本发明涉及1,3-丙二醇发酵领域，具体地，涉及一种1,3-丙二醇的发酵液的制备方法、一种1,3-丙二醇发酵液的处理方法、由前述处理方法得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体以及菌体降解清液在制备水溶肥中的应用、一种水溶肥的制备方法和由该方法得到的水溶肥。
背景技术：
：1,3-丙二醇(1,3-propanediol)是一种重要的化工原料，可用于材料、溶剂、润滑剂和抗冻剂等行业，尤其是在材料行业，1,3-丙二醇可用于合成聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)。PTT是一种性能优异的生物可降解的聚酯材料，具有良好的延展性和水洗性，在纺织、塑料等方面具有广阔的应用前景，市场需求巨大。1,3-丙二醇可以通过多种方式制备得到。其中，微生物法发酵甘油生产1,3-丙二醇的方法条件温和且高效，受到越来越多的关注。微生物发酵甘油生产1,3-丙二醇的过程中，除了生成1,3-丙二醇外，还会生成乳酸、乙酸和琥珀酸等有机酸副产物。因此，需要使用中和剂调节发酵液的pH。目前的微生物发酵生产1,3-丙二醇的方法，使用的中和剂多为氢氧化钠(CN1763210A；CN101182552A；CN102443608A)。使用氢氧化钠调节发酵液的pH，会使发酵液中的有机酸生成有机酸钠盐，其浓度一般为20-50g/L。从发酵液中提取1,3-丙二醇后，发酵废液中会剩余大量的副产物有机酸钠盐。目前处理有机酸钠盐的方法主要有两种：第一种方法是制作融雪剂，但是喷洒的有机酸钠盐会随融雪进入水体，对环境造成二次污染；第二种方法是对有机酸钠盐进行填埋或焚烧，耗资巨大，不够环保。这两种方法都不符合可持续发展的需求，目前，还没有环保清洁的有机酸钠盐处理方法。另外，微生物发酵甘油生产1,3-丙二醇的过程中，还会得到另一种副产物-菌体，其干重一般为2-10g/L。从发酵液中提取1,3-丙二醇后，会得到大量的菌体浓浆。由于缺少有效的处理和利用方法，菌体浓浆的处理成为微生物发酵甘油生产1,3-丙二醇工艺中的另一个难题。副产物有机酸钠盐和菌体的处理困难且能耗大，增加了1,3-丙二醇生产的成本，也成为1,3-丙二醇生产的环保制约因素，目前的生产工艺，难以实现1,3-丙二醇的清洁生产。因此，开发一种绿色环保高效的1,3-丙二醇的发酵液的制备和处理方法是非常必要的。技术实现要素：本发明的目的是克服现有1,3-丙二醇生产技术中发酵液的处理方法不够环保和彻底的缺陷，提供了一种1,3-丙二醇的发酵液的制备方法、一种1,3-丙二醇发酵液的处理方法、一种水溶肥的制备方法和由该方法得到的水溶肥。第一方面，本发明提供了一种1,3-丙二醇的发酵液的制备方法，该发酵液通过微生物发酵甘油得到，在发酵过程中，使用中和剂调节发酵液的pH值，所述中和剂含有50重量％以上的氢氧化钾。第二方面，本发明提供了一种1,3-丙二醇的发酵液的处理方法，该方法包括以下步骤：1)将上述得到的1,3-丙二醇的发酵液进行第一固液分离，得到菌体浓浆和发酵上清液的步骤；2)从步骤1)得到的发酵上清液中分离得到1,3-丙二醇以及含有有机酸钾盐和无机盐的固体的步骤；3)将步骤1)得到的菌体浓浆进行降解，得到菌体降解浓浆的步骤；4)将步骤3)得到的所述菌体降解浓浆进行第二固液分离，得到菌体降解清液和滤渣的步骤；5)将步骤2)得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体与步骤4)得到的所述滤渣混合，用于固态有机肥或者土壤改良剂的生产的步骤。第三方面，本发明提供了一种由上述处理方法得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体以及菌体降解清液在制备水溶肥中的应用。