发酵的初始氮源及中间补氮量。本发明减少氮源的使用量。1，3-丙二醇的产率及甘油对1，3-丙二醇的质量转化率均不低于改进前工艺。每生产1吨1，3-丙二醇的成本可节约420-780元，大大降低了发酵成本。
文档编号C12P7/02GK101173305SQ20071014457
公开日2008年5月7日 申请日期2007年11月9日 优先权日2007年11月9日
发明者凯 乔, 颖 徐, 李华玮, 李成军, 程延庆, 韩德琦 申请人:黑龙江辰能生物工程有限公司