专利名称：一种生产生物丁醇的方法
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—8(TC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。C进行糊化50-90min，再依次进入消 毒塔、维持罐，温度控制在13(TC左右进行连消1-3h;
再经过螺旋板冷却至36—42'C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lmin-2min，达到 该倒种条件后，压入发酵罐，在36-39。C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'C温水调浆至淀粉含量为6%—8%后，再按面粉桨液与6—8% 的木薯粉浆液体积比为2: l—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t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。
具体实施例方式
实施例1
将面粉深加工废水，加入60-8(TC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。C温度下进行糊化 50-90min，在进入消毒塔的维持罐在13(TC下连消lh，过螺旋板冷却 至36—42。C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lmin-2min，达到该倒 种条件后，压入发酵罐，在36-38。C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15.12 g/L。实施例2:
将面粉深加工废水，加入60-80。C温水调浆至淀粉含量在7%，加 入淀粉干重7%的磷酸氢二铵，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。在85—95。C温度下进行糊化 50-90min，在进入消毒塔、维持罐在13(TC下连消1. 5h，过螺旋板冷 却至36—42'C后输送至种母罐，接入6L瓶的丙酮丁醇梭菌菌种，待 种母达到该倒种条件后，压入发酵罐，在36-3『C下连续发酵55h, 取样测定残糖、总溶剂。利用菲林法测得残糖为0.52%，总溶剂为 18. 63g/L，其中丁醇为13. 04 g/L。
实施例3:
将面粉深加工废水，加入60-80'C温水调浆至淀粉含量在8%，同 时按面粉浆液与7%的木薯粉浆液体积比为9: 1的比例加入7%的木薯 粉浆液，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'C温 度下进行糊化50-90min，在进入消毒塔、维持罐在13(TC下连消3h, 过螺旋板冷却至36—42'C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 lmin-2min，达到该倒种条件后，压入发酵罐，在36-38X:下连续发 酵60h，取样测定残糖、总溶剂。利用菲林法测得残糖为0.52%，总 溶剂为21. 87g/L，其中丁醇为15.10 g/L。
实施例4
将面粉深加工废水，加入60-8(TC温水调浆至淀粉含量在8%，同时按面粉浆液与7%的木薯粉浆液体积比为2: 1的比例加入7%的木薯 粉浆液，再加入淀粉干重8%的玉米黄浆，使得淀粉与总氮的比例控 制在(50~60): 1，搅拌均勾，用液碱将pH调至6.5。其余同实施 例3。
实施例5
将面粉深加工废水，加入60-80。C温水调浆至淀粉含量在8%，同 时按面粉浆液与7%的木薯粉浆液体积比为6: 1的比例加入7%的木薯 粉浆液，再加入淀粉干重8%的玉米黄浆，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。其余同实施 例3。
本发明中加入的氮源还可以是玉米浆、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。
权利要求
1、一种生产生物丁醇的方法，其特征是将面粉深加工废水为主要原料，加入60-80℃温水调浆至淀粉重量含量为6％-8％，补充氮源，将淀粉与总氮的重量比例控制在(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。
2、 根据权利要求1所述的一种生产生物丁醇的方法，其特征是将面 粉深加工废水为主要原料加入60 — 8(TC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: l—9: 1 的比例加入该木薯粉浆液，然后再补充氮源。
3、 根据权利要求1所述的一种生产生物丁醇的方法，其特征是所述 氮源为玉米浆、玉米黄浆、玉米黄桨粉、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。
4、 根据权利要求1所述的一种生产生物丁醇的方法，其特征是所述菌种为丙酮丁醇梭菌。
全文摘要
本发明涉及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。本发明优点成本低，工艺简单，经济效益好。
文档编号C12P7/16GK101624606SQ20091018315
公开日2010年1月13日 申请日期2009年8月10日 优先权日2009年8月10日
发明者波 唐, 温志明, 王振京 申请人:江苏联海生物科技有限公司