CN102321679A - 一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法 - Google Patents
一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102321679A CN102321679A CN201110215264A CN201110215264A CN102321679A CN 102321679 A CN102321679 A CN 102321679A CN 201110215264 A CN201110215264 A CN 201110215264A CN 201110215264 A CN201110215264 A CN 201110215264A CN 102321679 A CN102321679 A CN 102321679A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- juice
- sweet sorghum
- stalk
- acetone
- fermentation
- 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.)
- Granted
Links
- 244000138286 Sorghum saccharatum Species 0.000 title claims abstract description 69
- 235000011684 Sorghum saccharatum Nutrition 0.000 title claims abstract description 69
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000010902 straw Substances 0.000 title abstract description 11
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 56
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims abstract description 56
- DNZWLJIKNWYXJP-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;propan-2-one Chemical compound CC(C)=O.CCCCO DNZWLJIKNWYXJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 11
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 53
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 21
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 21
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 12
- 241000193403 Clostridium Species 0.000 claims description 11
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 claims description 9
- 241000193401 Clostridium acetobutylicum Species 0.000 claims description 9
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 claims description 9
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 claims description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 9
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 8
- 235000019750 Crude protein Nutrition 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims description 7
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims description 7
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 7
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 7
- 229920001221 xylan Polymers 0.000 claims description 7
- 150000004823 xylans Chemical class 0.000 claims description 7
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims description 6
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims description 6
