專利名稱：一種生物質(zhì)發(fā)酵耦合滲透汽化分離生產(chǎn)丁醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物質(zhì)發(fā)酵過(guò)程代謝產(chǎn)物分離技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種生物質(zhì)發(fā)酵耦合滲透汽化分離生產(chǎn)丁醇的方法。
背景技術(shù)：
全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得各國(guó)對(duì)于能源的需求不斷增加，與之相矛盾的是化石能源的儲(chǔ)量有限、已日趨枯竭，且燃燒時(shí)產(chǎn)生大量有害氣體，污染環(huán)境，因此，開(kāi)展可再生清潔能源的研究引起了廣泛的關(guān)注與重視。作為極具潛力的第二代生物燃料丁醇，主要以玉米、糖蜜和富含纖維素、半纖維素的農(nóng)業(yè)廢棄物為原料通過(guò)發(fā)酵法(ABE發(fā)酵)進(jìn)行生產(chǎn)，與化石燃料相比，具有生產(chǎn)原料來(lái)源廣泛、可再生，燃燒時(shí)不產(chǎn)生NOx或SOx，環(huán)境效益顯著的特點(diǎn)。此外，丁醇易于與汽油混合，使用時(shí)無(wú)需對(duì)車輛進(jìn)行改造；蒸氣壓低，可通過(guò)現(xiàn)有管道進(jìn)行運(yùn)輸；可提高汽車的燃油效率和行駛里程。發(fā)酵法生產(chǎn)丁醇具有原料來(lái)源廣泛、設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少；生產(chǎn)條件溫和、無(wú)需金屬催化劑的特點(diǎn)。而且，發(fā)酵過(guò)程選擇性好、副產(chǎn)物少、易于分離純化，同時(shí)，產(chǎn)生的副產(chǎn)物丙酮、乙醇也是重要的化工原料，具有極為廣泛的用途。由于丁醇具有毒性，丁醇發(fā)酵過(guò)程中存在產(chǎn)物抑制現(xiàn)象，當(dāng)發(fā)酵液中丁醇的質(zhì)量濃度達(dá)到Ilg · L-1時(shí)，50%左右的微生物受到抑制而不能生長(zhǎng)，從而影響了原料的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物溶劑的濃度和生產(chǎn)效率。工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)酵液中的總?cè)軇舛群艿?，從而?dǎo)致后續(xù)的分離提取工藝成本很高。一般通過(guò)蒸餾的方式，在醪塔中將2%左右的總?cè)軇┱舫龅玫?0%左右的總?cè)軇?，然后溶劑進(jìn)入精餾塔中分離得到產(chǎn)品。其中，溶劑提取濃縮過(guò)程中蒸汽的成本占總成本的30%以上，使得產(chǎn)物提取過(guò)程成為丁醇生產(chǎn)過(guò)程中能耗最大的部分，從而成為制約丁醇發(fā)酵生產(chǎn)工業(yè)化的瓶頸之一。滲透汽化是在蒸汽分壓差的推動(dòng)下，料液側(cè)液相混合物中組分選擇性地透過(guò)膜，透過(guò)組分以蒸汽形式離開(kāi)膜并被收集的過(guò)程，具有高效、單級(jí)選擇性高、比能耗低的特點(diǎn)。此外，將滲透汽化過(guò)程與發(fā)酵過(guò)程相耦合，不僅有利于底物利用率和發(fā)酵產(chǎn)率的提高，同時(shí)可提高產(chǎn)物分離效率，且對(duì)發(fā)酵體系無(wú)污染，是一種清潔、無(wú)污染的新型分離技術(shù)。專利CN 101805754A描述了一種生物質(zhì)發(fā)酵與滲透汽化耦合原位分離丙酮、丁醇和乙醇的工藝。該工藝與普通的精餾過(guò)程相比，從一定程度上降低了對(duì)生物質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)生的ABE進(jìn)行分離的能耗，縮短了生產(chǎn)時(shí)間，降低了丁醇的生產(chǎn)成本。但在該專利中，由于滲透汽化透過(guò)側(cè)料液中總?cè)軇舛葍H為7 40%，精餾過(guò)程能耗仍較大。因此，目前需要開(kāi)發(fā)一種分離效率高、能耗低的生物質(zhì)發(fā)酵與滲透汽化耦合分離生產(chǎn)丁醇的工藝
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供生物質(zhì)發(fā)酵耦合滲透汽化分離生產(chǎn)丁醇的方法。該方法將生物質(zhì)發(fā)酵系統(tǒng)與滲透汽化膜系統(tǒng)耦合，通過(guò)滲透汽化膜系統(tǒng)對(duì)生物質(zhì)發(fā)酵獲得的發(fā)酵液進(jìn)行逐級(jí)分離濃縮獲得丁醇濃縮液，在降低了丁醇的后續(xù)分離能耗的同時(shí)，也降低了丁醇對(duì)微生物細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用，提高了生物質(zhì)發(fā)酵效率和底物利用率。為此，本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)發(fā)酵耦合滲透汽化分離生產(chǎn)丁醇的方法，包括過(guò)程A，發(fā)酵發(fā)酵底物在發(fā)酵裝置中經(jīng)過(guò)發(fā)酵獲得丁醇發(fā)酵液；過(guò)程C，膜分離丁醇發(fā)酵液經(jīng)過(guò)滲透汽化膜系統(tǒng)逐級(jí)分離濃縮獲得丁醇濃縮液；其中，滲透汽化膜系統(tǒng)包括一級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)、二級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)以及二級(jí)優(yōu)先透水滲透汽化膜系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，在過(guò)程C中，包括 步驟1，丁醇發(fā)酵液經(jīng)過(guò)一級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)進(jìn)行初步的分離濃縮，透過(guò)側(cè)濃縮液經(jīng)分相處理分為一級(jí)有機(jī)相料液和一級(jí)水相料液；步驟2，步驟I分相處理獲得的水相料液進(jìn)入二級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)進(jìn)行分離濃縮，透過(guò)側(cè)濃縮液經(jīng)分相處理分為二級(jí)有機(jī)相料液和二級(jí)水相料液；步驟3，一級(jí)有機(jī)相料液和二級(jí)有機(jī)相料液進(jìn)入優(yōu)先透水滲透汽化膜系統(tǒng)進(jìn)行脫水濃縮，得到丁醇濃縮液。