【摘 要】
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化石能源的枯竭危机推动了能源的多样化,可再生的生物燃料可以作为一种替代能源。另外,典型的发酵产物还可以作为化学品平台,合成更多高附加值的化学品。但是发酵液中大量的水、副产物以及杂质的存在,使传统的分离方法失去经济优势。因此,节能高效分离方法的开发是下游发酵产物资源化利用的关键所在。本文以三种典型的生物醇为例,在实验的基础上,通过盐析或盐析萃取技术进行分离。利用盐析法分离模型水溶液中的异丙醇、正丁醇
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化石能源的枯竭危机推动了能源的多样化,可再生的生物燃料可以作为一种替代能源。另外,典型的发酵产物还可以作为化学品平台,合成更多高附加值的化学品。但是发酵液中大量的水、副产物以及杂质的存在,使传统的分离方法失去经济优势。因此,节能高效分离方法的开发是下游发酵产物资源化利用的关键所在。本文以三种典型的生物醇为例,在实验的基础上,通过盐析或盐析萃取技术进行分离。利用盐析法分离模型水溶液中的异丙醇、正丁醇、乙醇（I/B/E）时发现K4P2O7含量的增加可以显著增加各组分的选择性系数和分配系数。引发溶剂化效应的顺序为:正丁醇>异丙醇>乙醇。另外,温度对盐析体系几乎没有影响。当盐析比为2.5时,超过95%的有机物被回收,而且体系的脱水率超过99.8%,分离效果十分显著。较高的总有机物含量可以提高体系的分离效率,但是会降低脱水率。有机相的含水量和水相中有机物的含量都可以通过溶解度拟合得到,从而可以用于计算萃取效率。利用新型双水相盐析萃取技术分离模型水溶液中的2,3-丁二醇时发现K4P2O7对异丙醇水溶液的分离能力明显的优于其他三种盐析剂。而且体系可以达到有机相无盐,水相无萃取剂的状态。溶解度方程可以计算双水相体系的萃取效率。四种盐析剂对异丙醇水溶液的盐析效应呈现以下顺序:K4P2O7>K3PO4>K2HPO4>K2CO3。将K4P2O7+异丙醇+水体系用于回收2,3-丁二醇时,2,3-丁二醇的回收率可达100%,浓缩倍数最高可以达到5.74。另外,有机相中2,3-丁二醇的存在可以增加水相中萃取剂的回收率。利用盐析法分离模拟发酵液中的乙偶姻时发现随着盐浓度的增加,乙偶姻的分配系数和选择性系数明显增加。较高的乙偶姻的含量可以增加乙偶姻的回收率,但是会降低体系的脱水率。特别在乙偶姻浓度为10wt%、K4P2O7浓度为550g/kg时,乙偶姻的回收率可以达到99.7%,超过99.11%的水被脱除。溶解度相关方程可以对乙偶姻的盐析效果进行有效评估。盐析剂对乙偶姻水溶液的盐析效应:K4P2O7>K2HPO4>K2CO3。更重要的是,通过初始盐浓度和乙偶姻的含量可以有效的预测非实验点。
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