一种利用玉米秸秆水解液燃料丁醇的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用玉米秸秆水解液燃料丁醇的方法，本发明专利技术通过在发酵培养基中添加玉米秸秆水解液，使用丙酮丁醇梭菌对其进行燃料丁醇发酵。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发酵
，具体涉及一种利用玉米秸杆水解液燃料丁醇的方法。
技术介绍
能源是工业发展的基础，随着世界人口的增加和工业化程度的提高，能源的消耗也在逐年增加。由于石油资源的有限性，寻找替代石油的新型能源引起了科学家们的广泛兴趣。丙酮丁醇是一种可以通过糖发酵获得的可再生能源。目前生物法生产的丙酮丁醇主要来自糖类和淀粉发酵，面对世界人口的急剧膨胀和粮食短缺，用粮食生产丁醇的发展将受到限制。丙酮丁醇发酵曾是仅次于酒精发酵的第二大发酵过程，但是，从20世纪50年代开始，由于石油工业的发展，丙酮丁醇发酵工业受到冲击，逐渐走向衰退。丙酮丁醇发酵产物的主要成分为丙酮、丁醇和乙醇(简称总溶剂,ABE)其质量分数之比基本符合3 6 I的比例。与乙醇相比，丁醇(占丙酮丁醇发酵总产物60%以上)具有能量密度和燃烧值高、蒸汽压低、易与汽油混合等优点，使得生物丁醇发酵重新引起了人们的极大重视，成为生物质能源研究开发的热点之一。传统的丙酮丁醇发酵以淀粉、糖蜜为主要原料，原料成本占丙酮丁醇发酵总成本的60%以上，成为 影响生物丁醇价格的主要因素之一。在粮食短缺与能源危机的双重威胁下，探索纤维质原料生产燃料丁醇成为生物质能源发展战略的重要组成部分。
技术实现思路
本专利技术提供了一种利用玉米秸杆水解液燃料丁醇的方法，本专利技术通过在发酵培养基中添加玉米秸杆水解液，使用丙酮丁醇梭菌对其进行燃料丁醇发酵。1. 一种利用玉米秸杆水解液燃料丁醇的方法，其特征在于通过在发酵培养基中添加玉米秸杆水解液，使用丙酮丁醇梭菌对其进行燃料丁醇发酵。2.步骤I所述的玉米秸杆水解液，添加2%的稀硫酸，料液比为1:5，121°C水解2h，Ca (OH) 2中和至pH值4. 5，抽滤后待用。3.步骤I所述的发酵培养基为10 mL/L经0. 22 Um微孔滤膜过滤的贮存溶液(KH2PO4 50 g/L, K2HPO4 50 g/L，乙酸铵 220 g/L ;对氨基苯甲酸 0.1 g/L，VB 10.1 g/L, VH0.001 g/L ;MgS04 7H20 20 g/L，MnSO4 H2O lg/L，FeSO4 7H20 I g/L，NaCl I g/L)。4.步骤I所述的最佳接种量为9%。5.步骤I所述的最佳初始pH 6. O。6.步骤I所述的最佳糖浓度为8%。7.步骤I所述的最佳麸皮添加量为1. 5 g/L。本专利技术通过在发酵培养基中添加玉米秸杆水解液，使用丙酮丁醇梭菌对其进行燃料丁醇发酵，以期为纤维丁醇的工业化生产提供重要依据。附图说明图1不同接种量对丁醇发酵的影响。图2不同pH值对丁醇发酵的影响。图3不同糖浓度对丁醇发酵的影响。图4不同氮源浓度对丁醇发酵的影响。具体实施例方式下面的实施例对本专利技术作详细说明，但对本专利技术没有限制。本专利技术所用的菌株为丙酮丁醇梭菌CICC 8016，保藏于中国工业微生物菌种保藏管理中心。实施例1 本实施案例说明不同接种量对丁醇产量的影响，为探讨不同接种量对丁醇产量的影响，使用不同接种量进行丁醇发酵，结果如图1所示。由图1可知，将活化24 h的玉米醪试管菌种，按不同接种量接种于100 mL发酵培养基中，静置发酵72 h后测定发酵醪液中的总溶剂含量，当接种量为9%时，丁醇产量最高，丙酮、乙醇、丁醇的产量分别为1. 32、0. 28和3. 6 g/L，总溶剂为5.2 g/L。实施例2 本实施 案例说明不同PH值对丁醇产量的影响，为探讨不同pH值对丁醇产量的影响，使用不同PH值进行丁醇发酵，结果如图2所示。调整发酵培养基的初始pH值，在总容积为150mL的三角瓶中装100 mL培养基，按10%的接种量发酵72 h，结果如图2所示。当初始pH值为6时产物的浓度达到最高，丁醇产量为4. 07 g/L，总溶剂为6. 24 g/L。因此选取pH值6为最适发酵初始pH值。实施例3 本实施案例说明不同糖浓度对丁醇产量的影响，为探讨不同糖浓度对丁醇产量的影响，使用不同糖浓度对丁醇发酵，结果如图3所示。为了研究碳源浓度对丁醇发酵的影响，将玉米秸杆水解液的浓度调整为20. 0 g/L (其中木糖9. 4 g/L)，并在水解液中加入不同浓度的葡萄糖使总的碳源浓度为4%、6%、8%、10%和12%，结果如图3所示。由图3可知，随着碳源浓度的逐渐增加，总溶剂和丁醇的产量也逐渐升高，当碳源浓度为8%时，总溶剂和丁醇产量最高，随着碳源浓度的继续升高，溶剂产量又随之减小，到12%以上时，溶剂产量比对照低，说明菌体在较高糖浓度条件下不能正常生长代谢。与对照相比，随着碳源添加量的增大，残糖含量尤其是残木糖含量随之增大，糖总溶剂及糖丁醇转化率也随之降低，当碳源浓度为4%时，残糖含量为3. 49 g/L，而当碳源浓度为6%时，残糖含量可达到15. 43 g/L(图3)，因此在发酵过程中未额外添加碳源。实施例4 本实施案例说明不同氮源浓度对丁醇产量的影响，为探讨不同氮源浓度对丁醇产量的影响，使用不同氮源浓度对丁醇发酵，结果如图4所示。添加麸皮作为有机氮源，是因为这些有机氮源可能含有菌体的生长因子，能够促进菌体的代谢生长，从而产生较多的溶剂，另外，麸皮价格低廉，可以使发酵生产成本降低。将麸皮按照不同的比例加入到100 mL发酵培养基中作为氮源进行发酵，由图4可以看出，添加量为1. 5 g/L时总溶剂`和丁醇的产量均达到最大，分别为5. 79 g/L和3. 64 g/L。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用玉米秸秆水解液燃料丁醇的方法，其特征在于通过在发酵培养基中添加玉米秸秆水解液，使用丙酮丁醇梭菌对其进行燃料丁醇发酵。

【技术特征摘要】
1.一种利用玉米秸杆水解液燃料丁醇的方法，其特征在于通过在发酵培养基中添加玉米秸杆水解液，使用丙酮丁醇梭菌对其进行燃料丁醇发酵。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于玉米秸杆水解液，添加2%的稀硫酸，料液比为1:5，121°C水解2 h，Ca(OH)2中和至pH值4. 5，抽滤后待用。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发酵培养基为10mL/L经0.22 y m微孔滤膜过滤的贮存溶液KH2PO4 50 g/L，K2HPO4 50 g/L，乙酸铵220 g/L...

【专利技术属性】
技术研发人员：金雅新，
申请(专利权)人：太仓市茂通化建有限公司，
类型：发明
国别省市：