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 241000726221 Gemma Species 0.000 claims description 5
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 241000235646 Cyberlindnera jadinii Species 0.000 claims description 4
- 244000168141 Geotrichum candidum Species 0.000 claims description 4
- 235000017388 Geotrichum candidum Nutrition 0.000 claims description 4
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 claims description 4
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 claims description 4
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 3
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 3
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims description 3
- UATJOMSPNYCXIX-UHFFFAOYSA-N Trinitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC([N+]([O-])=O)=CC([N+]([O-])=O)=C1 UATJOMSPNYCXIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PTIUDKQYXMFYAI-UHFFFAOYSA-N methylammonium nitrate Chemical compound NC.O[N+]([O-])=O PTIUDKQYXMFYAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 241000222178 Candida tropicalis Species 0.000 claims description 2
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 claims description 2
- 108010068370 Glutens Proteins 0.000 claims description 2
- 235000019759 Maize starch Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 claims description 2
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 claims description 2
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 claims description 2
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000021312 gluten Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 2
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 235000015099 wheat brans Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 abstract description 4
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 abstract description 4
- 230000036983 biotransformation Effects 0.000 abstract description 3
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 abstract 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 abstract 1
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 abstract 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 abstract 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 241000193469 Clostridium pasteurianum Species 0.000 description 2
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 208000019901 Anxiety disease Diseases 0.000 description 1
