1,3-丙二醇作为一种具有高附加值的大宗化学品,在许多领域中都有应用。以1,3-丙二醇和对苯二甲酸为单体合成的聚酯PTT,具有其它的聚酯材料无法比拟的性能。然而其昂贵的价格,限制了其广泛应用。生产成本中,分离纯化占了较大比例。生物法生产过程中,发酵液中的杂质含量多、成分复杂,对后续分离造成了巨大的困难,因此,开发高效的分离方法极其重要。为解决生物基1,3-丙二醇的提取分离问题,本论文提出乙醇-丙酮两步沉淀法、糖析萃取等新工艺,并对盐析萃取的动力学和萃取器设计开展了研发。主要研究成果如下：首先,开发了乙醇-丙酮两步沉淀新工艺。用微滤-超滤去除发酵液中的菌体,经蒸馏脱水后,乙醇与浓缩液按2：1(w/w)的比例混合进行第一步沉淀,回收乙醇后,将丙酮与二次浓缩液按5：1(w/w)的比例混合进行第二步沉淀,最后通过蒸馏-精馏回收丙酮并得到1,3-丙二醇产品。该方法对1,3-丙二醇的回收率为94.3%,蛋白去除率达98.36%,总盐去除率达90.16%。此外重点考察了两步沉淀分别对不同有机酸和无机盐离子的去除效果,发现乙醇对甲酸、琥珀酸沉淀效果较好,丙酮对甲酸、琥珀酸、柠檬酸沉淀效果较好,去除率分别为95.79%、80%和85.03%。乙醇对Na+、SO42的去除率分别为50.04%和17.4%；丙酮沉淀对SO42-.P043-、Ca2+-K+、Mg2+的去除率均达到90%以上。其次,将糖析萃取应用于1,3-丙二醇的分离。考察了不同糖和有机溶剂对1,3-丙二醇分配的影响,从六个糖析萃取体系中确定了葡萄糖/正丙醇体系作为进一步研究的对象。最优条件下,该体系对1,3-丙二醇的回收率可达82%,对盐、蛋白质、菌体的去除率分别可达99.7%、70%和99%。考察了六种无机盐对糖析萃取的影响,发现少量无机盐的存在可有效提高糖析萃取的效果,5%(w/w)的(NH4)2SO4可将葡萄糖/正丙醇体系对1,3-丙二醇的回收率提高到90.64%。将萃余相中的正丙醇回收后的葡萄糖溶液稀释到浓度为50、100、150g/L,用于种子培养,于摇瓶中培养12h后,细胞OD600nm分别可达5.8、4.2、2.3；并用稀释后的萃余相中的葡萄糖溶液配制成发酵培养基,葡萄糖的起始浓度为60g/L,发酵进行到48h时,葡萄糖消耗了68%,甘油消耗60.3%,此时1,3-丙二醇浓度达到15.8g/L,2,3-丁二醇浓度为18.8g/L。最后用离线检测法、分光光度在线监测法、原位红外吸收光谱在线监测法研究六种盐析萃取体系的萃取动力学,并以上述研究为依据设计萃取器。萃取动力学研究发现高径比为1较适用于盐析萃取,此外盐析萃取的成相及分配是一个特别迅速的过程,分相平衡时分配即可达到平衡。选择SK-10/20的静态混合器的三级联用可将发酵液、盐、有机溶剂充分混匀,其性能需要在后续的实际应用中加以验证。