CAS OpenIR  > 研究所(批量导入)
抗生素发酵菌丝在离子液体中的溶解及其利用
杨杰荣
学位类型硕士
导师刘庆芬
2017-07
学位授予单位中国科学院研究生院
学位授予地点北京
学位专业化学工程
关键词抗生素发酵菌丝 离子液体 溶解 机理 回收
摘要

我国是世界上最大的抗生素生产国,每年约有200万吨抗生素发酵菌渣作为危险固体废弃物亟待处理。菌丝是菌渣的主要组成成分,菌丝中含有大量蛋白质、几丁质、葡聚糖等有机质,具有较高的资源化利用价值。但菌丝在水、稀酸、稀碱和常规有机溶剂中均很难溶解,限制了菌体中有机质的提取及应用。本文以青霉素发酵菌丝为研究对象,研究了菌丝在离子液体中的溶解过程,探索了离子液体结构与溶解性能的关系,阐明了菌体溶解及其再生的机理,建立了菌丝中聚合物的回收工艺,为抗生素发酵菌渣的资源化利用提供新的方法。本论文的主要研究内容及结果如下:(1) 研究了不同类型离子液体、以及有机溶剂-离子液体复合溶剂体系对菌丝的溶解行为,考察了影响溶解过程的关键因素,确定了最佳溶解体系和溶解工艺。实验结果表明,以亲水性离子液体为溶剂,在常温下可以实现菌丝的良好溶解,菌丝的溶解度随着温度的升高而增大。 [Bmim]Ac对青霉素菌丝具有最佳的溶解性能,最佳工艺条件为:温度90℃、[Bmim]Ac与菌丝质量比3.90:1、溶解时间60 min。在最佳工艺条件下,菌丝的溶解率和溶解度分别达到84.70% (wt) 和43.08 g·mol-1。极性非质子溶剂与[Bmim]Ac存在菌丝溶解协同效应,菌丝在DMSO/[Bmim]Ac复合溶剂中的溶解度提高了35.69%。(2) 采用溶剂化显色探针方法研究了离子液体结构与溶解性能的关系,采用核磁共振、红外光谱表征了菌丝的溶解机理。结果表明,离子液体阴、阳离子结构对菌丝溶解性能有显著影响。离子液体阴离子的氢键接受能力、以及阳离子的氢键给予能力均与菌丝溶解度间存在正相关的线性关系。核磁共振、红外光谱结果表明,离子液体与菌丝间形成氢键是菌丝溶解过程的推动力。离子液体[Bmim]Ac的作用位点为Ac-中C=O与C-O的电负性氧原子与咪唑环中H2、H4、H5。(3) 基于离子液体高效溶解菌丝的研究结果,进一步研究了溶解液中聚合物的回收过程,考察了不同沉淀剂对有机质回收得率的影响,建立了聚合物的回收工艺,制备了片状聚合物产品,分析了产品的元素组成,采用FT-IR光谱分析了聚合物沉淀再生机理。结果表明,沉淀剂的氢键给予能力影响聚合物回收得率。以水为沉淀剂时,沉淀与浓缩蒸干两步回收总得率为73.93%。经沉淀回收的产物主要为蛋白质与总糖,蛋白质和总糖质量分数分别为44.59%和48.47%。萃取除去离子液体后,浓缩蒸干的产物主要为水溶性糖类。在聚合物的沉淀回收过程中,聚合物内的官能团重新形成了氢键,实现了聚合物与离子液体的分离。

语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/24358
专题研究所(批量导入)
推荐引用方式
GB/T 7714
杨杰荣. 抗生素发酵菌丝在离子液体中的溶解及其利用[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2017.
条目包含的文件
文件名称/大小 文献类型 版本类型 开放类型 使用许可
抗生素发酵菌丝在离子液体中的溶解及其利用(2997KB)学位论文 开放获取CC BY-NC-SA浏览 请求全文
个性服务
推荐该条目
保存到收藏夹
查看访问统计
导出为Endnote文件
谷歌学术
谷歌学术中相似的文章
[杨杰荣]的文章
百度学术
百度学术中相似的文章
[杨杰荣]的文章
必应学术
必应学术中相似的文章
[杨杰荣]的文章
相关权益政策
暂无数据
收藏/分享
文件名: 抗生素发酵菌丝在离子液体中的溶解及其利用.pdf
格式: Adobe PDF
所有评论 (0)
暂无评论
 

除非特别说明,本系统中所有内容都受版权保护,并保留所有权利。