专利名称：用植物废料生产有机溶剂的工艺方法
技术领域：
本发明涉及植物废弃料的综合利用，更详细地说是关于以含淀粉、糖份、纤维素成份之植物废弃料，用生物发酵工程生产有机溶剂及付产饲料的工艺方法。
一般在国防、化学、轻工等工业大量使用的化工有机溶剂、如丁醇、丙酮、乙醇等，主要是以原油为原料经裂解、合成而制得。然而由于地球中石化资源的有限性、不可再生性及采掘成本的提高，致使目前在工业上大量使用的丁醇、丙酮、乙醇等有机溶剂成本昂贵，对相关工业造成很大影响和困扰。由于植物资源是大量的、可再生的资源，因此1914年美国的伍兹曼尼发明了利用谷类、糖蜜等为原料，用生物发酵工程的方法制造丁醇、丙酮、乙醇等有机溶剂。然而谷类为人类及一般动物的食粮，且价格甚高，糖蜜亦有其它经济用途，并非廉价能取得，因此导致生产成本高，随着世界人口的增长，人类对谷类的需求也会越来越大。
鉴此，本发明人经过锐意地研究，以丰富的含有淀粉、糖份、纤维素之植物废弃料，如水果果皮、甘蔗渣、树薯、废弃水果等为原料，经过生物工程的发酵作用可以制造出丁醇、丙酮、乙醇等有机溶剂，至此完成了本发明。
本发明的目的就是提供一种以废弃的植物原料，经生物工程的发酵处理，而生产丁醇、丙酮、乙醇等有机溶剂和饲料的工艺方法。
本发明的第二个目的是提供一种耐高温、有机溶剂转化率高的微生物，而使大量的植物废弃料能得到综合利用，这样即能减少植物废弃料对环境的污染及对社会造成的公害，又能降低生产的成本，进而提高企业的经济效益。
为了达到上述目的，本发明是这样实现的
(a)在重量浓度为3～6%的玉米醪中接种ClostridiumBut-anoiacetonicusG.V(Guard-Vim)菌种，(b)经嫌气培养13-17小时发芽后，经24小时完全繁殖，再在100℃温度下预以加热处理，(c)将加热处理后的菌种接种于3～6%重量浓度的糖蜜中培养，(d)在糖蜜中培养的菌种，再与经处理的植物废弃料、无机营养物、有机营养物进行发酵，(e)发酵工程后的醪，经过蒸馏工程、分馏工程，可得到丁醇。丙酮、乙醇等有机溶剂，残渣、残液浓缩处理后得到饲料。
本发明中的菌种嫌气培养的条件是真空度为20～30mmHg柱，温度为32～38℃，嫌气培养的时间为13～17小时。
在进行发酵后种菌量与发酵醪之比例为1∶15至1∶50。一般最好是1∶20至1∶30。
在本发明中使用的菌种之培养，是用甘蔗根、玉米根等废料，在温度为220℃进行高温杀菌，使220℃以下之菌种死亡，而对耐高温220℃以上之菌种加以培养。
本发明对发酵后的醪，是以连续方式进行蒸馏处理，以取得水与有机溶剂约为50∶50的粗馏液，再经分馏塔分馏以取得丁醇、丙酮、乙醇等有机溶剂。
对经过蒸馏塔处理所得到的粗馏液，是导入精馏塔中进行等温分馏。
对蒸馏后的残渣、残液等通过浓缩干燥可得到用于禽蓄的饲料。
本发明运用能耐220℃之高温的蔗根、玉米根中的菌种经嫌气培养，能将FADH2(Flavin为一种黄色有机酸)与NADH2(Nicotinamide硫胺类菸碱酸)等进行氢递体，即FADH2，NADH2进行氢传递后失去氢(H2)，而形成FAD、NAD等状态，再经过氧化作用形成高能碳氢化合物，最后再产生丁醇、丙酮、异丙醇、乙醇等有机溶剂，由于可使用植物废弃料为发酵原料，即能节省大量地谷物，降低生产成本，而且设备无苛刻要求，操作方便，所以可广泛地应用于发酵工业的生产过程中。
