渗透蒸发应用于发酵分离耦合过程.pptVIP

PDMS陶瓷复合膜应用于丙酮丁醇乙醇（ABE）发酵-分离耦合过程 姓名：郑欣欣 学号：1204006 导师：吕嘉枥 教授 1. Introduction ? 面对日益紧缺的能源和保护环境的要求，可再生能源特别是利用微生物发酵技术生产的生物质能源得到人们的广泛认可和重视。如使用潜在的丙酮丁醇乙醇(ABE)发酵过程生产丁醇作为生物燃料，丁醇作为一个先进的生物燃料,有超过其他生物燃料优点, 包括高能量、低蒸气压,挥发性小和更适合现有的汽油供应渠道。 然而,由于产物丁醇的抑制作用，通常ABE发酵最大浓度不超过20 g / L。 渗透蒸发作为一种新型的膜分离技术,与其它分离技术相比,不仅具有高效、节能和环保的优点,而且在与发酵过程耦合的过程中,不会移除培养基中的营养物质,并且对微生物没有毒害作用。 PDMS复合膜具有很好的选择性和稳定性,其成本低，使用简单，同硅片之间具有良好的粘附性，而且具有良好的化学惰性等特点，因此可以用于发酵分离耦合生产过程中。 2.Materials and method 2.1 材料 膜材料： PDMS 菌种：丙酮丁醇梭杆菌 2.2膜的制备和表征 2.3 菌的培养活化 初培：50ml 厌氧瓶、25ml 种子培养液 在37 ℃ 下、培养 20—24h 扩培：250ml 厌氧瓶、150ml 种子培养液在37 ℃ 下、培养 12h 2.4自制发酵设备发酵 发酵液：ph=6.8 3.Results and discussion 3.1 膜的渗透通量和分离效果结果分析 3.2 膜的稳定性分析 3.3 发酵分离耦合过程分析 4. Conclusions PDMS/陶瓷复合膜适用于将ABE产品从ABE发酵—PV耦合过程中分离出，在ABE发酵液中，无机盐增加ABE流动，提高膜的选择性。 在发酵耦合过程中，PDMS/陶瓷复合膜表现出高通量0.670 kg/m2 h和适用ABE的分离系数为16.7，虽然在分离过程中存在周期性波动由于膜的污染。 但是有研究表明膜污染能够很容易的被水清洗干净，并且PDMS/陶瓷复合膜能够保存重复使用。 * * * * 发表期刊：Journal of Membrane Science 影响因子：3.850 发表时间：2011.3.5 作者：刘公平 PDMS聚合物 溶解于正庚烷中 熏制 （120 ℃ .12h） 复合膜干燥 （室温） 涂布在陶瓷载体 外表面 添加交联剂TEOS 和催化剂 30℃搅拌10h 去除残余溶液 成膜 发酵（37℃、72h） 接种150ml 扩培菌液 厌氧罐除氧 37 ℃ 、20min 培养基灭菌 有机物—GC（热导检测器） 无机物ICP电感耦合离子体 Glucose—SBA—40 生物传感器分析仪 细胞量—OD600 分光光度计 自制发酵分离耦合设备 Fig. 2. PV performance of PDMS/ceramic composite membrane in three different ABE systems: (a) total and ABE flux and (b) separation factor of acetone, n-butanol and ethanol. Feed composition: 0.6 wt% acetone, 1.1 wt% n-butanol, and 0.2 wt% ethanol. Fig. 3. Stability of PDMS/ceramic composite membrane in the spent ABE fermentation broth: (a) total flux and ABE separation factor and (b) separation factor of acetone, n-butanol and ethanol. Feed composition: 0.64 wt% acetone, 1.26 wt% nbutanol and 0.27 wt% ethanol. Fig. 4. PV performance of PDMS/ceramic composite membrane during the ABE fermentation–PV coupled process: (a) total flux and ABE separation factor and (b) separation factor of acetone, n-butanol and ethanol. Fig. 5. Variation of (a) ABE concentration, (b) OD600, and