根據(jù)本發(fā)明方法，在步驟2中，二級(jí)水相料液作為二級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)的進(jìn)料，返回二級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)的進(jìn)料端繼續(xù)進(jìn)行分離濃縮。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)中所使用的滲透汽化膜選自八甲基環(huán)四硅氧烷、四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷、羥基封端聚二甲基硅氧烷、乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、聚三甲基硅丙炔、聚丙烯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、纖維素及其改性材料所制備的滲透汽化膜中的一種或幾種。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述優(yōu)先透水滲透汽化膜系統(tǒng)中所使用的滲透汽化膜選自聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚酰胺、聚酰亞胺、高分子離聚物、殼聚糖、藻朊酸、醋酸纖維素及其改性材料所制備的滲透汽化膜中的一種或幾種。根據(jù)本發(fā)明方法，在過(guò)程A和過(guò)程C之間，還包括過(guò)程B，固含物分離丁醇發(fā)酵液經(jīng)過(guò)微濾分離或過(guò)濾分離去除固含物，獲得去除了固含物的丁醇發(fā)酵液。所述固含物包括菌體、其他發(fā)酵產(chǎn)物或者未發(fā)酵的發(fā)酵底物。所述固含物主要為菌體。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述微濾分離在微濾裝置中進(jìn)行，所述微濾裝置中所使用的微濾膜選自纖維素、乙酸纖維素、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚酯、聚砜、尼龍、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁及其改性材料中所制備的微濾膜中的一種或幾種。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述過(guò)濾裝置為濾布和/或?yàn)V網(wǎng)，或者是由濾布和/或?yàn)V網(wǎng)組成的過(guò)濾裝置。根據(jù)本發(fā)明，在過(guò)程A中，所述生物質(zhì)發(fā)酵在發(fā)酵罐中進(jìn)行，所述發(fā)酵包括間歇式發(fā)酵、分批補(bǔ)料發(fā)酵和連續(xù)流加發(fā)酵。從發(fā)酵罐中抽出的丁醇發(fā)酵液中丁醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 5% 1.4%。在所述連續(xù)流加發(fā)酵過(guò)程中，從發(fā)酵罐中抽出的丁醇發(fā)酵液中丁醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 5% O. 9%。在過(guò)程A中，生物質(zhì)發(fā)酵過(guò)程所使用的發(fā)酵微生物可以是丙酮丁醇梭菌、拜氏梭菌及其突變菌株，也可以是通過(guò)其他途徑篩選得到的產(chǎn)丁醇菌株。在生物質(zhì)發(fā)酵過(guò)程中所使用的發(fā)酵底物可以是葡萄糖、木糖、糖蜜等糖類物質(zhì)或小麥、玉米、木薯或其他富含淀粉的生物質(zhì)，也可以是甜高粱莖桿、甜玉米莖桿、玉米芯、甘蔗渣、蘋(píng)果渣、菊芋或其他富含半纖維素或纖維素的生物質(zhì)等壓榨后的汁液或經(jīng)過(guò)酸解、酶解等方法得到的糖液。本發(fā)明中所用術(shù)語(yǔ)“丁醇發(fā)酵液”是指發(fā)酵底物在上述發(fā)酵微生物作用下經(jīng)過(guò)發(fā)酵獲得的富含丁醇的發(fā)酵液，該發(fā)酵液中除了作為主產(chǎn)物的丁醇外，根據(jù)所使用發(fā)酵微生物的不同，還可能含有其他副產(chǎn)物，如丙酮、乙醇、乙酸及丁酸等。例如，目前用于生物質(zhì)發(fā)酵制備丁醇的菌株主要有丙酮丁醇梭菌、拜氏梭菌及其突變菌株等，經(jīng)過(guò)生物質(zhì)發(fā)酵，所獲得的丁醇發(fā)酵液的主產(chǎn)物是丁醇，副產(chǎn)物為丙酮、乙醇、乙酸和丁酸。但是，也有通過(guò)基因工程方法獲得的菌株在制備丁醇的發(fā)酵過(guò)程中不產(chǎn)生副產(chǎn)物丙酮。
