CN104818297A - 一种利用菇渣发酵产氢的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用菇渣发酵产氢的方法及其应用。该方法在以菇渣为底物制备得到的发酵培养基中接种嗜热厌氧梭菌进行厌氧发酵,得到氢气,氢气的最高产量可以达到67.72mmol/L。本发明发酵所用的原料是菇类农业生产后的废弃物—菇渣,总纤维素含量约为44wt%,可直接被微生物水解和利用,进行氢气的发酵,显著的降低了生产成本以及降低废弃菇渣所造成的环境污染问题;同时,本发明通过嗜热厌氧菌集成生物工艺进行生物制氢省去了酶解糖化过程酶的生产成本,简化了传统分步糖化发酵工艺,有效降低了发酵过程杂菌污染的可能,可以有效降低投资费用和生产成本,具有极其广阔的应用推广前景。
Description
技术领域
本发明属于微生物发酵技术领域,特别涉及一种利用菇渣发酵产氢的方法及其应用。
背景技术
能源是人类社会赖以生存及发展的物质基础,其消耗水平成为衡量社会经济发展水平和文明发展的标志。随着工业水平和社会文明的迅速发展,世界对能源的需要日益剧增,能源短缺和环境污染已是人类社会进步所面临的巨大挑战。目前世界上所消耗的能源中绝大部分都来源于化石能源,但由于存储量有限、不可再生、污染环境等问题,严重制约了人类社会活动的开展,生物炼制应运而生,同时被人们寄予厚望,成为了能源研究领域的热点。生物能源由于存在一定的与人争粮、与粮争地等问题后,严重制约了生物能源产业化的发展。目前我国的生物能源产业界已经清理、调整了生物能源的发展方向,即以现有非粮食木质纤维素进行生物能源的生产。将木质纤维素生物转化为能源时需要先将其糖化转化为微生物可利用的可发酵性糖,这一过程中存在底物预处理成本高、酶的成本高和转化率低等问题。
氢气作为能源具有热值高、燃烧后仅仅生成水、可再生性等已成为一种高效、清洁、可持续的理想新型能源,是最具发展潜力的新能源,除了作为能源还可以作为工业原料,在石油化工、食品加工、航空航天等方面具有广泛的应用。常规的制氢方法虽然技术成熟,但是不能解决目前所面临的资源、环境等问题,而生物质制氢可以解决上述问题,已经备受研究者的青睐,各国也加大力度开发生物质氢。
原材料和酶的成本在生物燃料生产中占据较大比重,因此如何选择所使用的原材料和酶以降低生物燃料的成本是研究人员的研究方向。
发明内容
为了解决现有生物制氢的不足,本发明的首要目的在于提供一种利用菇渣发酵产氢的方法。该方法以菇渣为原料,利用嗜热厌氧梭菌(Clostridiumthermocellum)进行厌氧发酵以达到制氢的目的。该过程中菇渣作为原料不进行复杂预处理,仅仅采用洗涤、粉碎等处理,很大程度上节约了成本,同时降低了酸碱预处理造成的环境污染问题,而且以农业废弃物为原料,在变废为宝的同时可以降低其对环境的污染的问题。该方法采用低成本的原料、不添加额外的纤维素酶,是一种高效、环境友好型的低成本生物制氢工艺。
本发明的另一目的在于提供所述利用菇渣发酵产氢的方法的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现:一种利用菇渣发酵产氢的方法,包括如下步骤:在发酵培养基中接种嗜热厌氧梭菌(Clostridium thermocellum)进行厌氧发酵,得到氢气。
所述的发酵培养基的组成为:A液、B液、C液、D液和E液按体积比40:2:1:1:1混合得到,pH值为7.0~7.4,优选为7.2;或A液、B液、C液、D液、E液和F液按体积比37:2:1:1:1:3混合得到,pH自然。
A液中含有20~60g/L的菇渣作为碳源,菇渣的浓度优选为40~60g/L;B液中含有柠檬酸钾50g/L、一水柠檬酸31.25g/L、硫酸钠25g/L、磷酸二氢钾25g/L和碳酸氢钠62.5g/L;C液中含有氯化铵75g/L、尿素250g/L和酵母抽提物50g/L;D液中含有六水氯化镁50g/L、氯化亚铁四水合物5g/L、二水氯化钙10g/L和L-半胱氨酸盐酸盐一水物50g/L;E液中含有二盐酸吡哆胺1g/L、对氨基苯甲酸0.2g/L、D-生物素0.1g/L、维生素B120.1g/L和维生素B10.2g/L;F液中含有尿素250g/L。A液、B液、C液、D液、E液和F液中的溶剂为去离子水。
所述的菇渣通过如下方法制备得到:将菇类生产后的废弃物直接烘干或用清水洗涤至中性后烘干至恒重,粉碎得到。菇类生产后的废弃物一般包括菇类的培养基以及被废弃的菇体。