- 241000222120 Candida <Saccharomycetales> Species 0.000 description 1
- 241001112695 Clostridiales Species 0.000 description 1
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 1
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 description 1
- AGUIVNYEYSCPNI-UHFFFAOYSA-N N-methyl-N-picrylnitramine Chemical group [O-][N+](=O)N(C)C1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O AGUIVNYEYSCPNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000046109 Sorghum vulgare var. nervosum Species 0.000 description 1
- 230000036506 anxiety Effects 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000012262 fermentative production Methods 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 210000000582 semen Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法，步骤如下：甜高粱秸秆榨汁后进行汁液、茎秆渣分离，甜高粱秸秆渣进行汽爆，得到汽爆秸秆和汽爆秸秆洗出液；汽爆秸秆酶解后与甜高粱汁液混合，控制糖含量在6%-7%，添加氮源，进行丙酮丁醇发酵，生产丙酮、丁醇和乙醇；发酵残渣接种菌种，生产饲料蛋白；汽爆秸秆洗出液经脱色、脱毒、酶解，提取低聚木糖。本发明使甜高粱中的糖类和纤维素、半纤维素得到了分级利用，可以生产低聚木糖，经过生物转化可以生产丙酮、丁醇、乙醇、饲料蛋白等发酵产品。本发明实现了甜高粱秸秆资源的综合利用，生产过程无废料和污染物排放，达到了清洁生产，具有良好的社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法，属于秸秆资源利用领域。
背景技术
丙酮和丁醇是优良的有机溶剂和重要的基础化工原料，以丙酮和丁醇为原料可合成一系列化工产品，目前广泛应用于化工、医药等领域，同时丁醇也是极具潜力的新型生物燃料，今后将是替代汽油的最理想的生物燃料。
丙酮丁醇发酵是一项传统的大宗发酵，曾是仅次于酒精发酵的世界第二大发酵过程。我国从建国初期开始利用玉米粉进行丙酮丁醇发酵的工业化生产，同时形成了稳定的发酵工艺。随着石油资源的减少和环境问题的日益严峻，丙酮丁醇发酵越来越显示出优越性。但是传统的发酵法生产丁醇主要以粮食、木薯等淀粉质原料为主，成本较高，约占总成本的60%，而且容易造成粮食资源的紧张。因此，寻找到一种廉价的非粮生物质原料已经迫在眉睫。
甜高粱，是普通高粱的一个变种，以茎秆含有丰富的糖分汁液为特点，是发酵生产生物燃料的高能作物。但是目前对甜高粱的研发力度及综合利用程度较低，目前集中在利用其茎秆榨汁液生产乙醇或丁醇，甜高粱的其他组分综合利用率低，生产成本较高，极大地限制了甜高粱产业链的延伸发展，迫切需要开发出甜高粱综合利用技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无废料和污染物排放、具有良好的社会效益和经济效益的甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法。
为实现上述目的，发明采用的技术方案如下：一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法，包括如下步骤：
（1）、使用榨汁设备将甜高粱秸秆榨汁后将汁液、渣分离，将甜高粱秸秆渣在0.5-3MPa的压力下，进行汽爆处理5-20min，得到汽爆秸秆和汽爆秸秆液；
（2）、将步骤1得到的汽爆秸秆用水洗，水洗条件是：加水量为1-4倍汽爆秸秆量，温度55-60℃，时间20-40min，洗出液并入汽爆秸秆液，再将汽爆秸秆液经过80目板框过滤，滤渣并入汽爆秸秆；
（3）、将汽爆后的秸秆进行酶解，酶解条件为：加入纤维素酶，纤维素酶用量为5-10FIU/g秸秆，控制pH4.8，温度45-55℃，酶解时间20-60h，得到的酶解液与甜高粱汁液混合，将糖含量控制在6%-7%，再用NaOH调至pH6.5-7；再在混合液中添加氮源，氮源的添加比例为:糖含量与蛋白含量之比是15:1-25:1，在121℃下灭菌15-30 min，制得发酵培养基；将菌种接入5-8%的发酵培养基中，厌氧发酵12-24h后制得丙酮丁醇种子液；将按照5-10%的接种量将丙酮丁醇种子液接入发酵培养基，在37-38℃下厌氧发酵70-75h，生产丙酮丁醇，丙酮丁醇发酵结束后进行固液分离，分别获得发酵液和发酵残渣；用气相色谱测定发酵液中的溶剂含量，发酵液蒸馏获得丁醇、丙酮、乙醇；
（4）、向步骤（3）所得到的丙酮丁醇发酵残渣接种饲料菌种，发酵生产饲料蛋白，发酵条件为：温度28-30℃，搅拌转速90-95r/min，通气量1：1.5（v/v），发酵48-72h，发酵结束时菌体量（每升发酵液中细胞的重量）为8-10g/L，粗蛋白≥42%；