本發(fā)明中所用術(shù)語(yǔ)“丁醇濃縮液”是指丁醇發(fā)酵液經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)滲透汽化膜系統(tǒng)逐級(jí)分離濃縮獲得的丁醇濃度大幅度提高的有機(jī)物料液。該濃縮液中除了作為主產(chǎn)物的丁醇夕卜，根據(jù)所使用發(fā)酵微生物的不同，還可能含有其他副產(chǎn)物，如丙酮、乙醇、乙酸及丁酸等。例如，以丙酮丁醇梭菌、拜氏梭菌及其突變菌株等，進(jìn)行生物質(zhì)發(fā)酵，所獲得的丁醇發(fā)酵液，以及該丁醇發(fā)酵液經(jīng)過(guò)滲透汽化膜分離獲得的丁醇濃縮液中主產(chǎn)物是丁醇，副產(chǎn)物為丙酮、乙醇、乙酸和丁酸。但是，也有通過(guò)基因工程方法獲得的菌株在制備丁醇的發(fā)酵過(guò)程中不產(chǎn)生副產(chǎn)物丙酮。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在過(guò)程A中，所述發(fā)酵過(guò)程是以連續(xù)流加發(fā)酵的方式進(jìn)行時(shí)，則在過(guò)程B中，采用微濾分離的方式從發(fā)酵液中去除固含物，以保證所分離出的固含物可返回發(fā)酵罐繼續(xù)進(jìn)行發(fā)酵。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，在過(guò)程A中，發(fā)酵過(guò)程是以間歇式發(fā)酵、分批補(bǔ)料發(fā)酵的方式進(jìn)行時(shí)，則在過(guò)程B中，采用過(guò)濾分離的方式通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)濾裝置從發(fā)酵液中去除固含物，所分離出的固含物不需要繼續(xù)返回發(fā)酵罐。根據(jù)本發(fā)明方法將生物質(zhì)發(fā)酵系統(tǒng)與滲透汽化膜系統(tǒng)耦合，首先，本發(fā)明利用生物質(zhì)發(fā)酵液經(jīng)過(guò)優(yōu)先透醇滲透汽化系統(tǒng)后透過(guò)側(cè)液體出現(xiàn)油水分層現(xiàn)象的特點(diǎn)，對(duì)透過(guò)側(cè)水相和油相分別選用優(yōu)先透醇滲透汽化系統(tǒng)和優(yōu)先透水滲透汽化系統(tǒng)進(jìn)行丁醇的高度濃縮，從而得到含水量極少的丁醇濃縮液，所獲得丁醇濃縮液中有機(jī)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)99.5%，丁醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)88.4%，與間歇發(fā)酵相比，滲透液中丁醇的濃度提高了 70倍，極大地提高了分離效率，降低了生產(chǎn)過(guò)程的能耗；其次，本發(fā)明將滲透汽化技術(shù)與ABE發(fā)酵過(guò)程相耦合，實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵液中丁醇的原位分離移除，降低了丁醇對(duì)微生物細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用，提高了發(fā)酵產(chǎn)率和底物利用率，丁醇的生產(chǎn)強(qiáng)度達(dá)到O. 97g/(L. h)，比間歇發(fā)酵提高了 3. 7倍。極大地降低了生產(chǎn)成本。


圖I是實(shí)施例I中連續(xù)流加式生物質(zhì)發(fā)酵耦合滲透汽化原位分離生產(chǎn)丁醇的工藝流程示意圖。
圖2是實(shí)施例2中間歇式生物質(zhì)發(fā)酵耦合滲透汽化分離生產(chǎn)丁醇和實(shí)施例3中分批補(bǔ)料式生物質(zhì)發(fā)酵耦合滲透汽化分離生產(chǎn)丁醇的工藝流程示意圖。圖中附圖標(biāo)記的含義如下1發(fā)酵罐；2微濾裝置'2'過(guò)濾裝置；3第一滲透汽化儲(chǔ)罐；4料液泵；5第一滲透汽化膜分離器；6換熱器；7分相裝置；8料液泵；9料液泵；10第二滲透汽化儲(chǔ)罐；11料液泵；12第二滲透汽化膜分離器；13換熱器；14分相裝置；15料液泵；16料液泵；17料液泵；18第三滲透汽化儲(chǔ)罐；19料液泵；20第三滲透汽化膜分離器；21換熱器；22產(chǎn)品罐；23緩沖罐；24真空泵。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，這些實(shí)施例和附圖僅起說(shuō)明性作用，并不局限于本發(fā)明的應(yīng)用范圍。圖I是實(shí)施例I中連續(xù)流加式生物質(zhì)發(fā)酵耦合滲透汽化原位分離生產(chǎn)丁醇的工藝流程示意圖。其中，發(fā)酵罐I為發(fā)酵裝置，微濾器2及其中的微濾膜構(gòu)成微濾裝置，第一滲 透汽化儲(chǔ)罐3、料液泵4、第一滲透汽化膜分離器5、換熱器6及分相裝置7構(gòu)成一級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)；料液泵9、第二滲透汽化儲(chǔ)罐10、料液泵11、第二滲透汽化膜分離器12、換熱器13及分相裝置14構(gòu)成二級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)；料液泵17、第三滲透汽化儲(chǔ)罐18、料液泵19、第三滲透汽化膜分離器20、換熱器21及產(chǎn)品罐22構(gòu)成二級(jí)優(yōu)先透水滲透汽化膜系統(tǒng)。該流程中，第一、二、三滲透汽化膜分離器，換熱器6、13、21，分相裝置7、14，產(chǎn)品罐22維持一定的真空度(約300Pa左右)。在圖I中，在發(fā)酵罐I中，在37 °C恒溫條件下，發(fā)酵底物在微生物作用下進(jìn)行連續(xù)流加式厭氧發(fā)酵，得到丁醇發(fā)酵液，該發(fā)酵液中除富含作為主產(chǎn)物的丁醇外，還含有少量其他副產(chǎn)物；發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵底物以連續(xù)流加的方式加入發(fā)酵罐I中，使得發(fā)酵罐I中發(fā)酵底物維持在50 70g/L，以確保發(fā)酵過(guò)程長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定、連續(xù)進(jìn)行；同時(shí)，定時(shí)取樣分析發(fā)酵液中底物的變化以及溶劑的變化。