CN1043956A

CN1043956A - 用植物废料生产有机溶剂的工艺方法

Info

Publication number: CN1043956A
Application number: CN 88109203
Authority: CN
Inventors: 孙书敏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-12-31
Filing date: 1988-12-31
Publication date: 1990-07-18

Abstract

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。

Description

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Clostridium But-anoiacetonicus G.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Clostridium Butanoiacetonicus G.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

塔内温度				塔内压力	备注
						塔别	上层	中层	下层	压力mm	上层含丁醇85％下层含丁醇12％
醪塔	96℃		104－105	2000
					初馏塔	82	92－96	103	1600－2000
丁醇塔	90－91	110	120－125	1200－1600
					丙酮塔	56	75－76	83	1100－1500
脱水塔	64－65	80	84	1500－2000
					酒精塔	78－80		82－85	750－1000
异丙醇塔	81－82		100	100－1400

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。

Claims

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Clostridium But-anoiacetonicus G.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。