（5）、将汽爆秸秆液在0.05-0.2Mpa，温度40-90℃下减压蒸馏，蒸馏液经过树脂和活性炭脱色，调pH5-6，按照每克木聚糖加入30-90UI单位活性木聚糖酶的比例加入木聚糖酶，于45-60℃酶解3-8h，升温至100℃维持5-20min，得到低聚木糖母液；再经真空浓缩操作得到低聚木糖。
进一步的，步骤（1）中所述的榨汁设备为三辊式压榨机。
进一步的，步骤（3）中所述的氮源为玉米浆、玉米黄浆、玉米黄浆粉、豆粕、豆饼粉、麸皮、米糠、酵母粉、蛋白胨、硫酸铵、氯化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的任何一种或组合物，
步骤（3）中制备丙酮丁醇种子液所用的菌种是下述菌株中任一种或者两种混合：糖丁酸梭菌、丙酮丁醇梭菌、巴氏芽孢梭菌、三硝基苯甲基硝铵梭菌。
进一步的，步骤（4）中所述的饲料菌种为产朊假丝酵母、热带假丝酵母、扣囊拟内孢霉或白地霉之一或组合。
更进一步的，步骤（5）中所述的低聚木糖的聚合度为2-10。
本发明的一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法，首先，实现了甜高粱秸秆中纤维素、半纤维素、糖类的分级利用，可以直接生产或生物转化生产出低聚木糖、丁醇、丙酮、乙醇、饲料蛋白，还为发酵、饲料等行业提供廉价的原料，提高了甜高粱综合利用价值；其次，目前大部分的甜高粱利用方法都是直接利用甜高粱汁液或是甜高粱秸秆渣，而汁液中的糖含量在10%以上，糖含量高于丙酮丁醇发酵所需要的糖含量，需用大量的水稀释。而甜高粱秸秆渣（主要成分为纤维素）酶解后的糖含量在3%-5%，本发明将汽爆秸秆酶解液与甜高粱汁液混合，控制糖含量在6%-7%，达到稀释的目的，节省用水量。
本发明的优点是：本发明使甜高粱中的糖类和纤维素、半纤维素得到了分级利用，可以生产低聚木糖，经过生物转化可以生产丙酮、丁醇、乙醇、饲料蛋白等发酵产品。本发明实现了甜高粱秸秆资源的综合利用，生产过程无废料和污染物排放，达到了清洁生产，具有良好的社会效益和经济效益。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细叙述。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下实施例仅用来举例说明本发明甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法，但并不局限于下述实施例包括的内容。
实施例1
如图1所示，本发明一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法，包括如下步骤：首先取5000g甜高粱秸秆利用三辊式榨汁机将其榨汁，得到甜高粱秸秆渣和甜高粱汁液，将甜高粱秸秆渣在压力为1.0MPa条件下汽爆处理10min，得到汽爆秸秆液和汽爆秸秆；汽爆秸秆用15000ml的水洗，水温55℃，水洗时间30min，洗出液与汽爆秸秆液合并，再将汽爆秸秆液经过80目板框过滤，滤渣并入汽爆秸秆。
将汽爆秸秆渣进行酶解，纤维素酶用量为5FIU/g秸秆，在 pH4.8，温度50℃下行酶解24小时，酶解后进行固液分离,得到的酶解液与甜高粱汁液混合，糖含量为6.5%，再用NaOH调至pH6.5，再加入玉米浆，使糖含量与蛋白含量之比为15:1，在121℃下灭菌20min，制得玉米发酵培养基；将丙酮丁醇梭菌（Clostridium acetobutylicum）菌种接入7%的上述玉米发酵培养基中，厌氧发酵12h获得种子液，将按照8%的接种量将种子液接入发酵培养基，38℃下厌氧发酵72h，生产丙酮丁醇，丙酮丁醇发酵结束后进行固液分离，分别获得发酵液和发酵残渣；用气相色谱测定发酵液中的溶剂含量，总溶剂达到20g/L，发酵液蒸馏获得丁醇、丙酮、乙醇，
丙酮丁醇的发酵废渣，接种产朊假丝酵母菌种，发酵生产饲料蛋白，发酵条件：温度30℃，搅拌转速90r/min，通气量1：1.5（v/v），发酵72h，发酵结束时菌体量为8g/L，粗蛋白45%。
将汽爆秸秆洗出液在0.2MPa，温度70℃下减压蒸馏，蒸馏液经过树脂和活性炭脱色，调pH5.8，按照每克木聚糖加入80UI单位活性木聚糖酶的比例加入木聚糖酶，于55℃酶解4h，升温至100℃维持10min，得到低聚木糖母液；再经真空浓缩操作得到低聚木糖；所得的低聚木糖的聚合度为8 。
实施例2
如图1所示，本发明一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法，包括如下步骤：取5000g甜高粱秸秆利用三辊式榨汁机将其榨汁，得到甜高粱秸秆渣和甜高粱汁液，将甜高粱秸秆渣在压力为1.5MPa条件下汽爆处理5min，得到汽爆秸秆液和汽爆秸秆；汽爆秸秆用20000ml的水洗，水温60℃，水洗时间20min。洗出液与汽爆秸秆液合并，再将汽爆秸秆洗出液经过80目板框过滤，滤渣并入汽爆秸秆。
将汽爆秸秆渣进行酶解，纤维素酶用量为10FIU/g秸秆，在 pH4.8，温度50℃下行酶解20小时，得到的酶解液与甜高粱汁液混合，糖含量为6.5%，再用NaOH调至pH6.5，再加入玉米浆，使糖含量与蛋白含量之比为20:1，在121℃下灭菌20min，制得玉米发酵培养基。将丙酮丁醇梭菌和巴氏芽孢梭菌的混合菌种接入7%的玉米发酵培养基中，厌氧发酵18h获得种子液，将按照10%的接种量将种子液接入发酵培养基，38℃下厌氧发酵72h；生产丙酮丁醇，丙酮丁醇发酵结束后进行固液分离，分别获得发酵液和发酵残渣；用气相色谱测定发酵液中的溶剂含量，总溶剂达到21g/L，发酵液蒸馏获得丁醇、丙酮、乙醇，酶解后进行固液分离。
