1,3-丙二醇是一种重要的化工原料,它可以作为良好的溶剂和保护剂,其最主要的用途是作为聚酯、聚醚和聚氨酯等高分子材料的单体。目前,1,3-丙二醇主要由化学法生产,化学法消耗了不可再生的有限资源,并造成了环境污染。近年来,生物转化法以其利用可再生资源、对环境友好等特点日益受到人们的重视。丁酸梭菌能够代谢甘油生产1,3-丙二醇,但目前大部分研究使用纯甘油作为底物,成本较高。如果直接利用生物柴油副产物废甘油来生产1,3-丙二醇,可大大降低生产成本。本研究的目的是以废甘油为底物,通过模型化与优化丁酸梭菌发酵生产1,3-丙二醇的过程,建立一套降低成本、高生产能力的1,3-丙二醇生产方法。研究内容分为三个部分:种子培养基优化实验、发酵培养基优化实验、分批发酵过程优化实验。　　 在种子培养基优化实验部分,首先通过单因素实验确定种子培养基最适碳源氮源,然后通过个正交试验、最陡爬坡实验、响应面实验确定各因素的最优水平。经优化,在摇瓶中种子培养14 h菌体生物量为1.95 g/L,较优化前的0.788 g/L提高了1.47倍。将优化后的种子培养基培养14 h后接入发酵培养基中培养8 h进行摇瓶发酵,得到菌体生物量0.960 g/L和1,3-丙二醇5.68 g/L,较优化前的0.744 g/L和5.42g/L分别提高了29％和4.8％,优化效果较为明显。　　 在发酵培养基优化实验部分,采用均匀设计实验和人工神经网络耦合遗传算法寻优的方法对培养基进行优化,使用优化后的发酵培养基在5 L发酵罐中分批培养14 h后,1,3-丙二醇浓度为33.0g/L、转化率为0.553g/g、生产强度为2.36g/L/h,较优化前分别提高了32.5％、7.17％和35.6％。　　 在分批发酵过程优化实验部分,首先通过单因素分批发酵实验确定适应菌体生长的温度、pH范围,然后应用均匀设计法进行两阶段分批发酵实验,最后利用人工神经网络耦合遗传算法对发酵过程进行优化,使用最优发酵方案在5 L发酵罐中分批培养14 h后,甘油残余量为4.9g/L,与37℃、pH7恒温恒pH分批发酵方案相比下降56.6％。1,3-丙二醇产量、生产强度分别为32.5 g/L、2.32g/L/h,与37℃、pH7.4恒温恒pH分批发酵方案相比,虽然1,3-PD产量未提升但生产强度提高了1.46倍,充分体现了两阶段分批发酵优势。