所述的粉碎的程度优选为能过40~200目筛;更优选能过60~200目筛。
所述的嗜热厌氧梭菌为能够直接降解纤维素的嗜热厌氧梭菌,优选为嗜热厌氧梭菌ATCC 27405。
所述的嗜热厌氧梭菌为处于对数生长期的嗜热厌氧梭菌,接种体积量优选为相当于发酵培养基体积的10%。
所述处于对数生长期的嗜热厌氧梭菌通过如下步骤制备得到:将嗜热厌氧梭菌(Clostridium thermocellum)在种子液培养基中经活化和扩大培养,得到处于对数生长期的嗜热厌氧梭菌。
所述的种子液培养基采用本领域常用的MTC培养基,以纤维素作为碳源。
所述的MTC培养基的组成如下:A’液、B液、C液、D液和E液按体积比40:2:1:1:1混合得到;
A’液中含有3g/L的纤维素,纤维素作为碳源;B液中含有柠檬酸钾50g/L、一水柠檬酸31.25g/L、硫酸钠25g/L、磷酸二氢钾25g/L和碳酸氢钠62.5g/L;C液中含有氯化铵75g/L、尿素250g/L和酵母抽提物50g/L;D液中含有六水氯化镁50g/L、氯化亚铁四水合物5g/L、二水氯化钙10g/L和L-半胱氨酸盐酸盐一水物50g/L;E液中含有二盐酸吡哆胺1g/L、对氨基苯甲酸0.2g/L、D-生物素0.1g/L、维生素B120.1g/L和维生素B10.2g/L。A’液、B液、C液、D液和E液中的溶剂为去离子水。
所述的活化的条件优选为:在10mL西林瓶中加入种子液培养基,再接种嗜热厌氧梭菌,于55~60℃摇床培养48~72h。
所述的扩大培养的条件优选为:在100mL血清瓶中加入种子液培养基,再接种经活化后的嗜热厌氧梭菌,于55~60℃摇床培养48~72h或OD600=1.1~1.5。
所述的厌氧发酵的条件优选为:55~60℃摇床上厌氧发酵7~13天;更优选为55~60℃摇床上厌氧发酵9天。
所述的摇床的转速为150~180rpm;优选为150rpm。
所述的厌氧发酵优选通过如下操作步骤实现:在能密封的发酵容器中加入发酵培养基,密封,抽真空,充惰性气体,灭菌,再接种嗜热厌氧梭菌进行厌氧发酵。
所述的能密封的发酵容器优选为血清瓶。
所述的最终发酵培养基往所述能密封的发酵容器中的加入体积量优选为不超过所述能密封的发酵容器体积的1/2。
所述的惰性气体优选为氮气。
所述的充惰性气体的具体操作优选为:充0.01MPa氮气3次。
所述的灭菌的条件优选为:115℃灭菌20min。
所述利用菇渣发酵产氢的方法在制备氢气中进行应用。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
(1)本发明发酵所用的原料是菇类农业生产后的废弃物—菇渣,总纤维素(纤维素及半纤维素)含量约为44%(wt,干重)左右,不需要经过复杂的酸碱预处理即可直接被微生物水解和利用,进行氢气的发酵,显著的降低了生产成本以及降低废弃菇渣所造成的环境污染问题,具有极其广阔的应用推广前景。
(2)本发明通过嗜热厌氧菌集成生物工艺进行生物制氢省去了酶解糖化过程酶的生产成本,简化了传统分步糖化发酵工艺,有效降低了发酵过程杂菌污染的可能,可以有效降低投资费用和生产成本。
(3)通过优化发酵条件可以显著的提高氢气的产量,提高底物的利用率和生产效率,降低生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1:菇渣直接烘干粉碎后在2%底物浓度下发酵产氢
(1)嗜热厌氧梭菌(ATCC 27405)的种子液的制备:将-80℃保存的嗜热厌氧梭菌(Clostridium thermocellum)经10mL西林瓶55℃摇床(150rpm)活化72h,接着100mL血清瓶55℃摇床(150rpm)条件下放大培养72h,制得OD600约为1.3的种子液。其中活化和放大的培养基采用MTC培养基,培养基主要成份为A’、B、C、D、E液,5种成份按40:2:1:1:1(v/v)用无菌注射器混合,溶剂为去离子水。A’液为3g/L的纤维素;B液:柠檬酸钾50g/L、一水柠檬酸31.25g/L、硫酸钠25g/L、磷酸二氢钾25g/L、碳酸氢钠62.5g/L;C液:氯化铵75g/L、尿素250g/L、酵母抽提物50g/L;D液:六水氯化镁50g/L、氯化亚铁四水合物5g/L、二水氯化钙10g/L、L-半胱氨酸盐酸一水物50g/L;E液:二盐酸吡哆胺1g/L、对氨基苯甲酸0.2g/L、D-生物素0.1g/L、维生素B120.1g/L、维生素B10.2g/L。