丙酮丁醇的发酵废渣，接种产朊假丝酵母菌种，发酵生产饲料蛋白。发酵条件：温度30℃，搅拌转速90r/min，通气量1：1.5（v/v），发酵72h，发酵结束时菌体量为10g/L，粗蛋白46%。
将汽爆秸秆洗出液在0.2MPa，50℃下减压蒸馏，蒸馏液经过树脂和活性炭脱色，调pH5.5，按照每克木聚糖加入60UI单位活性木聚糖酶的比例加入木聚糖酶，于60℃酶解3h，升温至100℃维持15min，得到低聚木糖母液；再经真空浓缩操作得到低聚木糖；所得的低聚木糖的聚合度为5。
实施例3
如图1所示，本发明一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法，包括如下步骤：取5000g甜高粱秸秆利用三辊式榨汁机将其榨汁，得到甜高粱秸秆渣和甜高粱汁液，将甜高粱秸秆渣在压力为2MPa条件下汽爆处理15min，得到汽爆秸秆液和汽爆秸秆；汽爆秸秆用10000ml的水洗，水温58℃，水洗时间35min。洗出液与汽爆秸秆液合并，再将汽爆秸秆洗出液经过80目板框过滤，滤渣并入汽爆秸秆。
将汽爆秸秆渣进行酶解，纤维素酶用量为8FIU/g秸秆，在 pH4.8，温度45℃下行酶解40小时，得到的酶解液与甜高粱汁液混合，糖含量为6.8%，再用NaOH调至pH6.8，再加入豆饼粉，使糖含量与蛋白含量之比为23:1，在121℃下灭菌25min，制得发酵培养基，将丙酮丁醇梭菌（Clostridium acetobutylicum）和巴氏芽孢梭（Clostridium pasteurianum）的混合菌种接入8%的豆饼培养基中，厌氧发酵22h获得种子液，将按照5%的接种量将种子液接入发酵培养基，37℃下厌氧发酵75h；生产丙酮丁醇，丙酮丁醇发酵结束后进行固液分离，分别获得发酵液和发酵残渣；用气相色谱测定发酵液中的溶剂含量，总溶剂达到21g/L，发酵液蒸馏获得丁醇、丙酮、乙醇，酶解后进行固液分离。
丙酮丁醇的发酵废渣，接种白地霉菌种，发酵生产饲料蛋白。发酵条件：温度28℃，搅拌转速90r/min，通气量1：1.5（v/v），发酵60h，发酵结束时菌体量为9g/L，粗蛋白48%。
将汽爆秸秆洗出液在0.1MPa，60℃下减压蒸馏，蒸馏液经过树脂和活性炭脱色，调pH6，按照每克木聚糖加入40UI单位活性木聚糖酶的比例加入木聚糖酶，于50℃酶解5h，升温至100℃维持20min，得到低聚木糖母液；再经真空浓缩操作得到低聚木糖；所得的低聚木糖的聚合度为10。
实施例4
如图1所示，本发明一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法，包括如下步骤：取5000g甜高粱秸秆利用三辊式榨汁机将其榨汁，得到甜高粱秸秆渣和甜高粱汁液，将甜高粱秸秆渣在压力为2.5MPa条件下汽爆处理20min，得到汽爆秸秆液和汽爆秸秆；汽爆秸秆用8000ml的水洗，水温58℃，水洗时间35min。洗出液与汽爆秸秆液合并，再将汽爆秸秆洗出液经过80目板框过滤，滤渣并入汽爆秸秆。
将汽爆秸秆渣进行酶解，纤维素酶用量为9FIU/g秸秆，在 pH4.8，温度55℃下行酶解60小时，得到的酶解液与甜高粱汁液混合，糖含量为7%，再用NaOH调至pH7，再加入玉米浆、酵母粉和米糠的混合物，使糖含量与蛋白含量之比为24:1，在121℃下灭菌15min，制得发酵培养基。将三硝基苯甲基硝铵梭菌（Clostridium tetryl）和巴氏芽孢梭菌（Clostridium pasteurianum）的混合菌种接入5%的发酵培养基中，厌氧发酵24h获得种子液，将按照6%的接种量将种子液接入发酵培养基，37℃下厌氧发酵70h；生产丙酮丁醇，丙酮丁醇发酵结束后进行固液分离，分别获得发酵液和发酵残渣；用气相色谱测定发酵液中的溶剂含量，总溶剂达到21g/L，发酵液蒸馏获得丁醇、丙酮、乙醇，酶解后进行固液分离。
丙酮丁醇的发酵废渣，接种扣囊拟内孢霉和白地霉的组合菌种，发酵生产饲料蛋白。发酵条件：温度29℃，搅拌转速95r/min，通气量1：1.5（v/v），发酵65h，发酵结束时菌体量为9.5g/L，粗蛋白50%。
将汽爆秸秆洗出液在0.15MPa，40℃下减压蒸馏，蒸馏液经过树脂和活性炭脱色，调pH6，按照每克木聚糖加入70UI单位活性木聚糖酶的比例加入木聚糖酶，于45℃酶解8h，升温至100℃维持20min，得到低聚木糖母液；再经真空浓缩操作得到低聚木糖；所得的低聚木糖的聚合度为6。
实施例5
如图1所示，本发明一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法，包括如下步骤：取5000g甜高粱秸秆利用三辊式榨汁机将其榨汁，得到甜高粱秸秆渣和甜高粱汁液，将甜高粱秸秆渣在压力为0.7MPa条件下汽爆处理20min，得到汽爆秸秆液和汽爆秸秆；汽爆秸秆用9000ml的水洗，水温58℃，水洗时间40min。洗出液与汽爆秸秆液合并，再将汽爆秸秆洗出液经过80目板框过滤，滤渣并入汽爆秸秆。
将汽爆秸秆渣进行酶解，纤维素酶用量为6FIU/g秸秆，在 pH4.8，温度55℃下行酶解52小时，得到的酶解液与甜高粱汁液混合，糖含量为7%，再用NaOH调至pH7，再加入碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵的混合物，使糖含量与蛋白含量之比为18:1，在121℃下灭菌15min，制得发酵培养基。将糖丁酸梭菌（Clostridium saccharoacetobutylicum）和丙酮丁醇梭菌（Clostridium acetobutylicum）的混合菌种接入6%的发酵培养基中，厌氧发酵16h获得种子液，将按照6%的接种量将种子液接入发酵培养基，37℃下厌氧发酵74h；生产丙酮丁醇，丙酮丁醇发酵结束后进行固液分离，分别获得发酵液和发酵残渣；用气相色谱测定发酵液中的溶剂含量，总溶剂达到21g/L，发酵液蒸馏获得丁醇、丙酮、乙醇，酶解后进行固液分离。
