[发明专利]一种分离纯化丁醇和丙酮的装置及方法

权利要求书

1.一种分离纯化丁醇和丙酮的装置，是一种气提-渗透气化耦合提纯装置与发酵装置偶联的装置，其特征在于，装置包括两部分：发酵装置和气提-渗透气化耦合提纯装置；

发酵装置由种子培养罐（1）、泵G（13）、生物反应器（2）、泵A（4）和细胞固定化装置（3）连接而成；

气提-渗透气化耦合提纯装置包括气提冷凝装置和渗透气化冷凝装置；气提冷凝装置由冷凝管（8）、冷凝液储罐A（9）、低温冷却恒温槽（10）、泵B（5）、泵C（6）和泵E（11）组成；渗透气化冷凝装置由泵D（7）、恒温加热器（14）、储罐A（15）、膜池（16）、储罐B（17）、真空泵（19）、冷阱（18）、泵F（12）和冷凝液储罐B（20）连接而成。

2.权利要求1所述的装置用于分离纯化丁醇和丙酮的方法，该方法先在种子培养罐中培养丙酮丁醇生产菌，在发酵装置中用丙酮丁醇生产菌生产丁醇和丙酮；再采用气提-渗透气化耦合提纯装置从发酵液中在线分离纯化丁醇和丙酮；其特征在于：

气提用发酵过程中丙酮丁醇生产菌产生的气体，将气体通入发酵装置中形成气泡，对丙酮丁醇生产菌发酵液中的丁醇和丙酮进行气提，通过冷凝装置冷凝气提得到的丁醇和丙酮；再使用渗透气化膜提纯丁醇和丙酮，渗透气化冷凝过程的原料液为气提冷凝过程得到冷凝液的下层水相；渗透气化膜的透过液，冷凝回收或直接进入下一级分离装置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的渗透气化膜为疏水有机膜或有机无机混合膜。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，丙酮丁醇生产菌为丙酮丁醇梭菌、拜氏梭菌、大肠杆菌或酪丁酸梭菌。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，发酵装置包括细胞固定化装置，其中使用的吸附材料选自木块、陶瓷、海绵、毛巾、树脂、活性碳、沸石中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，丙酮丁醇生产菌发酵装置包括细胞固定化装置，其中使用的吸附材料选自木块、陶瓷、海绵、毛巾、树脂、活性碳、沸石中的至少一种。

7.根据权利要求2或3或6所述的方法，其特征在于，气提冷凝过程的原料液温度为发酵温度，冷凝温度为-15 - +15℃；渗透气化冷凝过程的原料液温度为+20 - +100℃，装置冷凝或液氮直接冷凝，装置冷凝时温度为-30 - +15℃，真空度为5 – 200kPa。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，气提冷凝过程的原料液温度为发酵温度，冷凝温度为-15 - +15℃；渗透气化冷凝过程的原料液温度为+20 - +100℃；装置冷凝或液氮直接冷凝，装置冷凝时温度为-30 - +15℃，真空度为5 – 200kPa。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，气提冷凝过程的原料液温度为发酵温度，冷凝温度为-15 - +15℃；渗透气化冷凝过程的原料液温度为+20 - +100℃；装置冷凝或液氮直接冷凝，装置冷凝时温度为-30 - +15℃，真空度为5 – 200kPa。