在發(fā)酵罐I中，發(fā)酵經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，檢測(cè)到發(fā)酵液中丁醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到O. 5% O. 9%，此時(shí)，開(kāi)啟發(fā)酵罐出料閥，發(fā)酵罐I中的丁醇發(fā)酵液以60 80L/h的速度流出發(fā)酵罐I進(jìn)入微濾裝置2，經(jīng)過(guò)微濾分離，所分離出的固含物返回發(fā)酵罐I繼續(xù)進(jìn)行發(fā)酵，經(jīng)微濾分離所獲得的除去了固含物后的丁醇發(fā)酵液進(jìn)入第一滲透汽化儲(chǔ)罐3。第一滲透汽化儲(chǔ)罐3中料液溫度維持在30 40°C，系統(tǒng)真空度維持在300Pa左右，滲透汽化膜分離器5中使用的滲透汽化膜為以水為溶劑制備的硅橡膠/聚偏氟乙烯滲透汽化復(fù)合膜。第一滲透汽化儲(chǔ)罐3中的除去固含物后的丁醇發(fā)酵液經(jīng)料液泵4進(jìn)入第一滲透汽化膜分離器5進(jìn)行分離濃縮，未透過(guò)膜的料液返回第一滲透汽化儲(chǔ)罐3，透過(guò)側(cè)的氣體進(jìn)入換熱器6進(jìn)行熱量交換后冷凝為液體進(jìn)入分相裝置7，在分相裝置7中，上層為有機(jī)相，下層為水相，分相裝置7中的一級(jí)有機(jī)相料液通過(guò)料液泵16進(jìn)入第三滲透汽化儲(chǔ)罐18，一級(jí)水相料液通過(guò)料液泵9進(jìn)入第二滲透汽化儲(chǔ)罐10。第一滲透汽化儲(chǔ)罐3中的部分料液通過(guò)料液泵8以60 80L/h的速度流出返回發(fā)酵罐，從而使?jié)B透汽化系統(tǒng)及發(fā)酵系統(tǒng)中丁醇的濃度維持在一恒定值，同時(shí)，以2L/h的速度向發(fā)酵罐中流加800g/L的無(wú)菌葡萄糖溶液。第二滲透汽化儲(chǔ)罐10中料液的溫度保持在40 60°C，第二滲透汽化膜分離器12中所使用的滲透汽化膜與第一滲透汽化膜分離器5中的相同，第二滲透汽化膜分離器12透過(guò)側(cè)氣體經(jīng)過(guò)換熱器13冷凝后進(jìn)入分相罐14，在分相裝置14中，上層為有機(jī)相，下層為水相，分相裝置14中的二級(jí)有機(jī)相料液通過(guò)料液泵17進(jìn)入第三滲透汽化儲(chǔ)罐18，二級(jí)水相料液通過(guò)料液泵15返回第二滲透汽化儲(chǔ)罐10。第三滲透汽化儲(chǔ)罐18中料液的溫度保持在50°C，第三滲透汽化膜分離器20中所使用的滲透汽化膜為聚乙烯醇/聚砜滲透汽化復(fù)合膜，第三滲透汽化膜分離器20透過(guò)側(cè)氣體經(jīng)換熱器21冷凝后得到高濃度丁醇濃縮液，在產(chǎn)品罐22中收集儲(chǔ)存，該濃縮液中除含高濃度作為主產(chǎn)物的丁醇外，還含有少量其他副產(chǎn)物，未透過(guò)的料液返回第三滲透汽化儲(chǔ)罐18。圖2是實(shí)施例2中間歇式生物質(zhì)發(fā)酵耦合滲透汽化分離生產(chǎn)丁醇和實(shí)施例3中分批補(bǔ)料式生物質(zhì)發(fā)酵耦合滲透汽化分離生產(chǎn)丁醇的工藝流程示意圖。圖2所示的工藝流程與圖I不同的是，發(fā)酵底物在發(fā)酵罐I中，在發(fā)酵微生物作用下以間歇式或批補(bǔ)料式發(fā)酵的 方式進(jìn)行生物質(zhì)發(fā)酵，獲得丁醇發(fā)酵液；丁醇發(fā)酵液在過(guò)濾裝置2，中去除固含物，所獲得的去除了固含物的丁醇發(fā)酵液進(jìn)入第一滲透汽化儲(chǔ)罐3，所分離出的固含物不需要繼續(xù)返回發(fā)酵罐，且不需要第一滲透汽化儲(chǔ)罐3的部分料液返回發(fā)酵罐，其他流程均與圖I所示的工藝流程相同。實(shí)施例實(shí)施例I :I.發(fā)酵底物經(jīng)過(guò)連續(xù)流加式生物質(zhì)發(fā)酵獲得丁醇發(fā)酵液在該過(guò)程中，以葡萄糖為發(fā)酵底物進(jìn)行連續(xù)流加式厭氧發(fā)酵獲得丁醇發(fā)酵液，其工藝流程示意圖見(jiàn)圖I。(I)配制培養(yǎng)基以葡萄糖為發(fā)酵底物配制合成培養(yǎng)基，培養(yǎng)基組成為葡萄糖60g/L，乙酸銨2. 2g/L，磷酸二氫鉀lg/L，磷酸氫二鉀lg/L，硫酸鎂O. 3g/L以及其他微量元素與生長(zhǎng)因子。將配制的合成培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移入發(fā)酵罐I中進(jìn)行高溫滅菌，待發(fā)酵罐I內(nèi)溫度降至40°C后通入無(wú)菌氮?dú)鈽?gòu)建無(wú)氧環(huán)境。(2)接種無(wú)菌操作條件下向發(fā)酵罐I內(nèi)的培養(yǎng)基中接入已經(jīng)活化的菌種Clostridiumacetobutylicum ABE1101，接種量為I : 10 (菌種培養(yǎng)液的體積/底物培養(yǎng)基的體積)。(3) ABE 發(fā)酵在37°C恒溫條件下,接種到發(fā)酵罐 I 內(nèi)的 Clostridium acetobutylicum ABE1101以葡糖糖為碳源進(jìn)行厭氧發(fā)酵，得到丁醇發(fā)酵液，該發(fā)酵液中除富含作為主產(chǎn)物的丁醇外，還含有少量乙醇、丙酮和丁酸等副產(chǎn)物；發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵底物以連續(xù)流加的方式加入發(fā)酵罐I中，使得發(fā)酵罐I中發(fā)酵底物維持在50 70g/L，以確保發(fā)酵過(guò)程長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定、連續(xù)進(jìn)行；同時(shí)，定時(shí)取樣分析發(fā)酵液中底物的變化以及溶劑的變化。2.