第四方面，本发明提供了一种水溶肥的制备方法，该方法包括使用本发明的处理方法中的含有有机酸钾盐和无机盐的固体以及菌体降解清液作为水溶肥的制备原料，按照水溶肥的生产配方制备水溶肥。第五方面，本发明提供了由上述制备方法制备得到的水溶肥。本发明在传统的微生物发酵甘油生产1,3-丙二醇的工艺中，使用氢氧化钾替代氢氧化钠作为中和剂调节发酵液的pH，使得生产1,3-丙二醇过程中生成的副产物由有机酸钠盐改变为有机酸钾盐，有机酸钾盐含有丰富的钾、磷和水溶性有机物等养分，可作为生产固态有机肥和酸性土壤改良剂的原辅料，在减少化学钾肥使用的同时，降低了生产成本，增加了肥效，对喜钾作物品质的提高具有明显效果，可提高农民收益；有机酸钾盐的碱性，可以在一定程度上降低酸性土壤的酸性或减缓酸度的增加；虽然有机酸钠盐可用作融雪剂，获得一定的经济收益，但会对环境造成二次污染；采用新工艺后，将不会产生二次污染。另一种副产物菌体通过酶解或酸解处理和过滤新工艺后，可得到富含可溶性氨基酸的菌体降解清液和富含菌体蛋白的滤渣；菌体降解清液能将有机酸钾盐和磷酸盐溶解，用作生产水溶肥的原辅料，除可大幅减少化学钾肥和高价格氨基酸的使用外，其完全的水溶性，还可防止水溶肥喷洒过程中堵塞喷孔；富含菌体蛋白的滤渣可以单独或与有机酸钾盐一起，作为生产固态有机肥和酸性土壤改良剂的原辅料。综上所述，本发明在保障微生物发酵甘油生产1,3-丙二醇的条件下，消除了副产物对环境的直接或间接的污染，减少了有机肥、酸性土壤改良肥及水溶肥生产对化学钾肥的需求，大幅度的降低了肥料的生产成本，提高了土壤肥力、农产品品质和农民收益。本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明提供的1,3-丙二醇的发酵液的制备和处理方法的一种优选的实施方式。具体实施方式以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本发明提供了一种1,3-丙二醇的发酵液的制备方法，该发酵液通过微生物发酵甘油得到，其中，在发酵过程中，使用中和剂调节发酵液的pH值，所述中和剂含有50重量％以上的氢氧化钾。在本发明中，所述中和剂可以为本领域的常规含义，指的是用于调节发酵过程中发酵液pH值的物质。由于在微生物发酵甘油生产1,3-丙二醇的过程中，除了生成1,3-丙二醇外，还会生成乳酸、乙酸和琥珀酸等有机酸副产物，所以需要中和剂来调节pH以利于发酵的顺利进行。为了使有机酸盐更有利地进行后续的绿色环保的处理，优选地，所述中和剂含有50-100重量％的氢氧化钾和0-50重量％的氢氧化钠。在本发明中，所述微生物发酵甘油的步骤和条件可以为本领域的常规选择。根据本发明一种优选的实施方式，将微生物接种至甘油发酵培养基中，在发酵罐中进行发酵，使用中和剂调节发酵液的pH，当发酵液中的1,3-丙二醇浓度不再上升时停止发酵，得到1,3-丙二醇的发酵液。所述微生物发酵甘油的条件包括：温度可以为30-37℃，发酵液pH可以为6-7，搅拌速度可以为150-250rpm，通气量可以为0.5-2.0VVM。在发酵生产中，一般以通气比来表示通气量，通常以每分钟内通过单位体积培养液的空气体积比来表示(V/V·min)，简写为VVM。在本发明中，所述甘油发酵培养基的组成可以为本领域的各种发酵制备1,3-丙二醇的发酵培养基，例如可以为CN1763210A、CN101182552A、CN102443608A等专利申请所公开的发酵培养基。根据本发明一种具体的实施方式，本发明中所使用的发酵培养基的组成为：甘油40g，K2HPO4·3H2O3.20g，KH2PO41.20g，NH4Cl2.85g，Na2SO40.28g，MgSO4·7H2O0.10g，柠檬酸0.42g，酵母膏2.00g，微量元素0.3mL，使用蒸馏水补足至1L。微量元素的组成为：ZnCl27.56g，FeCl3·6H2O15.65g，MnCl2·4H2O6.28g，CuCl2·2H2O1.32g，CoCl2·6H2O6.42g，H3BO30.48g，Na2MoO4·2H2O3.22g，使用蒸馏水补足至1L。