为了更好地说明本发明，下面通过实施例予以进一步说明。
实施例1在重量浓度为1%的玉米醪中接种于从玉米根中取得的耐高温的ClostridiumButanoiacetonicusG.V(Guard-Vim)菌种，经嫌气培养14小时后，再予以24小时的完全繁殖，再在100℃加热2分钟，再接种于含重量浓为4%的糖蜜中更新培养及嫌气培养，经24小时后移于发酵槽中发酵，为了使其可以很好地发酵，加入无机营养物的尿素、磷酸铵、硫酸铵，加入有机营养物，这时发酵产生之气体可自力保持在嫌气状态，此时加入经粉碎，蒸煮或加稀硫酸水制成糊精、麦芽糖，再经高温、高压处理而转化成葡萄糖的香蕉皮，再在35℃经发酵72小时，即得发酵醪。
将此发酵醪进行蒸馏、分馏等，即可得丁醇、丙酮、异丙醇、乙醇。
本实施例1的转化率在80%以上。
在分馏塔中各层温度与压力为表1所示实施例2除使用甘蔗渣为原料外，其它条件同实施例1。
表1
附图的说明
图1是以植物废弃料为原料发酵制造有机溶剂工艺流程图。
权利要求
1.一种以植物废弃料中淀粉、糖份、纤维素为原料生产有机溶剂的工艺方法，其特征是(a)在重量浓度为3～6%的玉米醪中接种ClostridiumBut-anoiacetonicusG.V(Guard-Vim)菌种，(b)经嫌气培养13-17小时发芽后，经24小时完全繁殖，再在100℃温度下预以加热处理，(c)将加热处理后的菌种接种于3～6%重量浓度的糖蜜中培养，(d)在糖蜜中培养的菌种，再与经处理的植物废弃料、无机营养物、有机营养物进行发酵，(e)发酵工程后的醪，经过蒸馏处理工程、分馏工程，得到有机溶剂，残渣、残液浓缩处理后得到饲料。
2.根据权利要求1所述的以植物废弃料中淀粉、糖份、纤维素为原料生产有机溶剂的工艺方法，其中经过嫌气培养的特征是真空度为20～30mmHg柱，温度为32～38℃，时间为13～17小时。
3.根据权利要求1所述的以植物废弃料中淀粉、糖份、纤维素为原料生产有机溶剂的工艺方法，其特征是发酵后菌量与发酵醪之比例为1∶15至1∶50。
4.根据权利要求1所述的菌种之培养，其特征是用甘蔗根、玉米根等废料，在温度为220℃进行高温杀菌，使220℃以下之菌种死亡，而对耐高温220℃以上菌种加以培养。
5.根据权利要求1所述的发酵后的醪，其特征是以连续醪蒸馏处理，以取得水与溶剂约为50∶50的粗馏液，再经分馏塔分馏以取得丁醇、丙酮、乙醇等有机溶剂。
6.根据权利要求1所述经过蒸馏塔处理所得到的粗馏液，其特征是导入精馏塔中进行等温分馏。
全文摘要
一种以植物废弃料生产有机溶剂的工艺方法，主要是以Clostridium Butanoiacetonicus G.V(Guard-Vim)接种于调配而成的发酵醪中，凡含淀粉、糖份、纤维素成份的植物废弃料，如果皮、蔗渣、腐烂水果等经菌种分解后，经蒸馏可分馏出丁醇、丙酮、乙醇、异丙醇等有机溶剂，有生产成本低、工艺简便、废物利用等优点，可以广泛使用于用发酵的方法制取上述有机溶剂的生产过程中，而且还可以得到优质饲料。
文档编号C12P1/00GK1043956SQ8810920
公开日1990年7月18日 申请日期1988年12月31日 优先权日1988年12月31日
发明者孙书敏 申请人:孙书敏