發(fā)酵液經(jīng)過(guò)微濾分離去除固含物在發(fā)酵罐I中，發(fā)酵經(jīng)過(guò)40h后，檢測(cè)到發(fā)酵液中丁醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到O. 5% O. 9%，此時(shí)，開(kāi)啟發(fā)酵罐出料閥，發(fā)酵罐I中的發(fā)酵液以60 80L/h的速度流出發(fā)酵罐I進(jìn)入微濾裝置2，經(jīng)過(guò)微濾分離，所分離出固含物返回發(fā)酵罐I繼續(xù)進(jìn)行發(fā)酵，經(jīng)微濾分離所獲得的除去了固含物后的丁醇發(fā)酵液進(jìn)入第一滲透汽化儲(chǔ)罐3。3.除去了固含物后的丁醇發(fā)酵液經(jīng)過(guò)滲透汽化膜系統(tǒng)逐級(jí)分離濃縮獲得丁醇濃縮液(I)除去了固含物后的丁醇發(fā)酵液經(jīng)過(guò)一級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)進(jìn)行初步的分離濃縮第一滲透汽化儲(chǔ)罐3中料液溫度維持在30 40°C，系統(tǒng)真空度維持在300Pa左右，第一滲透汽化膜分離器5中使用的滲透汽化膜為以水為溶劑制備的硅橡膠/聚偏氟乙烯滲透汽化復(fù)合膜。第一滲透汽化儲(chǔ)罐3中的除去了固含物后的丁醇發(fā)酵液經(jīng)泵4進(jìn)入第 一滲透汽化膜分離器5進(jìn)行分離濃縮，未透過(guò)膜的料液返回第一滲透汽化儲(chǔ)罐3，透過(guò)側(cè)的氣體進(jìn)入換熱器6進(jìn)行熱量交換后冷凝為液體進(jìn)入分相裝置7，在分相裝置7中，上層為有機(jī)相，其中的丁醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69. 5 %，下層為水相，其中的丁醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.62%，分相裝置7中的一級(jí)有機(jī)相料液通過(guò)料液泵16進(jìn)入第三滲透汽化儲(chǔ)罐18，一級(jí)水相料液通過(guò)料液泵9進(jìn)入第二滲透汽化儲(chǔ)罐10。第一滲透汽化儲(chǔ)罐3中的部分料液通過(guò)料液泵8以60 80L/h的速度流出返回發(fā)酵罐，從而使?jié)B透汽化系統(tǒng)及發(fā)酵系統(tǒng)中丁醇的濃度維持在一恒定值，同時(shí)，以2L/h的速度向發(fā)酵罐中流加800g/L的無(wú)菌葡萄糖溶液。(2) 一級(jí)水相料液進(jìn)入二級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)進(jìn)行分離濃縮第二滲透汽化儲(chǔ)罐10中料液的溫度保持在40 60°C，第二滲透汽化膜分離器12中所使用的滲透汽化膜與第一滲透汽化膜分離器5中的相同，第二滲透汽化膜分離器12透過(guò)側(cè)氣體經(jīng)過(guò)換熱器13冷凝后進(jìn)入分相裝置14，在分相裝置14中，上層為有機(jī)相，其中的丁醇濃度為78wt%，下層為水相，其中的丁醇濃度為6. 35wt%，分相裝置14中的二級(jí)有機(jī)相料液通過(guò)料液泵17進(jìn)入第三滲透汽化儲(chǔ)罐18，二級(jí)水相料液通過(guò)料液泵15返回第二滲透汽化儲(chǔ)罐10。(3) 一級(jí)有機(jī)相料液和二級(jí)有機(jī)相料液進(jìn)入優(yōu)先透水滲透汽化膜系統(tǒng)進(jìn)行脫水濃縮第三滲透汽化儲(chǔ)罐18中料液的溫度保持在50°C，第三滲透汽化膜分離器20中所使用的滲透汽化膜為聚乙烯醇/聚砜滲透汽化復(fù)合膜，第三滲透汽化膜分離器20透過(guò)側(cè)氣體經(jīng)換熱器21冷凝后得到高濃度的丁醇濃縮液，其中總?cè)軇┵|(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)99%，丁醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)87. 2%，在產(chǎn)品罐22中收集儲(chǔ)存，該濃縮液中除含高濃度作為主產(chǎn)物的丁醇外，還含有少量乙醇、丙酮和丁酸等副產(chǎn)物，未透過(guò)的料液返回第三滲透汽化儲(chǔ)罐18。本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了葡萄糖連續(xù)流加式生物質(zhì)發(fā)酵與多級(jí)滲透汽化技術(shù)的耦合，大大降低了發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的丁醇對(duì)微生物細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用；與間歇發(fā)酵相比，滲透液中丁醇的濃度提高了 70倍，丁醇的生產(chǎn)強(qiáng)度達(dá)到O. 97g/(L. h)，比間歇發(fā)酵提高了 3. 7倍。實(shí)施例2 I.發(fā)酵底物經(jīng)過(guò)間歇式生物質(zhì)發(fā)酵獲得丁醇發(fā)酵液在該過(guò)程中，以甜高粱渣水解液中的糖類物質(zhì)為碳源進(jìn)行間歇式厭氧發(fā)酵獲得丁醇發(fā)酵液，其工藝流程示意圖見(jiàn)圖2。(I)配制培養(yǎng)基以甜高粱渣水解液為底物配制培養(yǎng)基，培養(yǎng)基組成為總糖50g/L，磷酸二氫鉀O. 9g/L，磷酸氫二鉀O. 9g/L，硫酸鎂O. 25g/L以及其他微量元素與生長(zhǎng)因子。將配制好的培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移入發(fā)酵罐I中進(jìn)行高溫滅菌，待發(fā)酵罐I內(nèi)溫度降至40°c后通入無(wú)菌氮?dú)鈽?gòu)建無(wú)氧環(huán)境。(2)接種無(wú)菌操作條件下向發(fā)酵罐I內(nèi)的培養(yǎng)基中接入已經(jīng)活化的菌種Clostridiumacetobutylicum ABE1101，接種量為I : 10 (菌種培養(yǎng)液的體積/底物培養(yǎng)基的體積)。(3) ABE 發(fā)酵在37°C恒溫條件下,接種到發(fā)酵罐 I 內(nèi)的 Clostridium acetobutylicum ABE1101以葡糖糖為碳源進(jìn)行厭氧發(fā)酵，得到丁醇發(fā)酵液，同時(shí)，定時(shí)取樣分析定發(fā)酵液中底物的變化以及溶劑的變化，該發(fā)酵液中除富含作為主產(chǎn)物的丁醇外，還含有少量乙醇、丙酮和丁酸
