[发明专利]一种用于秸秆生产乙醇的高效复合菌剂及其制备和应用

说明书

技术领域

 本发明涉及环保技术领域，尤其是一种用于秸秆生产乙醇的高效复合菌剂及其应用方法。

背景技术

伴随一次性化石燃料资源的渐趋枯竭、能源及资源的日趋紧张, 如何高效综合利用和消化可再生能源——生物质能源已成为世界各国普遍关注的话题。微生物发酵生产燃料乙醇作为一种可再生能源，己经引起了人们的高度重视。现阶段，国内外燃料乙醇的大规模生产都是以糖质和淀粉质农作物如甘蔗、糖蜜、木薯、玉米为原料。在我国，则主要以玉米、陈化的小麦和稻谷为原料，这对于我国本来食物就相对匮乏的国情而言无疑又是一个沉重的负担，而与之相对的是以农作物秸秆为代表的木质纤维素类生物质资源十分丰富，这些物质大部分未能被有效利用，既浪费了资源，又造成了环境污染。若能采用适宜的技术将这些秸秆类生物质资源转化为乙醇将带来不可估量的价值。目前，利用秸秆生产乙醇的方法对设备的要求较高、能耗较大且存在运行成高、对环境影响大的缺陷；相比之下，生物处理法能耗小，对环境友好，但存在降解效率低的缺点。所以，培育新型产乙醇高效复合菌剂极为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于秸秆生产乙醇的高效复合菌剂及其应用方法，该方法通过微生物协同效应，提高了秸秆乙醇的生产效率，实现废弃物循环再利用。

本发明的技术方案：

一种用于秸秆生产乙醇的高效复合菌剂，由I号菌剂和II号菌剂组成复合菌剂，I号菌剂由木霉、青霉、曲霉和放线菌中的一种或两种以上任意比例组成；II号菌剂由酿啤酒酵母、汉逊酵母和假丝酵母中的一种或几种组成两种以上任意比例组成；复合菌剂中I号菌剂的质量百分比为50-70﹪。

一种所述用于秸秆生产乙醇的高效复合菌剂的制备方法，步骤如下：

1）将各单株菌分别在相应培养基中接种后，于40℃摇床中170 rpm下振荡培养36-72 h，然后稀释成各单株菌菌液；

2）将上述各单株菌菌液按照复合菌剂中I号菌剂和II号菌剂的质量比进行混合，制得复合菌剂。

一种所述用于秸秆生产乙醇的高效复合菌剂的应用方法，步骤如下：

1)将秸秆粉碎成粒径0.5-0.8cm的秸秆碎末；

2)将上述秸秆碎末用离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑醋酸盐（AMIMOAc）浸泡5-6 h，秸秆碎末与离子液体质量比为1:20-25，得到混合物；

3)将上述混合物在12000r/min转速下离心10min，固液分离后取上清液；

4)向上清液中按体积比1:5-10加入营养液并混合均匀，然后将水相与离子液体相分离，取水相作为发酵底物；

5)在上述发酵底物中喷入用于秸秆生产乙醇的高效复合菌剂得到混合体系，复合菌液与发酵底物质量比为1: 3-7，混合体系中菌体浓度为3×10⁷ - 5×10⁸cfu/ml；

6)将上述混合体系发酵12-24h，过滤后将滤液经旋转蒸发仪78℃水浴条件下减压蒸馏，即可得到产物乙醇。

所述营养液的组分为：葡萄糖2.0%、马铃薯10%、硫酸锰0.5%、硫酸镁0.5%、氯化钙0.1%、硫酸亚铁0.1%，其余为水，pH为7.4。

本发明的优点和有益效果是：

1.本发明采用1-烯丙基-3-甲基咪唑醋酸盐（AMIMOAc）浸泡处理秸秆粉末，其对纤维素的溶解能力强且易于回收、不会挥发，可有效地从稻草秸秆中提取纤维素，且不会造成资源过度浪费；

2.本发明采用微生物复合菌剂协同发酵生产乙醇，不同微生物在降解中分泌互补性酶，在代谢中使底物得到充分降解，从而提高工业发酵过程的效率；

3.本发明所需设备简单，工艺简便，且不会造成环境危害，实现了秸秆乙醇生产的高效率，提高生物质资源利用效率，解决了农作物秸秆难于降解、再利用的难题，具有极其深远的社会意义和经济价值。

具体实施方式

本发明通过以下实施例进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。

实施例1：

一种用于秸秆生产乙醇的高效复合菌剂，由I号菌剂和II号菌剂组成复合菌剂，I号菌剂由木霉、青霉和曲霉组成，木霉、青霉和曲霉的质量比为1:1:1；II号菌剂由酿啤酒酵母和汉逊酵母组成，酿啤酒酵母和汉逊酵母的质量比为2:1；复合菌剂中I号菌剂的质量百分比为50﹪。

该用于秸秆生产乙醇的高效复合菌剂的制备方法，步骤如下：