[发明专利]一种以木质纤维素类生物质为原料发酵制备生物丁醇的方法

权利要求书

1.一种以木质纤维素类生物质为原料发酵制备生物丁醇的方法，其特征在于该方 法包括如下步骤：

(1)采用稀酸水解木质纤维素类生物质制备多组分糖液；

(2)通过膜分离和吸附分离方法对多组分糖液进行脱毒处理；

(3)通过膜分离方法对多组分糖液进行灭菌处理，再通过高温蒸汽对不包含碳源的 发酵培养基进行灭菌处理，最后将灭菌后的多组分糖液和不包含碳源的发酵培养基组合 配制成发酵培养基；

(4)将丁醇生产菌接种至步骤(3)得到的发酵培养基中，发酵制备生物丁醇；

(5)将步骤(4)得到的发酵液经固液分离处理，液体经蒸馏得到丁醇、丙酮和乙 醇；

步骤(2)中，所述的膜分离方法所采用的膜为陶瓷超滤膜或有机超滤膜，超滤膜 截留分子量为1500～5000道尔顿；膜分离操作条件为：操作压力0.2～0.5Mpa，pH4.0～6.0， 操作温度15～35℃；对膜分离后的糖液继续采用吸附分离的方法脱毒，吸附脱毒结束后， 需过滤去除吸附剂，吸附剂经再生重复使用；所采用的吸附剂为树脂或活性炭，其中树 脂吸附的操作条件为：pH4.0～6.0，温度15～35℃，采用固定床吸附，处理的糖液体积为 树脂床层体积的10～30倍；活性炭吸附操作条件为：pH4.0～6.0，温度30～50℃，活性炭 用量0.5～3.0％(w/v)，搅拌吸附15～40min，活性炭吸附结束后需经过滤处理得到脱毒后 的多组分糖液；

步骤(3)中，所述的膜分离方法所采用的膜为微滤膜或超滤膜，材质为有机膜或 无机膜，其中，微滤膜孔径为0.1～0.2um，超滤膜截留分子量为5000～10000道尔顿。

2.根据权利要求1所述的以木质纤维素类生物质为原料发酵制备生物丁醇的方法， 其特征在于所述的木质纤维素类生物质为玉米秸秆、玉米芯、玉米皮、稻草、麦草、甘 蔗渣和锯木粉中的任意一种或几种。

3.根据权利要求1所述的以木质纤维素类生物质为原料发酵制备生物丁醇的方法， 其特征在于步骤(1)中，所述的稀酸水解采用的稀酸为1～3％(v/v)的硫酸溶液或盐酸溶 液，木质纤维素类生物质与稀酸的料液比为10～20％(w/v)，水解温度为110～130℃，水 解时间为30～180min，水解完成后经离心或过滤，清液加碱中和，再经浓缩即得多组分 糖液。

4.根据权利要求1所述的以木质纤维素类生物质为原料发酵制备生物丁醇的方法， 其特征在于步骤(3)中，所述的发酵培养基为pH5.5～7.0的含有碳源、氮源及无机盐 的液体培养基，并添加维生素；其中碳源为多组分糖液，培养基中的总糖浓度为 40～70g/L；氮源为有机或无机含氮化合物，其中无机含氮化合物为乙酸铵和硫酸铵中的 任意一种或几种，有机含氮化合物为蛋白胨、酵母膏、酵母粉、玉米浆和尿素中的任意 一种或几种；无机盐为钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、磷酸盐、锰盐和铁盐中的任意一种或 几种；维生素为生物素、硫胺素和对氨苯甲酸中的任意一种或几种。

5.根据权利要求1所述的以木质纤维素类生物质为原料发酵制备生物丁醇的方法， 其特征在于步骤(4)中，所述的丁醇生产菌为梭状芽孢杆菌Clostridium。

6.根据权利要求1所述的以木质纤维素类生物质为原料发酵制备生物丁醇的方法， 其特征在于步骤(4)中，发酵条件为：厌氧，发酵温度30～40℃，发酵时间48～84h。

7.根据权利要求1所述的以木质纤维素类生物质为原料发酵制备生物丁醇的方法， 其特征在于步骤(5)中，所述的固液分离处理为板框压滤、离心过滤和真空过滤中的 任意一种或几种的组合。