CN101580855B - 玉米秸秆资源生产2,3-丁二醇的清洁技术 - Google Patents
玉米秸秆资源生产2,3-丁二醇的清洁技术 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101580855B CN101580855B CN2009100121768A CN200910012176A CN101580855B CN 101580855 B CN101580855 B CN 101580855B CN 2009100121768 A CN2009100121768 A CN 2009100121768A CN 200910012176 A CN200910012176 A CN 200910012176A CN 101580855 B CN101580855 B CN 101580855B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- butanediol
- raw material
- producing
- butyleneglycol
- maize straw
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000010902 straw Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 title claims abstract description 7
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 title claims abstract description 7
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 title claims abstract description 6
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 title claims abstract description 6
- OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N butane-2,3-diol Chemical compound CC(O)C(C)O OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 15
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 7
- 241000588748 Klebsiella Species 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 6
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 6
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims description 6
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 230000003113 alkalizing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 abstract description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 2
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 2
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 abstract 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 abstract 1
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 4
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 4
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 description 4
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 description 4
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明涉及一种玉米秸秆资源2，3-丁二醇生产的清洁技术，选用农作物玉米秸为原料，将通过碱法或液化法得到的纤维素原料中的纤维素酶解，接入细菌-克雷伯氏菌属(Klebsiella)或芽孢秆菌属(Bacillus)细菌菌液进行2，3-丁二醇发酵生产，以草代粮、变废为宝，降低了2，3-丁二醇生产成本；废液中只有少量的残留半纤维素、木素和灰分，即使原料水解发酵不完全，废液中固液分离容易，还可再利用，因此减少了环境污染。每公斤秸秆纤维素原料产混合糖液0.5kg，发酵结束减压蒸馏提取2，3丁二醇0.18～0.22kg。该2，3-丁二醇的生产具有生产成本低的特点，起到开发资源保护环境的双重效果。
Description
技术领域
本发明属生物质能领域，具体涉及一种生物酶在玉米秸秆资源生产2，3-丁二醇中的应用技术。
技术背景
2，3-丁二醇燃料作为可再生能源不会枯竭，并且不会引起温室效应。微生物发酵糖可以生产酒精。目前在工业生产中用于发酵产2，3-丁二醇的微生物主要是细菌-克雷伯氏菌属(Klebsiella)或芽孢秆菌属(Bacillus)。包括秸秆在内的含有糖类物质的生物质都可能作为2，3-丁二醇发酵的原料，大分子物质的利用需先经过酶的降解。生物2，3-丁二醇作为石油的替代物，其产业链还在继续延伸。我国有发展纤维素制2，3-丁二醇的有利条件，每年仅农作物秸秆就有2亿多吨(干重)，而我国粮食资源并不丰富，因此将农林废弃物转化为2，3-丁二醇燃料，形成产业化利用，非常适合我国的国情，从能源安全角度上看也是十分有利的，而且可消除由焚烧秸秆造成的环境问题。
发明内容
本发明的目的是以造纸工业经碱化后或液化法得到的纤维素为主要原料，经生物工程技术处理，生产出低成本的生物2，3-丁二醇。
本发明的目的是通过下列技术方案实现的：
第一步、将含有纤维素60～62％的纤维素原料粉碎，备用；
第二步、上述原料分别按2-5％的加酶量加入纤维素复合酶制剂，在PH值5.5～7，35～45℃酶解3～5天；
第三步、按1～5％的接种量加入产酸克雷伯氏菌属或芽孢秆菌属细菌菌液，在加水比1∶5～7，30～40℃保温发酵3～5天；
第四步、减压蒸馏得到2，3-丁二醇，其收率为原料重量的18～22％。
本发明所采用的纤维素原料可以利用造纸工业经碱化后所得，其中含纤维素60％；也可以利用液化法制得，其中含纤维素62％。
本发明选用农作物玉米秸为原料，以草代粮、变废为宝，降低了2，3-丁二醇生产成本；废液中只有少量的残留半纤维素、木素和灰分，即使原料水解发酵不完全，废液中固液分离容易，还可再利用，因此减少了环境污染。每公斤秸秆纤维素原料产混合糖液0.5kg，发酵结束减压蒸馏提取2，3丁二醇0.18～0.22kg。该2，3-丁二醇的生产具有生产成本低的特点，起到开发资源保护环境的双重效果。
具体实施方式
实施例1
造纸工业经碱化后得到的纤维素原料1公斤，按2％的比例加入纤维素酶，在加水比1∶5，PH值5.5，45℃酶解5天。然后按2％的接种量加入产酸克雷伯氏菌属细菌菌液，30℃保温发酵3天，经过蒸馏得到2，3-丁二醇0.20kg。
实施例2
经碱法蒸煮得到的纤维素原料1公斤，按3％的比例加入纤维素酶，在加水比1∶5.5，PH值6.0，45℃酶解4天。然后按3％的接种量加入产酸克雷伯氏菌属细菌菌液，36℃保温发酵3天，经过减压蒸馏得到2，3-丁二醇0.22kg。
实施例3
液化法得到的纤维素原料1公斤，按3％的比例加入纤维素酶，在加水比1∶6，PH值6.0，45℃酶解3天。然后按2％的接种量加入芽孢秆菌属细菌菌液，35℃保温发酵3天，经过减压蒸馏得到2，3-丁二醇0.19kg。
实施例4
液化法得到的纤维素原料1公斤，按4％的比例加入纤维素酶，在加水比1∶6.5，PH值6.0，45℃酶解4天。然后按3％的接种量加入芽孢秆菌属细菌菌液，37℃保温发酵3天，经过减压蒸馏得到2，3-丁二醇0.21kg。
Claims (1)
1.一种玉米秸秆资源生产2，3-丁二醇的方法，其特征在于按如下步骤进行操作：
第一步、将含有纤维素60～62％的纤维素原料粉碎，备用；
第二步、上述原料分别按2～5％的加酶量加入纤维素复合酶制剂，在加水比1∶5～7，PH值5.5～7，35～45℃酶解3～5天；
第三步、按1～5％的接种量加入产酸克雷伯氏菌属细菌菌液，在30～40℃保温发酵3～5天；
第四步、减压蒸馏得到2，3-丁二醇，收率为原料重量的18～22％；
