1,3-丙二醇（1,3-PDO）是一种重要的化工原料，不仅可以作为良好的溶剂、保护剂，而且还作为中间体广泛地应用于化工、食品、化妆品和制药等行业。至今，1,3-PDO均由化学法生产，化学法生产消耗了不可再生的有限资源，造成环境污染，同时化学法生产原料及设备要求高，在国内尚无工业化生产。生物转化法以“绿色化学”为特征，利用葡萄糖或甘油等可再生资源为原料生产1,3-PDO，降低了1,3-PDO的生产成本，是一种技术上可行，经济上有竞争力的生产方法。本研究的目的是通过对丁酸梭杆菌发酵甘油条件等的研究，找出一条成本低，收率高的1,3-PDO生产路线。本文综述了1,3-PDO的性质、结构、应用及生产方法，对丁酸梭杆菌发酵甘油制备1,3-PDO的发酵工艺进行了详细的实验探索。首先在摇瓶中对培养基成分和发酵条件进行优化，以提高1,3-PDO的产量。考察了温度、pH、厌氧环境等发酵条件对1,3-PDO产量的影响，同时对培养基组成进行研究，得到最佳的发酵条件及培养基成分。在最佳条件下1,3-PDO产量为41.3g/L、生产强度为0.8g/L h、对甘油转化率为68.8％。其次对发酵过程进行放大实验，考察了在3L生物反应器中发酵时，搅拌转速、通N2量等多种因素对产物产量的影响，为1,3-PDO的工业化生产打下基础。对于批式流加葡萄糖和甘油对发酵的考察结果表明，流加葡萄糖和甘油并不能显著增加最终1,3-PDO的浓度，但流加甘油缩短了生产1,3-PDO的发酵时间。应用化学计量学对不同的发酵途径进行了分析，结果表明就1,3-PDO的生成而言，乙酸途径比丁酸途径更为有效，同时还应当减少发酵过程中H2的产生。得出了在发酵过程中，1,3-PDO的最大理论转化率为0.72mol/mol。为优化甘油发酵代谢途径提供理论指导。在分析丁酸梭杆菌间歇发酵甘油制备1,3-PDO反应机理的基础上，建立了其动力学模型，并进一步用实验验证了模拟结果。本论文为高效综合利用工业副产甘油提供了可靠的工艺基础数据，可以为1,3-PDO的工业化的高效生产、工艺设计提供参考依据。