專利名稱：稻草秸稈液態發酵2,3-丁二醇生產清潔燃料的方法
技術領域：
本發明涉及一種生物酶在稻草秸稈資源生產2， 3-丁二醇清潔燃料中的應用 技術，屬生物質能領域。
背景技術：
2, 3-丁二醇燃料作為可再生能源不會枯竭，并且不會引起溫室效應。微生物 發酵糖可以生產2， 3-丁二醇燃料。目前在工業生產中用于發酵產2， 3-丁二醇的 微生物主要是細菌-克雷伯氏菌(刃Ww'Wh)或芽孢稈菌屬(^9w77"s)等。 包括秸稈在內的含有糖類物質的生物質都可能作為2， 3-丁二醇發酵的原料，大分 子物質的利用需先經過酶的降解。生物2, 3-丁二醇作為石油的替代物，其產業鏈 還在繼續延伸。我國有發展纖維素制2， 3-丁二醇的有利條件，每年僅稻草秸稈就 有3億多噸(干重)，而我國糧食資源并不豐富，因此將農林廢棄物轉化為2， 3-丁二 醇燃料，形成產業化利用，非常適合我國的國情，從能源安全角度上看也是十分 有利的，而且可消除由焚燒秸稈造成的環境問題。
現有的秸稈(稻草秸稈、玉米秸稈、小麥秸稈)資源生產2， 3-丁二醇燃料 的清潔技術，如以全秸稈為原料，無論采用酸解法或酶解法生產2， 3-丁二醇清 潔燃料；其中大量的半纖維素、木質素和灰分殘留在發酵液中，帶來后續廢液 處理的難題至今難以解決。

發明內容
本發明的目的是以造紙工業經堿化后或液化法得到的纖維素為主要原料， 經生物工程技術處理，生產出低成本的生物2， 3-丁二醇燃料。
本發明涉及一種稻草秸稈資源2， 3-丁二醇燃料生產的清潔技術，如以全稻 草秸稈為原料采用酸解法或酶解法生產2， 3-丁二醇清潔燃料；其中大量的半纖 維素、木質素和灰分殘留在發酵液中，帶來后續廢液處理的難題至今難以解決。 而本發明其特征在于它選用稻草為原料，通過堿法或液化法將其中大量的半纖 維素、木質素和灰分分離出，而將得到的纖維素(已聚糖)轉化為葡萄糖，接入細 菌-克雷伯氏菌屬(^7e力w'eWa)或芽孢稈菌屬(萬a^77"s)進行2, 3-丁二醇發 酵生產，以草代糧、變廢為寶，降低了 2， 3-丁二醇生產成本；廢液中只有少量
3的殘留半纖維素、木素和灰分，即使原料水解發酵不完全，廢液中固液分離容
易，還可再利用，因此減少了環境污染。每公斤稻草秸稈纖維素原料產糖液0.6kg， 發酵結束減壓蒸餾提取2， 3 丁二醇燃料0.2-0.30kg。該2, 3-丁二醇燃料的生產 具有生產成本低的特點，起到開發資源保護環境的雙重效果。 本發明的目的是通過下列技術方案實現的 稻草秸稈液態發酵2， 3-丁二醇生產清潔燃料的方法，其特征在于包括以下 步驟
1) 原料準備以在造紙工業中經堿化得到的秸稈中的纖維素原料、液化法 得到的秸稈中的纖維素原料或經堿化蒸煮得到的秸稈中的纖維素原料，其中纖
維素60 71%，粉碎備用；
2) 酶解取上述原料按照2 5%的加酶量加入纖維素復合酶制劑(Cellulose Multi-enzyme),在加水比按原料重量的5~7倍，pH5.5 7.0， 35~ 45°C的條件 下酶解3 5天；
3) 液態發酵；
4) 蒸餾減壓蒸餾得到2， 3-丁二醇。
所述的在造紙工業中經堿化得到的秸稈中的纖維素原料的纖維素為 60~71%。
所述的在液化法得到的秸稈中的纖維素原料為60~68%。 所述液態發酵過程具體優選為按1~5%的接種量加入產酸克雷伯氏菌屬細
菌菌液，菌液培養方法；牛肉膏1%，蛋白胨1%，葡萄糖1%，氯化鈉0.5%，
加水至100ml ( W/V ),在30 4(TC保溫發酵3~5天。
具體實施例方式
實施例l
造紙工業經堿化后得到的纖維素1公斤。按2%的比例加入纖維素酶，PH值 6.5，加水比5.5， 36。C酶解3天左右。然后按2%的接種量加入細菌菌液，在35 'C保溫發酵3天，液態發酵過程接種產酸克雷伯氏菌屬細菌菌液，菌液培養方 法；牛肉膏1%，蛋白胨1%，葡萄糖1%，氯化鈉0.5%,加水至100ml ( W/V ),經過蒸餾得到2， 3-丁二醇燃料0. 24kg。 實施例2
經堿法蒸煮得到的纖維素1公斤。按3%的比例加入纖維素酶，在PH值6.0，加水比6.0， 38。C酶解4天左右。然后按3%的接種量加入細菌菌液，在36"C保 溫發酵3天，液態發酵過程接種產酸克雷伯氏菌屬細菌菌液，菌液培養方法； 牛肉膏1%，蛋白胨1%，葡萄糖1%,氯化鈉0.5°/。，加水至100ml ( W/V ),經 過減壓蒸餾得到2， 3-丁二醇燃料0. 26kg。 實施例3