在本发明中，进行发酵的微生物可以为本领域的常规选择。例如，所述微生物可以为克雷伯氏肺炎杆菌(Klebsiella)、弗氏柠檬菌(Citrobacter)和丁酸梭状芽孢杆菌(Clostridium)中的一种或多种。本发明还提供了一种1,3-丙二醇的发酵液的处理方法，其中，该方法包括以下步骤：1)将上述得到的1,3-丙二醇的发酵液进行第一固液分离，得到菌体浓浆和发酵上清液的步骤；2)从步骤1)得到的发酵上清液中分离得到1,3-丙二醇以及含有有机酸钾盐和无机盐的固体的步骤；3)将步骤1)得到的菌体浓浆进行降解，得到菌体降解浓浆的步骤；4)将步骤3)得到的所述菌体降解浓浆进行第二固液分离，得到菌体降解清液和滤渣的步骤；5)将步骤2)得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体与步骤4)得到的所述滤渣混合，用于固态有机肥或者土壤改良剂的生产的步骤。根据本发明，所述第一固液分离和第二固液分离的方式可以为本领域的常规选择。所述第一固液分离和所述第二固液分离的方式可以相同或不同，所述第一固液分离的方式可以为过滤和/或离心，所述第二固液分离的方式可以为过滤和/或离心。所述过滤可以通过陶瓷膜过滤器进行，所述离心可以使用碟片式离心机进行。根据本发明，在步骤2)中，从发酵上清液中分离得到1,3-丙二醇以及含有有机酸钾盐和无机盐的固体的分离方法可以为本领域的常规选择。例如可以为依次进行浓缩、除盐和精馏。根据本发明一种优选的实施方式，所述发酵上清液进行分离的方法包括以下步骤：通过将所述发酵上清液进行浓缩，然后给料于刮板薄膜蒸发器，从塔顶得到含有1,3-丙二醇以及2,3-丁二醇、甘油和水的液体，从塔底得到含有有机酸钾盐和无机盐的固体。将上述含有1,3-丙二醇以及2,3-丁二醇、甘油和水的液体进行精馏，得到1,3-丙二醇。在本发明中，所述无机盐可以为氮盐和/或磷盐，具体的种类和含量可以根据发酵培养基的组分进行确定。在本发明中，所述步骤3)中的降解方式没有特别的限定，只要能够将菌体浓浆降解并能够被利用即可。根据本发明一种优选的实施方式，步骤3)中的降解方式为酸解和/或酶解。所述酸解包括将所述菌体浓浆与酸进行接触，所述酶解包括将所述菌体浓浆与酶进行接触。根据本发明，所述酸解和酶解的方式可以为本领域的常规选择，例如，所述酸解所使用的酸可以为硫酸、盐酸和硝酸中的一种或多种。优选地，酸解所使用的酸为浓硫酸。更优选地，酸解所使用的酸为80-98重量％的浓硫酸。所述浓硫酸的用量没有特别的限定，只要能够将菌体浓浆降解即可。为了得到更好的降解效果，优选地，相对于100重量份的菌体浓浆，以H2SO4计的浓硫酸的用量为3-5重量份。所述酸解的条件没有特别的限定，可以为本领域的常规选择。例如，所述酸解的条件包括：温度可以为60-120℃，优选为80-100℃；时间可以为10-60小时，优选为26-48小时。根据本发明一种优选的实施方式，所述酶解在搅拌的条件下进行。所述搅拌的转速没有特别的限定，例如可以为50-200rpm，优选为100-200rpm。本发明对于所述酶解所使用的酶的种类没有特别的限定，可以为本领域中各种用来降解菌体的酶。例如，酶解所使用的酶可以为蛋白酶，具体可以为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶中的一种或多种，优选为木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、水解蛋白酶Alcalase(诺维信)、中性蛋白酶Neutrase(诺维信)和复合蛋白酶Protamex(诺维信)中的一种或多种。在本发明中，所述蛋白酶的用量没有特别的限定，只要能够将菌体充分酶解即可。例如，相对于1kg的菌体浓浆，所述蛋白酶的用量可以为50万-500万U，优选为100万-300万U。