丙酮丁醇的发酵废渣，接种热带假丝酵母菌种，发酵生产饲料蛋白。发酵条件：温度29℃，搅拌转速92r/min，通气量1：1.5（v/v），发酵48h，发酵结束时菌体量为9.5g/L，粗蛋白55%。
将汽爆秸秆洗出液在0.15MPa，80℃下减压蒸馏，蒸馏液经过树脂和活性炭脱色，调pH6，按照每克木聚糖加入70UI单位活性木聚糖酶的比例加入木聚糖酶，于60℃酶解8h，升温至100℃维持20min，得到低聚木糖母液；再经真空浓缩操作得到低聚木糖；所得的低聚木糖的聚合度为6。
Claims (6)
1.一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）、使用榨汁设备将甜高粱秸秆榨汁后将汁液、渣分离，将甜高粱秸秆渣在0.5-3MPa的压力下，进行汽爆处理5-20min，得到汽爆秸秆和汽爆秸秆液；
（2）、将步骤1得到的汽爆秸秆用水洗，水洗条件是：加水量为1-4倍汽爆秸秆量，温度55-60℃，时间20-40min，洗出液并入汽爆秸秆液，再将汽爆秸秆液经过80目板框过滤，滤渣并入汽爆秸秆；
（3）、将汽爆后的秸秆进行酶解，酶解条件为：加入纤维素酶，纤维素酶用量为5-10FIU/g秸秆，控制pH4.8，温度45-55℃，酶解时间20-60h，得到的酶解液与甜高粱汁液混合，将糖含量控制在6%-7%，再用NaOH调至pH6.5-7；再在混合液中添加氮源，氮源的添加比例为:糖含量与蛋白含量之比是15:1-25:1，在121℃下灭菌15-30 min，制得发酵培养基；将菌种接入5-8%的发酵培养基中，厌氧发酵12-24h后制得丙酮丁醇种子液；将按照5-10%的接种量将丙酮丁醇种子液接入发酵培养基，在37-38℃下厌氧发酵70-75h，生产丙酮丁醇，丙酮丁醇发酵结束后进行固液分离，分别获得发酵液和发酵残渣；用气相色谱测定发酵液中的溶剂含量，发酵液蒸馏获得丁醇、丙酮、乙醇；
（4）、向步骤（3）所得到的丙酮丁醇发酵残渣接种饲料菌种，发酵生产饲料蛋白，发酵条件为：温度28-30℃，搅拌转速90-95r/min，通气量1：1.5（v/v），发酵48-72h，发酵结束时菌体量为8-10g/L，粗蛋白≥42%；
（5）、将汽爆秸秆液在0.05-0.2Mpa，温度40-90℃下减压蒸馏，蒸馏液经过树脂和活性炭脱色，调pH5-6，按照每克木聚糖加入30-90UI单位活性木聚糖酶的比例加入木聚糖酶，于45-60℃酶解3-8h，升温至100℃维持5-20min，得到低聚木糖母液；再经真空浓缩操作得到低聚木糖。
2.根据权利要求1所述的一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法，其特征是：步骤（1）中所述的榨汁设备为三辊式压榨机。
3.根据权利要求1所述的一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法，其特征是：步骤（3）中所述的氮源为玉米浆、玉米黄浆、玉米黄浆粉、豆粕、豆饼粉、麸皮、米糠、酵母粉、蛋白胨、硫酸铵、氯化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的任何一种或组合物。
4.根据权利要求1所述的一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法，其特征是：步骤（3）中制备丙酮丁醇种子液所用的菌种是下述菌株中任一种或者两种混合：糖丁酸梭菌、丙酮丁醇梭菌、巴氏芽孢梭菌、三硝基苯甲基硝铵梭菌。
5.根据权利要求1所述的一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法，其特征是：步骤（4）中所述的饲料菌种为产朊假丝酵母、热带假丝酵母、扣囊拟内孢霉或白地霉之一或组合。
6.根据权利要求1所述的一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法，其特征是：步骤（5）中所述的低聚木糖的聚合度为2-10。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011102152645A CN102321679B (zh) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | 一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011102152645A CN102321679B (zh) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | 一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102321679A true CN102321679A (zh) | 2012-01-18 |
| CN102321679B CN102321679B (zh) | 2013-05-01 |
Family
ID=45449512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011102152645A Active CN102321679B (zh) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | 一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102321679B (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102653777A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-09-05 | 上海中科高等研究院 | 利用小麦麸皮发酵生产丙酮-丁醇-乙醇的方法 |