液化法得到的纖維素1公斤。按3%的比例加入纖維素酶，在加水比6.0， PH 值6.5， 4(TC酶解3天。然后按2%的接種量加入細菌菌液，36"C保溫發酵3天， 液態發酵過程接種產酸克雷伯氏菌屬細菌菌液，菌液培養方法；牛肉膏1%，蛋 白胨1%，葡萄糖1%，氯化鈉0.5%，加水至100ml ( W/V ),經過減壓蒸餾得到 2, 3-丁二醇燃料0. 27kg。 實施例4
液化法得到的纖維素1公斤。按4%的比例加入纖維素酶，在加水比6.5， PH 值6.5， 42。C酶解4天。然后按3%的接種量加入細菌菌液，38"C保溫發酵3天， 液態發酵過程接種產酸克雷伯氏菌屬細菌菌液，菌液培養方法；牛肉膏1%，蛋 白胨1%，葡萄糖1%，氯化鈉0.5%，加水至100ml ( W/V ),經過減壓蒸餾得到 2, 3-丁二醇燃料0. 28kg。 實施例5
造紙工業經堿化后得到的纖維素1公斤。按5%的比例加入纖維素酶，PH值 7.0，加水比7.0, 45"C酶解5天左右。然后按5%的接種量加入細菌菌液，在40 "C保溫發酵5天，液態發酵過程接種產酸克雷伯氏菌屬細菌菌液，菌液培養方 法；牛肉膏1%，蛋白胨1%，葡萄糖1%，氯化鈉0.5°/。，加水至100ml ( W/V ),經過蒸餾得到2， 3-丁二醇燃料0. 27kg。 實施例6
經堿法蒸煮得到的纖維素1公斤。按3%的比例加入纖維素酶，在PH值5.5， 加水比5.0， 35'C酶解4天左右。然后按1%的接種量加入細菌菌液，在3(TC保 溫發酵4天，液態發酵過程接種產酸克雷伯氏菌屬細菌菌液，菌液培養方法； 牛肉膏1%,蛋白胨1%，葡萄糖1%，氯化鈉0.5%，加水至100ml ( W/V ),經 過減壓蒸餾得到2， 3-丁二醇燃料0.24kg。
權利要求
1、稻草秸稈液態發酵2，3-丁二醇生產清潔燃料的方法，其特征在于包括以下步驟1)原料準備以在造紙工業中經堿化得到的秸稈中的纖維素原料、液化法得到的秸稈中的纖維素原料或經堿化蒸煮得到的秸稈中的纖維素原料，其中纖維素60～71％，粉碎備用；2)酶解取上述原料按照2～5％的加酶量加入纖維素復合酶制劑(CelluloseMulti-enzyme)，在加水比按原料重量的5～7倍，pH5.5～7.0，35～45℃的條件下酶解3～5天；3)液態發酵；4)蒸餾減壓蒸餾得到2，3-丁二醇。
2、 如權利要求1所述的稻草秸稈液態發酵2， 3-丁二醇生產清潔燃料的方 法，其特征在于所述的在造紙工業中經堿化得到的秸稈中的纖維素原料的纖維 素為60 71%。
3、 如權利要求1所述的稻草秸稈液態發酵2， 3-丁二醇生產清潔燃料的方 法，其特征在于所述的在液化法得到的秸稈中的纖維素原料為60 68%。
4、 如權利要求1~3中任意一項所述的稻草秸稈液態發酵2， 3-丁二醇生產 清潔燃料的方法，其特征在于所述液態發酵具體為按1 5%的接種量加入產酸克 雷伯氏菌屬細菌菌液，菌液培養方法；牛肉膏1%，蛋白胨1%，葡萄糖1%，氯 化鈉0.5°/。，加水至100ml ( W/V ),在30 4(TC保溫發酵3~5天。
全文摘要
稻草秸稈液態發酵2，3-丁二醇生產清潔燃料的方法，其特征在于包括以下步驟1)原料準備以在造紙工業中經堿化得到的秸稈中的纖維素原料、液化法得到的秸稈中的纖維素原料或經堿化蒸煮得到的秸稈中的纖維素原料，其中纖維素60～71％，粉碎備用；2)酶解取上述原料按照2～5％的加酶量加入纖維素復合酶制劑(Cellulose Multi-enzyme)，在加水比按原料重量的5～7倍，pH5.5～7.0，35～45℃的條件下酶解3～5天；3)液態發酵；4)蒸餾減壓蒸餾得到2，3-丁二醇。該2，3-丁二醇燃料的生產具有生產成本低的特點，起到開發資源保護環境的雙重效果。
文檔編號C12R1/07GK101586127SQ200910012168
公開日2009年11月25日 申請日期2009年6月22日 優先權日2009年6月22日
發明者何連芳, 張玉蒼, 洋 楊 申請人:大連工業大學