其中，“U”是酶活性单位，具体含义为本领域技术人员所熟知。具体地，酶活性单位的定义为：在特定的条件下，1min能转化1μg底物的酶量，即1U＝1μg/min。本发明对于酶解的条件没有特别的限定，可以为常规的蛋白酶酶解的各种条件。例如，所述酶解的条件包括：pH可以为6.5-7.5，优选为6.5-7；温度可以为40-60℃，优选为50-55℃，时间可以为24-48小时，优选为24-36小时。根据本发明一种优选的实施方式，所述酶解在搅拌的条件下进行。所述搅拌的转速没有特别的限定，例如可以为50-200rpm，优选为100-200rpm。在本发明中，步骤4)得到的所述菌体降解清液中富含可溶性氨基酸，所述可溶性氨基酸可以包括但不限于，天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、α-氨基己二酸、甘氨酸、丙氨酸、瓜氨酸、缬氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、胱硫醚、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、β-丙氨酸、β-氨基异丁酸、γ-氨基丁酸、色氨酸、鸟氨酸、赖氨酸、组氨酸和精氨酸中的一种或多种。上述氨基酸的种类和浓度可以通过氨基酸检测仪(例如可以购自日立，牌号为L-8900)进行检测。在本发明中，步骤4)得到的所述滤渣富含菌体蛋白。根据本发明的步骤5)，将含有有机酸钾盐和无机盐的固体与步骤4)得到的所述滤渣混合。所述混合的方式和条件没有特别的限定，只要能够将两者混合均匀即可。例如，可以在加热或和/或搅拌的条件下混合，混合之后得到混合浓浆。该混合浓浆可以作为生产固态有机肥或者土壤改良剂的原辅材料，用于固态有机肥或者土壤改良剂的生产。具体的其他原料和配比按照固态有机肥或者土壤改良剂的生产工艺进行，在此不再赘述。其中，由于含有有机酸钾盐和无机盐的固体含有钾、磷和水溶性有机物等营养成分，可以作为生产固态有机肥和土壤改良剂的原辅料，在减少化学钾肥使用的同时，降低了成本。另外，有机酸钾盐的碱性，可以在一定程度上降低酸性土壤的酸性或缓解酸度的增加。故所述土壤改良剂优选为酸性土壤改良剂。本发明还提供了由上述处理方法得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体以及菌体降解清液在制备水溶肥中的应用。本发明还提供了一种水溶肥的制备方法，该方法包括使用上述的含有有机酸钾盐和无机盐的固体以及菌体降解清液作为水溶肥的制备原料，按照水溶肥的生产配方制备水溶肥。根据一种优选的实施方式，将含有有机酸钾盐和无机盐固体与菌体降解清液混合得到混合溶液，该混合溶液作为生产水溶肥的原辅材料，用于水溶肥的生产。所述混合的方式和条件没有特别的限定，只要能够将两者混合均匀即可。例如，可以在加热或和/或搅拌的条件下混合。水溶肥的具体的其他原料和配比按照水溶肥的生产工艺进行。下面根据图1描述本发明提供的1,3-丙二醇的发酵液的制备和处理方法的一种优选的实施方式。如图1所示，发酵培养基进行发酵得到1,3-丙二醇的发酵液，发酵过程中使用氢氧化钾作为中和剂调节发酵液的pH。所述1,3-丙二醇发酵液通过第一固液分离得到菌体浓浆和发酵上清液。所述发酵上清液进行浓缩除盐和精馏过程得到含有有机酸钾盐和无机盐的固体和1,3-丙二醇。将菌体浓浆进行降解，得到菌体降解浓浆。将菌体降解浓浆进行第二固液分离，得到菌体降解清液和滤渣。将含有有机酸钾盐和无机盐的固体和滤渣混合，用于固态有机肥或者土壤改良剂的生产。将含有有机酸钾盐和无机盐的固体与菌体降解清液混合，用于水溶肥的生产。本发明还提供了由上述方法制备得到的水溶肥。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。