[发明专利]一种生产生物丁醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及发酵技术领域，尤其涉及一种生产生物丁醇的方法。

背景技术

丁醇是重要基础化工原料，可合成一系列重要化工产品，如醋酸丁酯、丙烯酸丁酯和邻苯二甲酸二丁酯以及脂肪族二元酸丁酯类增塑剂等，可用作树脂、油漆、黏结剂的溶剂，油脂、药物和香料的萃取剂及涂料的添加剂等。

目前，国内外丁醇主要通过石油化工合成，因为石油为不可再生资源，国际发酵法生产丁醇成为未来发展的必然趋势。但是传统的发酵法生产丁醇主要以粮食为原料，成本较高，约占总成本的60％，而且容易造成粮食资源的紧张。因此，寻找到一种廉价的非粮生物质原料已经迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是提供一种以面粉深加工废水为主要原料生产生物丁醇的方法。

本发明采用的技术方案是：

一种生产生物丁醇的方法，

将面粉深加工废水为主要原料，加入60-80℃温水调浆至淀粉含量为6％-8％，补充氮源，将淀粉与总氮的比例控制在(50-60)∶1，搅拌均匀，用液碱将pH调至6.5-7；

然后将温度控制在85-95℃进行糊化50-90min，再依次进入消毒塔、维持罐，温度控制在130℃左右进行连消1-3h；

再经过螺旋板冷却至36-42℃后输送至种母罐，接入6L瓶菌种，待种母培养12-24h，达到对数生长期后期，活力为1min-2min，达到该倒种条件后，压入发酵罐，在36-39℃时连续发酵50-60h，将发酵成熟醪进行蒸馏；

再依次泵入丁醇塔、丙酮塔、乙醇塔进行精馏，获得生物丁醇、丙酮以及副产物乙醇。

作为本发明的进一步改进，将面粉深加工废水为主要原料加入60-80℃温水调浆至淀粉含量为6％-8％后，再按面粉浆液与6-8％的木薯粉浆液体积比为2∶1-9∶1的比例加入该木薯粉浆液，然后再补充氮源。

进一步的，所述氮源为玉米浆、玉米黄浆、玉米黄浆粉、豆粕、豆饼粉、麸皮、米糠、酵母粉、蛋白胨、硫酸铵、氯化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸二氢铵以及磷酸氢二铵中的任何一种或组合物。

更进一步的，所述菌种为丙酮丁醇梭菌。

本发明淀粉含量的测定采用斐林法，总氮采用凯氏定氮法测定。由于面粉深加工行业废水中主要含有淀粉、可溶性蛋白质、戊聚糖、纤维糖、灰分、无机盐等，是一种优良的生产生物丁醇的非粮原料，还有目前我国的小麦淀粉、谷朊粉等面粉深加工行业每年都要排放大量的废水，按我国目前的工艺水平，生产1吨淀粉，高浓度有机废水的排放量在5-12吨，在食品行业中，总排放量占首位，而且绝大多数中小型面粉深加工厂没有对这些废水进行有效地处理，甚至直接排放，不仅是资源的极大浪费，而且引起严重的环境污染，所以采用面粉深加工废水为主要原料，不但实现了废物的再利用，有效解决了面粉深加工行业资源再利用及污染问题，也提高企业经济效益，具有良好经济社会效益。

面粉深加工废水经过加入氮源，并对工艺条件进行优化，经过消配、发酵、蒸馏、精馏获得生物丁醇等产品，与传统的发酵法生产丁醇工艺相比，节省了粉碎、除尘等工序，节省了能耗，同时与粮食等原料相比，面粉深加工废水的成本仅为粮食的1/6，节约了原料成本。

本发明的优点是：原料成本低，工艺简单，具有良好的经济和社会效益。

具体实施方式

实施例1

将面粉深加工废水，加入60-80℃温水调浆至淀粉含量在6％，再加入淀粉干重8％的玉米浆，使得淀粉与总氮的比例控制在(50-60)∶1，搅拌均匀，用液碱将pH调至6.5，在85-95℃温度下进行糊化50-90min，在进入消毒塔的维持罐在130℃下连消1h，过螺旋板冷却至36-42℃后输送至种母罐，接入6L瓶的丙酮丁醇梭菌菌种，待种母培养12-24h，达到对数生长期后期，活力为1min-2min，达到该倒种条件后，压入发酵罐，在36-38℃下连续发酵50h，取样测定残糖、总溶剂。利用菲林法测得残糖为0.46％，总溶剂为21.6g/L，其中丁醇为15.12g/L。

实施例2：