[发明专利]一种高效气提耦合发酵制备丁醇的装置和方法

权利要求书

1.一种高效气提耦合发酵制备丁醇的装置，其特征在于，它包括温控循环水浴（1）、发酵罐（2）、树脂柱（3）、补料罐（5）、通气滤器（6）、气体循环器（7）、气体流量计（8）、葛式冷凝器（9）、收集器（10）和气提罐（11）；

其中，

气提罐（11）通过管道与补料罐（5）连通；

气提罐（11）底部内置气体分布器；

葛式冷凝器（9）内管顶部一方面通过管道依次顺序与气体流量计（8）、气体循环器（7）、气体分布器连通，另一方面通过管道与树脂柱（3）连通；葛式冷凝器（9）底部与收集器（10）连通，收集器（10）的另一个接口通过管道与气提罐（11）连通收集气提罐（11）内的气体；

气提罐（11）与发酵罐系统连通形成回路，使得发酵液可以在气提罐（11）与发酵罐系统中循环流动；

发酵罐系统由2个以上并联的发酵罐（2）组成，发酵罐（2）内设置吸附材料用于固定化发酵菌株；发酵罐（2）由温控循环水浴（1）控制温度。

2.根据权利要求1所述的高效气提耦合发酵制备丁醇的装置，其特征在于，所述的气体分布器为管式分布器或盘式分布器。

3.利用权利要求1所述装置进行高效气提耦合发酵制备丁醇的方法，其特征在于，将菌株固定化在发酵罐（2）中，将发酵液加入气提罐（11）内，使得发酵液在气提罐（11）和并联的发酵罐（2）内循环流动，气提罐（11）温度控制在37℃～55℃，发酵罐（2）温度控制在35～37℃，补料罐（5）用于补充新鲜的发酵液，开启气体循环器（7），控制气体流速，使得气泡不断从气体分布器鼓出，同时气提罐（11）内产生的气体吸收至收集器（10）中，树脂柱（3）用于防止发酵自产气体夹带的丁醇溢出。

4.根据权利要求3所述的高效气提耦合发酵制备丁醇的方法，其特征在于，控制气体流速使得发酵液中的丁醇浓度保持在6～9g/L。

5.根据权利要求3所述的高效气提耦合发酵制备丁醇的方法，其特征在于，调节补料罐（5）的补料流速，使得发酵液中糖浓度保持在15～25g/L。

6.根据权利要求3所述的高效气提耦合发酵制备丁醇的方法，其特征在于，发酵罐系统中的发酵液体积和气提罐（11）中发酵液体积之比为0.1～10：1。

7.根据权利要求3所述的高效气提耦合发酵制备丁醇的方法，其特征在于，气体循环器（7）所使用的气体为丁醇生产菌发酵过程的自产气体。

8.根据权利要求3所述的高效气提耦合发酵制备丁醇的方法，其特征在于，菌株固定化在发酵罐（2）中，采用分别对单个发酵罐（2）实现固定化后再组装的方式，或者采用对并联的发酵罐（2）同时实现固定化后再组装的方式。