在以下实施例中，所述含有有机酸钾盐和无机盐的固体的成分采用国家或行业公布的相关标准进行分析测定。其中，氮含量采用标准HJ535-2009中的方法测定；磷含量采用标准GB/T17767.2-2010中的方法测定；钾含量采用标准NY/T1977-2010中的方法测定；有机物总量采用标准NY/T304-1995中的方法测定。需要说明的是，分析测定的过程是对元素进行检测，除了氮含量是以氮元素计之外，其他元素含量计算则是按照元素的具体化合物的形态计，磷含量以五氧化二磷计，钾含量以氧化钾计。陶瓷膜过滤器购自诺华赛；碟片式离心机购自阿法拉伐，牌号为LAPX404；蛋白酶购自南宁庞博生物，具体为木瓜蛋白酶；氨基酸检测仪购自日立，牌号为L-8900。实施例中所使用的发酵培养基的组成为：甘油(丙三醇)40g，K2HPO4·3H2O3.20g，KH2PO41.20g，NH4Cl2.85g，Na2SO40.28g，MgSO4·7H2O0.10g，柠檬酸0.42g，酵母膏2.00g，微量元素0.3mL，使用蒸馏水补足至1L。微量元素的组成为：ZnCl27.56g，FeCl3·6H2O15.65g，MnCl2·4H2O6.28g，CuCl2·2H2O1.32g，CoCl2·6H2O6.42g，H3BO30.48g，Na2MoO4·2H2O3.22g，使用蒸馏水补足至1L。发酵培养基于121℃灭菌20分钟。所有试剂均为商购获得。实施例1本实施例用于说明本发明提供的1,3-丙二醇的发酵液的制备和处理方法和应用以及水溶肥的制备方法和水溶肥(1-1)1,3-丙二醇的发酵液的制备方法将克雷伯氏肺炎杆菌(Klebsiella)在无菌条件下接种至盛有发酵培养基的发酵罐中，进行发酵，发酵温度为30℃，搅拌速度为250rpm，通气量为2.0VVM。使用氢氧化钾全部(100重量％)代替氢氧化钠调节发酵液的pH为6.5，当发酵液中1,3-丙二醇的浓度不再上升时，停止发酵，得到1,3-丙二醇发酵液，其组成列于表1中。(1-2)1,3-丙二醇发酵液的处理方法将上一步得到的1,3-丙二醇发酵液使用陶瓷膜过滤器进行过滤，分离得到菌体浓浆和发酵上清液。将该发酵上清液进行浓缩，然后给料于刮板薄膜蒸发器，从塔顶得到含有1,3-丙二醇以及2,3-丁二醇、甘油和水的液体，从塔底得到含有有机酸钾盐和无机盐的固体。将得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体进行成分分析，具体操作步骤为：取1kg上述的含有有机酸钾盐和无机盐的固体溶于20kg水中，将得到的盐溶液进行分析测定，得到含有有机酸钾盐和无机盐的固体中氮、磷、钾和有机物总量的含量，具体列于表2中。将上一步中得到的菌体浓浆进行成分分析，具体列于表3中。将菌体浓浆进行酶解：在菌体浓浆中按照1kg菌体浓浆：100万U的比例加入蛋白酶，反应条件包括：pH为7.0，温度为55℃，搅拌转速100rpm，时间为24小时，得到菌体降解浓浆。将上一步得到的菌体降解浓浆过滤，得到菌体降解清液和滤渣。使用氨基酸检测仪检测菌体降解清液中的氨基酸的种类和浓度，具体列于表4中。将上述步骤得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体与滤渣加热混合，得到混合浓浆，将其作为原辅材料与其他原料混合，按照固态有机肥或酸性土壤改良剂的生产配方，用于固态有机肥或酸性土壤改良剂的生产。(1-3)水溶肥的制备方法和水溶肥将上述步骤得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体和菌体降解清液加热混合，得到混合溶液，将其作为原辅材料与其他原料混合，按照水溶肥的生产配方用于水溶肥的生产。