粗甘油是生物柴油生產(chǎn)過程的副產(chǎn)品,對(duì)其進(jìn)行綠色處理和應(yīng)用已成為迫切研究的課題。本文分類介紹了粗甘油生物、化學(xué)和電化學(xué)轉(zhuǎn)化方法的研究現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上分別對(duì)粗甘油通過生物轉(zhuǎn)化方式生產(chǎn)1,3-丙二醇、氫氣等化學(xué)品,利用化學(xué)轉(zhuǎn)化方式生產(chǎn)丙烯醛和聚氨酯高分子材料和電化學(xué)轉(zhuǎn)化方式制備燃料電池的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述,并分析了粗甘油高值化利用研究及發(fā)展趨勢(shì)。粗甘油生物轉(zhuǎn)化存在培養(yǎng)基成本較高、產(chǎn)物分離困難等不足,限制了目前的工業(yè)化應(yīng)用;化學(xué)轉(zhuǎn)化方式還處于初期研究階段;電化學(xué)轉(zhuǎn)化方式作為新興技術(shù),具有良好的發(fā)展空間。本文指出粗甘油可以作為一種新型的生物質(zhì)資源,粗甘油基化學(xué)品與新材料的開發(fā)研究具有廣闊的發(fā)展前景。 

【文章來源】：化工進(jìn)展. 2020,39(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

粗甘油高值化利用技術(shù)

1,3-丙二醇（1,3-PD）屬于二醇類化合物，其末端有兩個(gè)—OH基團(tuán)，是一種在塑料工業(yè)中具有很大潛力的單體，廣泛地應(yīng)用于多種藥品和氧化劑的合成[12-13]。甘油生成1,3-PD的代謝反應(yīng)可分為氧化途徑和還原途徑，反應(yīng)原理如圖2所示。在氧化途徑中，甘油在甘油脫氫酶的作用下生成二羥丙酮，并進(jìn)一步代謝為磷酸丙酮酸，磷酸丙酮酸進(jìn)一步氧化生成乙酸、丁酸等代謝產(chǎn)品，同時(shí)生成能量ATP和NADH；在還原途徑中，甘油脫水生成3-羥基丙醛，然后在氧化還原酶的催化作用下被還原為1,3-PD，同時(shí)消耗氧化途徑生成的NADH[14]。近年來，利用微生物發(fā)酵將粗甘油轉(zhuǎn)化為1,3-PD的研究匯總?cè)绫?所示。理論上，甘油轉(zhuǎn)化為1,3-PD的最高產(chǎn)率為0.72g1,3-PD/ggly[15]，在發(fā)酵過程中，可加入其他廉價(jià)的有機(jī)物作為輔助底物，使其作為發(fā)酵過程中的NADH和能量ATP供體，促進(jìn)甘油利用還原途徑生成1,3-PD[16]。Vivek等[17]以粗甘油和從稻草獲得的酸預(yù)處理液（APL）作為混合碳源，使用克雷伯氏菌生產(chǎn)1,3-PD,APL中含有木糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖，當(dāng)APL添加量為0.5%（體積比）時(shí)，1,3-PD產(chǎn)量達(dá)到20.88g/L，與粗甘油作為唯一碳源相比，1,3-PD的產(chǎn)量明顯提高。同時(shí)，研究者還利用甘油-葡萄糖作為混合碳源發(fā)酵生產(chǎn)1,3-PD，在厭氧條件下，當(dāng)粗甘油和2.5%葡萄糖作為底物時(shí)，獲得比純甘油和葡萄糖更高的產(chǎn)率，最終1,3-PD濃度為18.60g/L[18]。

有學(xué)者嘗試評(píng)估了在粗甘油發(fā)酵產(chǎn)氫的過程中同時(shí)使用暗發(fā)酵和光發(fā)酵的可能性。暗發(fā)酵-光發(fā)酵聯(lián)合產(chǎn)氫原理如圖5所示，暗發(fā)酵過程中，培養(yǎng)基中的碳源不能完全被氧化，暗發(fā)酵的發(fā)酵液中含有豐富的有機(jī)酸，可用于光發(fā)酵，這樣能夠消除有機(jī)酸對(duì)暗發(fā)酵制氫的限制；而光發(fā)酵中的光合細(xì)菌對(duì)有機(jī)酸的利用能夠能夠降低廢水的化學(xué)需氧量（COD）值[26]。Chookaew等[27]分別使用肺炎克雷伯氏菌sp.TR17和沼澤紅假單胞菌TN1進(jìn)行暗發(fā)酵和光發(fā)酵生產(chǎn)氫氣，兩階段的總產(chǎn)氫為6.42mmol/gCOD，甘油轉(zhuǎn)化率為80.21%。Sarma等[28]對(duì)使用暗發(fā)酵和光發(fā)酵從粗甘油生產(chǎn)氫氣的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行了評(píng)估，將1kg粗甘油轉(zhuǎn)化的生產(chǎn)成本為330美元，生長(zhǎng)培養(yǎng)基的成分占生產(chǎn)成本的82%。但使用粗甘油作為發(fā)酵原料具有很好的環(huán)境效益，1kg粗甘油的轉(zhuǎn)化可減少7.66kg的溫室氣體的排放。1.3 二十二碳六烯酸

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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