| CN102876735A (zh) * | 2012-07-25 | 2013-01-16 | 中国科学院成都生物研究所 | 一种以秸秆为原料发酵生产丙酮、乙醇、丁醇的方法 |
| CN102978245A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-03-20 | 上海中科高等研究院 | 一种利用玉米皮发酵丁醇并联产膳食纤维的方法 |
| CN104087634A (zh) * | 2014-07-11 | 2014-10-08 | 清华大学 | 一种用甜高粱发酵渣制备低聚木糖的方法 |
| CN104651416A (zh) * | 2015-02-09 | 2015-05-27 | 江苏联海生物科技有限公司 | 一种利用甜高粱同步生产生物丁醇和纳米纤维素的方法 |
| CN106047943A (zh) * | 2016-08-08 | 2016-10-26 | 海南神州新能源建设开发有限公司 | 一种利用能源草高效转化沼气的制备方法 |
| CN106049146A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-10-26 | 黑龙江黑钻生物科技有限公司 | 一种秸秆的处理方法及其应用 |
| CN106755130A (zh) * | 2017-01-03 | 2017-05-31 | 北京化工大学 | 一种利用青鲜含糖生物质发酵生产乙醇的方法 |
| CN107641602A (zh) * | 2017-07-13 | 2018-01-30 | 常州市萤火虫生物科技有限公司 | 一株产朊假丝酵母及其在发酵产蛋白中的应用 |
| CN109266694A (zh) * | 2017-07-18 | 2019-01-25 | 冯长林 | 一种乙醇等多产品联产工艺 |
| CN112521428A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-03-19 | 山东泉水环保科技有限公司 | 一种纤维原料综合利用的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101875953A (zh) * | 2009-12-21 | 2010-11-03 | 南京林业大学 | 木质纤维原料蒸汽爆破、定向酶解分离和乙醇发酵的方法 |
| CN101942485A (zh) * | 2009-07-06 | 2011-01-12 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种汽爆秸秆木糖发酵丙酮丁醇及提取剩余物的方法 |
-
2011
- 2011-07-29 CN CN2011102152645A patent/CN102321679B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101942485A (zh) * | 2009-07-06 | 2011-01-12 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种汽爆秸秆木糖发酵丙酮丁醇及提取剩余物的方法 |
| CN101875953A (zh) * | 2009-12-21 | 2010-11-03 | 南京林业大学 | 木质纤维原料蒸汽爆破、定向酶解分离和乙醇发酵的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李兴江等: "秸秆两步发酵法制备丁二酸研究", 《食品科学》 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102653777A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-09-05 | 上海中科高等研究院 | 利用小麦麸皮发酵生产丙酮-丁醇-乙醇的方法 |
| CN102876735A (zh) * | 2012-07-25 | 2013-01-16 | 中国科学院成都生物研究所 | 一种以秸秆为原料发酵生产丙酮、乙醇、丁醇的方法 |
| CN102876735B (zh) * | 2012-07-25 | 2014-04-30 | 中国科学院成都生物研究所 | 一种以秸秆为原料发酵生产丙酮、乙醇、丁醇的方法 |
| CN102978245A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-03-20 | 上海中科高等研究院 | 一种利用玉米皮发酵丁醇并联产膳食纤维的方法 |
| CN104087634A (zh) * | 2014-07-11 | 2014-10-08 | 清华大学 | 一种用甜高粱发酵渣制备低聚木糖的方法 |
| CN104651416A (zh) * | 2015-02-09 | 2015-05-27 | 江苏联海生物科技有限公司 | 一种利用甜高粱同步生产生物丁醇和纳米纤维素的方法 |