表1成分(g/L)实施例1对比例1菌体干重3.23.01,3-丙二醇80.780.22,3-丁二醇15.215.7乙醇2.12.3甘油5.56.3乳酸盐18.816.5乙酸盐5.44.4琥珀酸盐3.63.0表2成分氮磷钾有机物总量浓度(g/g)0.00530.04320.280.4315表3成分浓度(g/L)成分浓度(g/L)菌体干重98甘油6.21,3-丙二醇82.5乳酸盐18.52,3-丁二醇16.1乙酸盐5.1乙醇1.9琥珀酸盐3.8表4对比例1按照实施例1的步骤(1-1)进行，不同的是，中和剂全部使用氢氧化钠。所得的1,3-丙二醇发酵液的组成列于表1中。从表1中可以看出，无论使用氢氧化钾还是氢氧化钠作为中和剂调节发酵液的pH，所得到的1,3-丙二醇发酵液中菌体干重、1,3-丙二醇、2,3-丁二醇和乙醇等产物浓度相近。而由于钾的相对原子质量高于钠，因此使用氢氧化钾完全替代氢氧化钠得到的1,3-丙二醇发酵液中的有机酸盐的浓度略高于使用氢氧化钠作为中和剂得到的有机酸盐的浓度。从对比例1的结果可以看出，由于使用的中和剂为氢氧化钠，所以得到为有机酸钠盐。按照本发明
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中的记载可知，有机酸钠盐的后续处理不够环保有效。实施例2本实施例用于说明本发明提供的1,3-丙二醇的发酵液的制备和处理方法和应用以及水溶肥的制备方法和水溶肥(2-1)1,3-丙二醇的发酵液的制备方法将克雷伯氏肺炎杆菌(Klebsiella)在无菌条件下接种至盛有发酵培养基的发酵罐中，进行发酵，发酵温度为37℃，搅拌速度为150rpm，通气量为1.0VVM。使用氢氧化钾部分(氢氧化钾占中和剂75重量％)代替氢氧化钠调节发酵液的pH为6，当发酵液中1,3-丙二醇的浓度不再上升时，停止发酵，得到1,3-丙二醇发酵液，其组成列于表5中。(2-2)1,3-丙二醇发酵液的处理方法将上一步得到的1,3-丙二醇发酵液使用碟片式离心机离心，分离得到菌体浓浆和发酵上清液。将该发酵上清液进行浓缩，然后给料于刮板薄膜蒸发器，从塔顶得到含有1,3-丙二醇以及2,3-丁二醇、甘油和水的液体，从塔底得到含有有机酸钾盐和无机盐的固体。将得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体进行成分分析，具体操作步骤为：取1kg上述的含有有机酸钾盐和无机盐的固体溶于20kg水中，将得到的盐溶液进行分析测定，得到含有有机酸钾盐和无机盐的固体中氮、磷、钾和有机物总量的含量，具体列于表6中。将上一步中得到的菌体浓浆进行成分分析，具体列于表7中。将菌体浓浆进行酶解：在菌体浓浆中按照1kg菌体浓浆：200万U的比例加入蛋白酶，反应条件包括：pH为6.5，温度为50℃，搅拌转速120rpm，时间为36小时，得到菌体降解浓浆。将上一步得到的菌体降解浓浆过滤，得到菌体降解清液和滤渣。使用氨基酸检测仪检测菌体降解清液中的氨基酸的种类和浓度，具体列于表8中。将上述步骤得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体与滤渣加热混合，得到混合浓浆，将其作为原辅材料与其他原料混合，按照固态有机肥或酸性土壤改良剂的生产配方，用于固态有机肥或酸性土壤改良剂的生产。(2-3)水溶肥的制备方法和水溶肥将上述步骤得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体和菌体降解清液加热混合，得到混合溶液，将其作为原辅材料与其他原料混合，按照水溶肥的生产配方用于水溶肥的生产。表5成分浓度(g/L)成分浓度(g/L)菌体干重4.0甘油10.21,3-丙二醇75.3乳酸盐15.22,3-丁二醇18.5乙酸盐4.7乙醇1.6琥珀酸盐4.0表6成分氮磷钾有机物总量浓度(g/g)0.00510.04130.220.4290表7成分浓度(g/L)成分浓度(g/L)菌体干重120甘油11.31,3-丙二醇79.1乳酸盐15.02,3-丁二醇18.8乙酸盐5.2乙醇1.7琥珀酸盐4.5表8实施例3本实施例用于说明本发明提供的1,3-丙二醇的发酵液的制备和处理方法和应用以及水溶肥的制备方法和水溶肥按照实施例1的方法进行，不同的是，菌体浓浆进行酶解的条件不同，具体地，将菌体浓浆进行酶解：在菌体浓浆中按照1kg菌体浓浆：300万U的比例加入蛋白酶，反应条件包括：pH为7.5，温度为40℃，搅拌转速200rpm，时间为48小时，得到菌体降解浓浆。