等副廣物。 2.發(fā)酵液經(jīng)過(guò)過(guò)濾分離去除固含物在發(fā)酵罐I中，發(fā)酵經(jīng)過(guò)72h后，檢測(cè)到發(fā)酵液中丁醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到1.4%，此時(shí)，開(kāi)啟發(fā)酵罐出料閥，發(fā)酵罐I中的丁醇發(fā)酵液流出發(fā)酵罐I進(jìn)入過(guò)濾裝置2'，經(jīng)過(guò)過(guò)濾分離，所獲得的除去了固含物后的丁醇發(fā)酵液進(jìn)入第一滲透汽化儲(chǔ)罐3。3.除去了固含物后的丁醇發(fā)酵液經(jīng)過(guò)滲透汽化膜系統(tǒng)逐級(jí)分離濃縮獲得丁醇濃縮液(I)除去了固含物的丁醇發(fā)酵液經(jīng)過(guò)一級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)進(jìn)行初步的分離濃縮第一滲透汽化儲(chǔ)罐3中料液溫度維持在40 60°C，系統(tǒng)真空度維持在300Pa左右，第一滲透汽化膜分離器5中使用的滲透汽化膜為以水為溶劑制備的硅橡膠/聚偏氟乙烯滲透汽化復(fù)合膜。第一滲透汽化儲(chǔ)罐3中的除去了固含物后的丁醇發(fā)酵液經(jīng)泵4進(jìn)入第一滲透汽化膜分離器5進(jìn)行分離濃縮，未透過(guò)膜的料液返回第一滲透汽化儲(chǔ)罐3，透過(guò)側(cè)的氣體進(jìn)入換熱器6進(jìn)行熱量交換后冷凝為液體進(jìn)入分相裝置7，在分相裝置7中，上層為有機(jī)相，其中的丁醇濃度為72%，下層為水相，其中的丁醇濃度為7. 15%，分相裝置7中的一級(jí)有機(jī)相料液通過(guò)料液泵16進(jìn)入第三滲透汽化儲(chǔ)罐18，一級(jí)水相料液通過(guò)料液泵9進(jìn)入第二滲透汽化儲(chǔ)罐10。(2) 一級(jí)水相料液進(jìn)入二級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)進(jìn)行分離濃縮第二滲透汽化儲(chǔ)罐10中料液的溫度保持在40 60°C，第二滲透汽化膜分離器12中所使用的滲透汽化膜與第一滲透汽化膜分離器5中的相同，第二滲透汽化膜分離器12透過(guò)側(cè)氣體經(jīng)過(guò)換熱器13冷凝后進(jìn)入分相裝置14，在分相裝置7中，上層為有機(jī)相，其中的丁醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為82%，下層為水相，其中的丁醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6. 13%，分相裝置14中的二級(jí)有機(jī)相料液通過(guò)料液泵17進(jìn)入第三滲透汽化儲(chǔ)罐18，二級(jí)水相料液通過(guò)料液泵15返回第二滲透汽化儲(chǔ)罐10。(3) 一級(jí)有機(jī)相料液和二級(jí)有機(jī)相料液進(jìn)入優(yōu)先透水滲透汽化膜系統(tǒng)進(jìn)行脫水濃縮第三滲透汽化儲(chǔ)罐18中料液的溫度保持在50°C，第三滲透汽化膜分離器20中所使用的滲透汽化膜為聚乙烯醇/聚砜滲透汽化復(fù)合膜，第三滲透汽化膜分離器20透過(guò)側(cè)氣體經(jīng)換熱器21冷凝后得到高濃度丁醇濃縮液，其中總?cè)軇┵|(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)99.5%，丁醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)88. 4%，在產(chǎn)品罐22中收集儲(chǔ)存，該濃縮液中除含高濃度作為主產(chǎn)物的丁醇外，還含有少量乙醇、丙酮和丁酸等副產(chǎn)物，未透過(guò)的料液返回第三滲透汽化儲(chǔ)罐18。本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了甜高粱渣水解液間歇式生物質(zhì)發(fā)酵與多級(jí)滲透汽化技術(shù)的耦合，發(fā)酵液經(jīng)過(guò)過(guò)濾裝置處理后即可直接進(jìn)行滲透汽化，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝流程，降低了生產(chǎn)成本；與單級(jí)滲透汽化相比，滲透液中丁醇的濃度提高了 4倍。實(shí)施例3 I.發(fā)酵底物經(jīng)過(guò)分批補(bǔ)料式生物發(fā)酵獲得丁醇發(fā)酵液在該過(guò)程中，以甜高粱莖桿汁液中的糖類物質(zhì)為碳源進(jìn)行分批補(bǔ)料式厭氧發(fā)酵獲得丁醇發(fā)酵液，其工藝流程示意圖見(jiàn)圖2。(I)配制培養(yǎng)基以甜高粱莖桿汁液為底物配制培養(yǎng)基，培養(yǎng)基組成為總糖65g/L，磷酸二氫鉀O. 8g/L，磷酸氫二鉀O. 8g/L，硫酸鎂O. 25g/L以及其他微量元素與生長(zhǎng)因子。將配制好的培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移入發(fā)酵罐I中進(jìn)行高溫滅菌，待發(fā)酵罐I內(nèi)溫度降至40°c后通入無(wú)菌氮?dú)鈽?gòu)建無(wú)氧環(huán)境。(2)接種無(wú)菌操作條件下向發(fā)酵罐I內(nèi)的培養(yǎng)基中接入已經(jīng)活化的菌種Clostridium acetobutylicum ABE1101，接種量為I : 10 (菌種培養(yǎng)液的體積/底物培養(yǎng)基的體積)。