其中，纤维素原料是利用造纸工业经碱化后所得。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009100121768A CN101580855B (zh) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | 玉米秸秆资源生产2,3-丁二醇的清洁技术 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009100121768A CN101580855B (zh) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | 玉米秸秆资源生产2,3-丁二醇的清洁技术 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101580855A CN101580855A (zh) | 2009-11-18 |
| CN101580855B true CN101580855B (zh) | 2012-05-23 |
Family
ID=41363170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009100121768A Expired - Fee Related CN101580855B (zh) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | 玉米秸秆资源生产2,3-丁二醇的清洁技术 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101580855B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IN2014CN03491A (zh) * | 2011-10-14 | 2015-07-03 | Toray Industries |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101586127A (zh) * | 2009-06-22 | 2009-11-25 | 大连工业大学 | 稻草秸秆液态发酵2,3-丁二醇生产清洁燃料的方法 |
-
2009
- 2009-06-22 CN CN2009100121768A patent/CN101580855B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101586127A (zh) * | 2009-06-22 | 2009-11-25 | 大连工业大学 | 稻草秸秆液态发酵2,3-丁二醇生产清洁燃料的方法 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| 冯燕青.Klebsiella oxytoca ZU-03发酵生产2,3-丁二醇的研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库(工程科技I辑)》.2008,(第9期),第39-40页、第48页和第55页. * |
| 冯燕青.KlebsiellaoxytocaZU-03发酵生产2 3-丁二醇的研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库（工程科技I辑）》.2008 |
| 司阳.利用玉米秸秆水解液发酵生产2 3-丁二醇.《食品与发酵工业》.2010 |
| 司阳.利用玉米秸秆水解液发酵生产2,3-丁二醇.《食品与发酵工业》.2010,第36卷(第2期),26-29. * |
| 李阳等.玉米秸秆液化产物水解制糖研究.《中国酿造》.2008,(第22期),50-53. * |
| 纪晓俊.微生物发酵法生产2，3-丁二醇的研究进展.《现代化工》.2006,(第8期),23-27. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101580855A (zh) | 2009-11-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sindhu et al. | Water hyacinth a potential source for value addition: an overview | |
| Zabed et al. | Bioethanol production from renewable sources: Current perspectives and technological progress | |
| Li et al. | Simultaneous saccharification and fermentation of lignocellulosic residues pretreated with phosphoric acid–acetone for bioethanol production | |
| Ibeto et al. | A global overview of biomass potentials for bioethanol production: a renewable alternative fuel | |
| CN101514349B (zh) | 一种由竹材纤维制备燃料乙醇的方法 | |
| CN102154381B (zh) | 一种以木质纤维素为原料联产乙醇和微生物油脂的方法 | |
| CN101967452B (zh) | 一种发酵性丝孢酵母菌株及其生产微生物油脂的应用 | |
| CN104745643B (zh) | 一种利用烟秆原料发酵生产乙醇的方法 | |
| Karimi et al. | Solid-state fermentation as an alternative technology for cost-effective production of bioethanol as useful renewable energy: a review | |
| CN102363795A (zh) | 利用木质纤维素联产乳酸和乙醇的方法 | |
| Ray et al. | Sweet sorghum for bioethanol production: scope, technology, and economics | |
| CN100516355C (zh) | 由微生物产品发酵过程的纤维残渣制备纸浆的方法 | |
| CN101608192A (zh) | 一种利用玉米芯生产丁二酸的方法 | |
| CN101942485B (zh) | 一种汽爆秸秆木糖发酵丙酮丁醇及提取剩余物的方法 | |
| CN101580855B (zh) | 玉米秸秆资源生产2,3-丁二醇的清洁技术 | |
| CN103614299B (zh) | 一种卷枝毛霉、制备降粘酶的方法及其应用 | |
| Soni et al. | Value added products from lignocellulosic agricultural residues: an overview | |
| CN102634549B (zh) | 一种微生物油脂的生产方法 | |
| JP5953045B2 (ja) | バイオマスを用いたエタノール製造方法 | |
| Mutepe | Ethanol production from sweet sorghum | |
| CN101586127A (zh) | 稻草秸秆液态发酵2,3-丁二醇生产清洁燃料的方法 | |
| CN101586126A (zh) | 秸秆资源固态发酵2,3-丁二醇生产清洁燃料的方法 | |
| CN106032542A (zh) | 发酵纤维素水解液来生成乙醇的方法 | |
| CN105331641A (zh) | 一种使用水葫芦作为发酵原料制备丁二酸的方法 | |
| Biswal et al. | Bamboo valorization by fermentation and enzyme treatment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HAINAN UNIVERSITY Free format text: FORMER OWNER: DALIAN POLYTECHNIC UNIVERSITY Effective date: 20140303 |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 116034 DALIAN, LIAONING PROVINCE TO: 570228 HAIKOU, HAINAN PROVINCE |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20140303 Address after: 570228 School of materials and chemical engineering, Hainan University, 58 Renmin Road, Hainan, Haikou Patentee after: Hainan University Address before: 116034 Ganjingzi Light Industry Zone, Liaoning, No. 1, No. Patentee before: Dalian Polytechnic University |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120523 Termination date: 20200622 |