木糖酸全细胞催化工艺放大开题报告

全文总字数：891字

1. 研究目的与意义

研究目标：研究实验室规模的木糖酸生产工艺的放大研究，并且通过喷雾干燥法制得一定质量的木糖酸盐成品，为木糖酸的生产工艺技术研发提供借鉴。

研究意义：木糖酸作为新兴的木质纤维生物炼制C5糖工业化转化的新出路，开展生物工艺技术的研究对于其产业化生产具有具有重要现实意义。

2. 国内外研究现状分析

木糖酸是指木糖C1位醛基氧化转变成羧基的多羟基一元酸，易于生物降解，无残留，是一种环境亲和型的无腐蚀性、不挥发、无毒、温和的水溶性有机酸。美国能源部下属的NREl和PNNL共同将木糖酸确定为生物质炼制最具发展前途的30种目标产品或化工基本构件单元之一]。木糖酸(盐)与葡萄糖酸(盐)的性能十分相近，可作为一种值得被开拓和发掘的新兴生物化工产品，如金属离子螯合剂、水泥减水剂、混凝土黏接剂、冶金除锈剂、增塑剂、玻璃清洗剂、纺织助漂剂、分散剂和缓释剂、农药悬浮剂和鞣革剂等。有机酸类发酵产品的全球市场份额仅次于氨基酸和抗生素排行第三，市场发展空间巨大。

目前的研究现状：南京林业大学首次提出了直接通氧加压全细胞高效催化木糖制备木糖酸的技术方法，并且完成了3L规模的实验室规模试验。直接通氧加压全细胞催化技术为国际上首创，尚未开展50-100L规模的放大试验，缺乏工艺放大的模型及前期经验。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）全细胞催化产木糖酸生产工艺的放大；

（2）木糖酸盐产品的喷雾干燥与制粉工艺研究。

4. 研究创新点

使用了全细胞催化产木糖酸，具有周期短、代谢产物更加简单、底物转化率高、并且产物容易分离提取和能耗较低，酶更加稳定，半衰期更长，适应性更强，催化效率高，纯化简单等优点，使得产率较其他方法更高。

以纯木糖作为底物使得产率进一步提高，且分离纯化简单。