(3) ABE 發(fā)酵在37°C恒溫條件下,接種到發(fā)酵罐 I 內(nèi)的 Clostridium acetobutylicum ABE1101以甜高粱莖桿汁液中的糖類物質(zhì)為碳源進(jìn)行厭氧發(fā)酵，得到丁醇發(fā)酵液，該發(fā)酵液中除富含作為主產(chǎn)物的丁醇外，還含有少量乙醇、丙酮和丁酸等副產(chǎn)物；發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵底物以分批補(bǔ)加的方式加入發(fā)酵罐I中，使得發(fā)酵罐I中發(fā)酵底物維持在50 70g/L，以確保發(fā)酵過(guò)程長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定、連續(xù)進(jìn)行；同時(shí)，定時(shí)取樣分析發(fā)酵液中底物的變化以及溶劑的變化。2. 丁醇發(fā)酵液經(jīng)過(guò)過(guò)濾分離去除固含物在發(fā)酵罐I中，發(fā)酵經(jīng)過(guò)48h后，檢測(cè)到發(fā)酵液中丁醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到1.0%，此時(shí)，開(kāi)啟發(fā)酵罐出料閥，發(fā)酵罐I中的丁醇發(fā)酵液流出發(fā)酵罐I進(jìn)入過(guò)濾裝置2'，經(jīng)過(guò)過(guò)濾分離，所獲得的除去了固含物的丁醇發(fā)酵液進(jìn)入第一滲透汽化儲(chǔ)罐3。3.除去了固含物的丁醇發(fā)酵液經(jīng)過(guò)滲透汽化膜系統(tǒng)逐級(jí)分離濃縮獲得丁醇濃縮液(I)除去了固含物的丁醇發(fā)酵液經(jīng)過(guò)一級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)進(jìn)行初步的分離濃縮第一滲透汽化儲(chǔ)罐3中料液溫度維持在40 60°C，系統(tǒng)真空度維持在300Pa左右，第一滲透汽化膜分離器5中使用的滲透汽化膜為以水為溶劑制備的硅橡膠/聚偏氟乙烯滲透汽化復(fù)合膜。第一滲透汽化儲(chǔ)罐3中的除去了固含物的丁醇發(fā)酵液經(jīng)泵4進(jìn)入第一滲透汽化膜分離器5進(jìn)行分離濃縮，未透過(guò)膜的料液返回第一滲透汽化儲(chǔ)罐3，透過(guò)側(cè)的氣體進(jìn)入換熱器6進(jìn)行熱量交換后冷凝為液體進(jìn)入分相裝置7，在分相裝置7中，上層為有機(jī)相，其中的丁醇濃度為71.2%，下層為水相，其中的丁醇濃度為7. 43%，分相裝置7中的一級(jí)有機(jī)相料液通過(guò)料液泵16進(jìn)入第三滲透汽化儲(chǔ)罐18，一級(jí)水相料液通過(guò)料液泵9進(jìn)入第二滲透汽化儲(chǔ)罐10。
(2) 一級(jí)水相料液進(jìn)入二級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)進(jìn)行分離濃縮第二滲透汽化儲(chǔ)罐10中料液的溫度保持在40-60°C，第二滲透汽化膜分離器12中所使用的滲透汽化膜與第一滲透汽化膜分離器5中的相同，第二滲透汽化膜分離器12透過(guò)側(cè)氣體經(jīng)過(guò)換熱器13冷凝后進(jìn)入分相裝置14，在分相裝置7中，上層為有機(jī)相，其中的丁醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80. 5%，下層為水相，其中的丁醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6. 32%，分相裝置14中的二級(jí)有機(jī)相料液通過(guò)料液泵17進(jìn)入第三滲透汽化儲(chǔ)罐18，二級(jí)水相料液通過(guò)料液泵15返回第二滲透汽化儲(chǔ)罐10。(3) 一級(jí)有機(jī)相料液和二級(jí)有機(jī)相料液進(jìn)入優(yōu)先透水滲透汽化膜系統(tǒng)進(jìn)行脫水濃縮第三滲透汽化儲(chǔ)罐18中料液的溫度保持在50°C，第三滲透汽化膜分離器20中所使用的滲透汽化膜為聚乙烯醇/聚砜滲透汽化復(fù)合膜，第三滲透汽化膜分離器20透過(guò)側(cè)氣體經(jīng)換熱器21冷凝后得到高濃度的丁醇濃縮液，其中總?cè)軇┵|(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)99. 3%，丁醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)87.8%，在產(chǎn)品罐22中收集儲(chǔ)存，該濃縮液中除含高濃度作為主產(chǎn)物的丁醇外，還 含有少量乙醇、丙酮和丁酸等副產(chǎn)物，未透過(guò)的料液返回第三滲透汽化儲(chǔ)罐18。本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了甜高粱莖桿汁液分批補(bǔ)料式生物質(zhì)發(fā)酵與多級(jí)滲透汽化技術(shù)的耦合，大大降低了發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的丁醇對(duì)微生物細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用，發(fā)酵液經(jīng)過(guò)過(guò)濾裝置處理后即可直接進(jìn)行滲透汽化，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝流程，降低了生產(chǎn)成本；與間歇發(fā)酵相t匕，滲透液中丁醇的濃度提高了 70. 48倍，丁醇的生產(chǎn)強(qiáng)度達(dá)到O. 89g/(L. h)，比間歇發(fā)酵提高了 3. 39倍。