将上一步得到的菌体降解浓浆过滤，得到菌体降解清液和滤渣。使用氨基酸检测仪检测菌体降解清液中的氨基酸的种类和浓度，具体列于表9中。将上述步骤得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体与滤渣加热混合，得到混合浓浆，将其作为原辅材料与其他原料混合，按照固态有机肥或酸性土壤改良剂的生产配方，用于固态有机肥或酸性土壤改良剂的生产。(3-3)水溶肥的制备方法和水溶肥按照实施例1中的方法进行。表9实施例4本实施例用于说明本发明提供的1,3-丙二醇的发酵液的制备和处理方法和应用以及水溶肥的制备方法和水溶肥(4-1)1,3-丙二醇的发酵液的制备方法将克雷伯氏肺炎杆菌(Klebsiella)在无菌条件下接种至盛有发酵培养基的发酵罐中，进行发酵，发酵温度为33℃，搅拌速度为200rpm，通气量为0.5VVM。使用氢氧化钾部分(氢氧化钾占中和剂50重量％)代替氢氧化钠调节发酵液的pH为7，当发酵液中1,3-丙二醇的浓度不再上升时，停止发酵，得到1,3-丙二醇发酵液，其组成列于表10中。(4-2)1,3-丙二醇发酵液的处理方法将上一步得到的1,3-丙二醇发酵液使用碟片式离心机离心，分离得到菌体浓浆和发酵上清液。将该发酵上清液进行浓缩，然后给料于刮板薄膜蒸发器，从塔顶得到含有1,3-丙二醇以及2,3-丁二醇、甘油和水的液体，从塔底得到含有有机酸钾盐和无机盐的固体。将得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体进行成分分析，具体操作步骤为：取1kg上述的含有有机酸钾盐和无机盐的固体溶于20kg水中，将得到的盐溶液进行分析测定，得到含有有机酸钾盐和无机盐的固体中氮、磷、钾和有机物总量的含量，具体列于表11中。将上一步中得到的菌体浓浆进行成分分析，具体列于表12中。将菌体浓浆进行酸解：在菌体浓浆中按照1kg菌体浓浆：0.04kg酸的比例加入98重量％的浓硫酸，反应条件包括：温度为95℃，搅拌转速100rpm，时间为24小时，得到菌体降解浓浆。将上一步得到的菌体降解浓浆过滤，得到菌体降解清液和滤渣。使用氨基酸检测仪检测菌体降解清液中的氨基酸的种类和浓度，具体列于表13中。将上述步骤得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体与滤渣加热混合，得到混合浓浆，将其作为原辅材料与其他原料混合，按照固态有机肥或酸性土壤改良剂的生产配方，用于固态有机肥或酸性土壤改良剂的生产。(4-3)水溶肥的制备方法和水溶肥将上述步骤得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体和菌体降解清液加热混合，得到混合溶液，将其作为原辅材料与其他原料混合，按照水溶肥的生产配方用于水溶肥的生产。表10成分浓度(g/L)成分浓度(g/L)菌体干重3.5甘油13.51,3-丙二醇70.3乳酸盐14.12,3-丁二醇16.6乙酸盐3.8乙醇2.0琥珀酸盐3.3表11成分氮磷钾有机物总量浓度(g/g)0.00550.04350.130.4420表12成分浓度(g/L)成分浓度(g/L)菌体干重115甘油13.51,3-丙二醇71.0乳酸盐14.52,3-丁二醇16.8乙酸盐4.1乙醇1.9琥珀酸盐3.5表13实施例5本实施例用于说明本发明提供的1,3-丙二醇的发酵液的制备和处理方法和应用以及水溶肥的制备方法和水溶肥(5-1)1,3-丙二醇的发酵液的制备方法将克雷伯氏肺炎杆菌(Klebsiella)在无菌条件下接种至盛有发酵培养基的发酵罐中，进行发酵，发酵温度为30℃，搅拌速度为250rpm，通气量为2.0VVM。