| CN106049146A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-10-26 | 黑龙江黑钻生物科技有限公司 | 一种秸秆的处理方法及其应用 |
| CN106047943A (zh) * | 2016-08-08 | 2016-10-26 | 海南神州新能源建设开发有限公司 | 一种利用能源草高效转化沼气的制备方法 |
| CN106755130A (zh) * | 2017-01-03 | 2017-05-31 | 北京化工大学 | 一种利用青鲜含糖生物质发酵生产乙醇的方法 |
| CN107641602A (zh) * | 2017-07-13 | 2018-01-30 | 常州市萤火虫生物科技有限公司 | 一株产朊假丝酵母及其在发酵产蛋白中的应用 |
| CN107641602B (zh) * | 2017-07-13 | 2020-09-29 | 江苏黑钻生物工程有限公司 | 一株产朊假丝酵母及其在发酵产蛋白中的应用 |
| CN109266694A (zh) * | 2017-07-18 | 2019-01-25 | 冯长林 | 一种乙醇等多产品联产工艺 |
| CN112521428A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-03-19 | 山东泉水环保科技有限公司 | 一种纤维原料综合利用的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102321679B (zh) | 2013-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102321679B (zh) | 一种甜高粱茎秆及其汁液的综合利用方法 | |
| CN102277391B (zh) | 一种秸秆类原料的综合利用方法 | |
| CN101358214B (zh) | 利用秸秆生产糠醛耦合联产丙酮和丁醇的方法 | |
| CN1944658B (zh) | 利用玉米芯加工残渣发酵生产纤维素酒精的方法 | |
| CN104774876A (zh) | 一种木质纤维素生物质综合利用的方法 | |
| WO2010072093A1 (zh) | 一种纤维素乙醇的生产方法 | |
| CN105200094B (zh) | 一种利用微生物发酵木质纤维素原料产乙醇的方法 | |
| WO2016173262A1 (zh) | 一种农林生物质废弃物浓醪发酵产纤维素乙醇的方法 | |
| CN105779512A (zh) | 一种木质纤维废弃物混合水解制取燃料乙醇的方法 | |
| US20150087041A1 (en) | Production of ethanol with reduced contaminants in a cellulosic biomass based process | |
| CN110004196B (zh) | 秸秆-玉米联产燃料乙醇和ddgs的工艺 | |
| CN103898166A (zh) | 一种乙醇的生产方法 | |
| CN103382489A (zh) | 一种清液发酵生产酒精的方法 | |
| CN104073525A (zh) | 一种同步糖化共发酵生产乙醇的方法 | |
| CN103509828B (zh) | 一种以木薯渣为原料协同糖化发酵制备乙醇的方法 | |
| CN102827883A (zh) | 一种碱性预处理植物纤维原料酶解发酵制取乙醇的方法 | |
| CN105838743B (zh) | 一种通过分批补料半同糖化浓醪发酵纤维素乙醇的方法 | |
| CN102242177B (zh) | 一种由糠醛渣发酵制备乳酸和乙醇的方法 | |
| CN102220381B (zh) | 利用碎粉、豆渣生产食用酒精的工艺 | |
| CN102071236A (zh) | 木薯渣制备还原糖和低聚糖的一种方法 | |
| CN111349658A (zh) | 一种木质纤维素酶解发酵生产乙醇的方法 | |
| CN109929882A (zh) | 以纤维素和糖类为原料共同发酵生产乙醇的工艺 | |
| CN107354185A (zh) | 一种提高木薯发酵生产燃料乙醇得率的工艺 | |
| CN102702338B (zh) | 一种提取小麦麸皮蛋白并联产丙酮、丁醇及乙醇的方法 | |
| CN102703523A (zh) | 以甘蔗渣和糖蜜为原料混合发酵生产丁醇的方法 |
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: JIANGSU LIANHAI BIOTECHOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: WEN ZHIMING Effective date: 20140522 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20140522 Address after: 226133 weft four road, industrial concentration area, Haimen, Jiangsu, Nantong Patentee after: Jiangsu Lianhai Biological Technology Co., Ltd. Address before: 226133 weft four road, industrial concentration area, Haimen, Jiangsu, Nantong Patentee before: Wen Zhiming |