權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)發(fā)酵耦合滲透汽化分離生產(chǎn)丁醇的方法，包括 過(guò)程A，發(fā)酵發(fā)酵底物在發(fā)酵裝置中經(jīng)過(guò)發(fā)酵獲得丁醇發(fā)酵液； 過(guò)程C，膜分離丁醇發(fā)酵液經(jīng)過(guò)滲透汽化膜系統(tǒng)逐級(jí)分離濃縮獲得丁醇濃縮液； 其中，滲透汽化膜系統(tǒng)包括一級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)、二級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)以及二級(jí)優(yōu)先透水滲透汽化膜系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于在過(guò)程C中，包括 步驟1，丁醇發(fā)酵液經(jīng)過(guò)一級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)進(jìn)行初步的分離濃縮，透過(guò)側(cè)濃縮液經(jīng)分相處理分為一級(jí)有機(jī)相料液和一級(jí)水相料液； 步驟2，步驟I分相處理獲得的水相料液進(jìn)入二級(jí)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)進(jìn)行分離濃縮，透過(guò)側(cè)濃縮液經(jīng)分相處理分為二級(jí)有機(jī)相料液和二級(jí)水相料液； 步驟3，一級(jí)有機(jī)相料液和二級(jí)有機(jī)相料液進(jìn)入優(yōu)先透水滲透汽化膜系統(tǒng)進(jìn)行脫水濃縮，得到丁醇濃縮液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)中所使用的滲透汽化膜選自八甲基環(huán)四硅氧烷、四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷、羥基封端聚二甲基硅氧烷、乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、聚三甲基硅丙炔、聚丙烯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、纖維素及其改性材料所制備的滲透汽化膜中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述優(yōu)先透水滲透汽化膜系統(tǒng)中所使用的滲透汽化膜選自聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚酰胺、聚酰亞胺、高分子離聚物、殼聚糖、藻朊酸、醋酸纖維素及其改性材料所制備的滲透汽化膜中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于在過(guò)程A和過(guò)程C之間，還包括過(guò)程B，固含物分離丁醇發(fā)酵液經(jīng)過(guò)微濾分離或過(guò)濾分離去除固含物，獲得去除了固含物的丁醇發(fā)酵液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述微濾分離在微濾裝置中進(jìn)行，所述微濾裝置中所使用的微濾膜選自纖維素、乙酸纖維素、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚酯、聚砜、尼龍、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁及其改性材料中所制備的微濾膜中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于在過(guò)程A中，所述生物質(zhì)發(fā)酵在發(fā)酵罐中進(jìn)行，所述發(fā)酵包括間歇式發(fā)酵、分批補(bǔ)料發(fā)酵和連續(xù)流加發(fā)酵。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于從發(fā)酵罐中抽出的丁醇發(fā)酵液中丁醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5% 1.4%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于在所述連續(xù)流加發(fā)酵過(guò)程中，從發(fā)酵罐中抽出的丁醇發(fā)酵液中丁醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5% 0. 9%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)發(fā)酵耦合滲透汽化分離生產(chǎn)丁醇的方法。該方法首先利用生物質(zhì)發(fā)酵液經(jīng)過(guò)優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)后透過(guò)側(cè)液體出現(xiàn)油水分層現(xiàn)象的特點(diǎn)，對(duì)透過(guò)側(cè)水相和油相分別選用優(yōu)先透醇滲透汽化膜系統(tǒng)和優(yōu)先透水滲透汽化膜系統(tǒng)進(jìn)行丁醇產(chǎn)物的高度濃縮，從而得到含水量極少的高濃度有機(jī)物濃縮液，所獲得的有機(jī)物濃縮液的濃度可達(dá)99.5wt％，極大地提高了分離效率，降低了生產(chǎn)過(guò)程的能耗；其次，本發(fā)明將滲透汽化技術(shù)與生物質(zhì)發(fā)酵過(guò)程相耦合，實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵液中丁醇的適時(shí)分離移除，降低了丁醇對(duì)微生物細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用，提高了發(fā)酵產(chǎn)率和底物利用率，極大地降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C12P7/16GK102757984SQ201210228150
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者李樹(shù)峰, 秦培勇, 秦帆, 譚天偉 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)