使用氢氧化钾全部(100％)代替氢氧化钠调节发酵液的pH为6.5，当发酵液中1,3-丙二醇的浓度不再上升时，停止发酵，得到1,3-丙二醇发酵液，其组成列于表14中。(5-2)1,3-丙二醇发酵液的处理方法将上一步得到的1,3-丙二醇发酵液使用陶瓷膜过滤器进行过滤，分离得到菌体浓浆和发酵上清液。将该发酵上清液进行浓缩，然后给料于刮板薄膜蒸发器，从塔顶得到含有1,3-丙二醇以及2,3-丁二醇、甘油和水的液体，从塔底得到含有有机酸钾盐和无机盐的固体。将得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体进行成分分析，具体操作步骤为：取1kg上述的含有有机酸钾盐和无机盐的固体溶于20kg水中，将得到的盐溶液进行分析测定，得到含有有机酸钾盐和无机盐的固体中氮、磷、钾和有机物总量的含量，具体列于表15中。将上一步中得到的菌体浓浆进行成分分析，具体列于表16中。将菌体浓浆进行酸解：在菌体浓浆中按照1kg菌体浓浆：0.05kg酸的比例加入80重量％的浓硫酸，反应条件包括：温度为80℃，搅拌转速200rpm，时间为48小时，得到菌体降解浓浆。将上一步得到的菌体降解浓浆过滤，得到菌体降解清液和滤渣。使用氨基酸检测仪检测菌体降解清液中的氨基酸的种类和浓度，具体列于表17中。将上述步骤得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体与滤渣加热混合，得到混合浓浆，将其作为原辅材料与其他原料混合，按照固态有机肥或酸性土壤改良剂的生产配方，用于固态有机肥或酸性土壤改良剂的生产。(1-3)水溶肥的制备方法和水溶肥将上述步骤得到的含有有机酸钾盐和无机盐的固体和菌体降解清液加热混合，得到混合溶液，将其作为原辅材料与其他原料混合，按照水溶肥的生产配方用于水溶肥的生产。表14成分浓度(g/L)成分浓度(g/L)菌体干重3.8甘油6.51,3-丙二醇79.6乳酸盐16.22,3-丁二醇15.6乙酸盐4.8乙醇1.8琥珀酸盐3.5表15成分氮磷钾有机物总量浓度(g/g)0.00510.04220.270.4290表16成分浓度(g/L)成分浓度(g/L)菌体干重112甘油7.11,3-丙二醇81.4乳酸盐18.52,3-丁二醇16.1乙酸盐5.1乙醇1.9琥珀酸盐3.8表17实施例6本实施例用于说明本发明提供的1,3-丙二醇的发酵液的制备和处理方法和应用以及水溶肥的制备方法和水溶肥按照实施例4的方法进行，不同的是，菌体浓浆酸解的条件不同，具体地，将菌体浓浆进行酸解：在菌体浓浆中按照1kg菌体浓浆：0.03kg酸的比例加入90重量％的浓硫酸，反应条件包括：温度为100℃，搅拌转速50rpm，时间为36小时，得到菌体降解浓浆。将上一步得到的菌体降解浓浆过滤，得到菌体降解清液和滤渣。使用氨基酸检测仪检测菌体降解清液中的氨基酸的种类和浓度，具体列于表18中。其余步骤按照实施例4的方法进行。表18从实施例的结果可以看出，在传统的微生物发酵甘油生产1,3-丙二醇的工艺中，使用氢氧化钾代替氢氧化钠作为中和剂调节发酵液的pH，使得生产1,3-丙二醇过程中生成的副产物有机酸钠盐变成有机酸钾盐，有机酸钾盐可以作为固态有机肥和酸性土壤改良剂的原辅料，可以充分变废为宝。而另一副产物菌体可以通过酸解或酶解的降解方式进行处理，得到富含可溶性氨基酸的菌体降解清液和富含菌体蛋白的滤渣，菌体降解清液能将有机酸钾盐和磷酸盐溶解，用作生产水溶肥的原辅料，降低肥料生产成本。富含菌体蛋白的滤渣与有机酸钾盐一起可以作为生产固态有机肥和酸性土壤改良剂的原辅料。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。当前第1页1 2 3