鼠李糖脂具有优良的表/界面活性、低毒性和环境友好等特点,因而使其在环境工业、医药、食品和农业等多领域的潜在应用受到广泛关注。然而,鼠李糖脂的大规模工业化应用尚未见报道,这可能与其受制于高昂的生产成本和使用成本有关。一般来讲,规模小及产量低的发酵特点直接导致发酵成本过高,而产品分离中溶剂耗量大和步骤多使分离成本偏高,同时高昂的产品价格丧失了其在常规化学表面活性剂应用领域中的竞争优势。因此,本论文拟解决严重制约发酵规模及产量的泡沫控制问题,并建立经济高效的两步法超滤分离工艺,以提高鼠李糖脂的发酵及生产水平;同时考察鼠李糖脂在化学表面活性剂处理效率较低的破乳及膜洗涤方面的应用可行性。首先,本论文首次采用截止阀有效控制发酵中的泡沫。结果表明,截止阀消泡可有效增加10-L和500-L发酵罐溢出泡沫的平均含水率至30%～40%,并大幅度降低溢出泡沫约70%～80%以上的体积流量,从而使泡沫能及时地被泵送回发酵罐,显著降低发酵过程中控制泡沫液位的操作强度及减小所需的泡沫储罐容积。进一步的研究还表明,截止阀消泡方式不会影响菌体的生长和鼠李糖脂的积累。随后,本论文基于鼠李糖脂胶束尺寸易受pH和乙醇影响的特征,采用两步法超滤分离鼠李糖脂。通过调节溶液pH,节省了两步法超滤工艺中一半左右的乙醇用量,而鼠李糖脂的回收率与纯度均高于90%。具体地,在第一步超滤(UF-1)时,调节发酵液pH至5,可截留98%的鼠李糖脂;而在第二步超滤(UF-2)时,调节pH至9不仅得到超过85%的鼠李糖脂透过率,且将乙醇用量从50%降至30%。所使用的亲水改性膜PSU-g-PEG在分离中表现出优越的抗污染性能,短期(1h)和长期(7h)超滤后,经常规的碱洗涤其水通量即可恢复至新膜水平,并可反复多次使用。最后,本论文首次评价了鼠李糖脂在破乳和膜洗涤方面的应用可行性。结果表明:1)鼠李糖脂在碱性pH环境下对油包水(W/O)型乳液具有更强的破乳活性,可破坏重质污油(W/O型乳液)的稳定性并回收其中98%的原油,在酸性pH环境下对水包油(O/W)型乳液的破乳更有利,可脱除浮渣(O/W型乳液)中70%以上的水;2)鼠李糖脂洗涤可将被蛋白污染的膜水通量恢复至新膜的95%左右。鼠李糖脂在以上方面均表现出比化学表面活性剂更优越的使用效果,显示出较好的应用前景。总之,本文研究了机械消泡方式以控制鼠李糖脂发酵中大量溢出的泡沫;建立了经济高效的新分离工艺;拓展了具有比化学表面活性剂更强竞争力的新应用领域,为鼠李糖脂的大规模广泛应用奠定了经济和技术基础。