(2)发酵培养基的制备及灭菌:将菇渣置于50℃烘箱中烘干至恒重,用机械粉碎机粉碎,得到菇渣颗粒。发酵培养基与MTC培养基的区别在于:发酵培养基的A液使用20g/L的菇渣颗粒为碳源替代MTC培养基A’液中的3g/L纤维素,其他成份及用量配比同MTC培养基;将装有A液的血清瓶(100mL血清瓶装有40mL发酵培养基,下同)用胶塞和铝盖密封并重复抽真空和充0.01MPa的氮气3次,最后在115℃下灭菌20min;灭菌结束后与过滤除菌的B、C、D、E液混匀,再用1M NaOH溶液调节培养基的pH至7.2左右。
(3)菇渣的微生物转化及产氢发酵:将制备好的种子液以10%(v/v)的接种量注射入发酵培养基中,厌氧嗜热发酵,发酵温度为55℃,摇床转速为150rpm,总发酵168h后终止。通过气相色谱仪检测到检测氢气的产量在2.20mmol/L左右。
实施例2:菇渣直接烘干粉碎后在4%底物浓度下发酵产氢
(1)嗜热厌氧梭菌(ATCC 27405)的种子液的制备:种子液的制备同实施例1。
(2)发酵培养基的制备及灭菌:菇渣置于50℃烘箱中烘干至恒重,用机械粉碎机粉碎,过60目的筛子,得到菇渣颗粒。发酵培养基与MTC培养基的区别在于:发酵培养基的A液使用40g/L的菇渣颗粒为碳源替代MTC培养基A’液中的3g/L纤维素,其他成份及用量配比同MTC培养基;将装有发酵培养基A液的血清瓶用胶塞和铝盖密封并重复抽真空和充0.01MPa的氮气3次,最后在115℃下灭菌20min;灭菌结束后与过滤除菌的B、C、D、E液混匀,再用1M NaOH溶液调节培养基的pH至7.2左右。
(3)菇渣的微生物转化及产氢发酵:将制备好的种子液以10%(v/v)的接种量注射入发酵培养基中,厌氧嗜热发酵,发酵温度为55℃,摇床转速为150rpm,总发酵168h后终止检测氢气的产量,氢气的产量在14.16mmol/L左右,与实施例1相比氢气的产量提高了5.4倍,显著提高了氢气的产量。
实施例3:菇渣直接烘干粉碎后在6%底物浓度下发酵产氢
(1)嗜热厌氧梭菌(ATCC 27405)的种子液的制备:种子液的制备同实施例1。
(2)发酵培养基的制备及灭菌:菇渣置于50℃烘箱中烘干至恒重,用机械粉碎机粉碎,过60目的筛子,发酵培养基中的A液使用60g/L菇渣为碳源代替MTC培养基A’液中的3g/L纤维素,其他成份及用量配比同MTC培养基;将装有发酵培养基A液的血清瓶用胶塞和铝盖密封并重复抽真空和充0.01MPa的氮气3次,最后在115℃下灭菌20min;灭菌结束后与过滤除菌的B、C、D、E液混匀,再用1M NaOH溶液调节培养基的pH至7.2左右。
(3)菇渣的微生物转化及产氢发酵:将制备好的种子液以10v/v%的接种量注射入发酵培养基中,厌氧嗜热发酵,发酵温度为55℃,摇床转速为150rpm,总发酵168h后终止检测氢气的产量,氢气的产量在22.15mmol/L左右,与实施例1相比氢气的产量提高了9.1倍,与实施例2相比氢气的产量提高了56.4%,说明提高底物浓度可以显著提高了氢气的产量。
实施例4:以60目粒径的菇渣发酵产氢
(1)嗜热厌氧梭菌(ATCC 27405)的种子液的制备:种子液的制备同实施例1。
(2)发酵培养基的制备及灭菌:菇渣用清水洗涤至中性后置于烘箱中烘干,然后用机械粉碎机粉碎为60目大小的颗粒,发酵培养基中的A液使用60g/L的菇渣为碳源代替A’液,其他成份及用量配比同MTC培养基;将装有发酵培养基A液的血清瓶用胶塞和铝盖密封并重复抽真空和充0.01MPa的氮气3次,最后在115℃下灭菌20min。然后与过滤除菌的B、C、D、E液混匀,再用1M NaOH溶液调节培养基的pH至7.2左右。
(3)菇渣的微生物转化及产氢发酵:将制备好的种子液以10%(v/v)的接种量注射入灭菌后的发酵培养基中,厌氧嗜热发酵,发酵温度为55℃,摇床转速为150rpm,发酵168h后终止,测量氢气的产量,检测到氢气的含量在35.36mmol/L之间,与实施例3相比氢气的产量提高了59.6%,通过洗涤、减小底物的粒径可以显著提高氢气的产量。
实施例5:以100目粒径的菇渣发酵产氢
(1)嗜热厌氧梭菌(ATCC 27405)的种子液的制备:种子液的制备同实施例1。
(2)发酵培养基的制备及灭菌:菇渣用清水洗涤至中性后置于烘箱中烘干,然后用机械粉碎机粉碎为100目大小的颗粒,发酵培养基中的A液使用60g/L的菇渣为碳源代替A’液,其他成份及用量配比同MTC培养基;将装有发酵培养基A液的血清瓶用胶塞和铝盖密封并重复抽真空和充0.01MPa的氮气3次,最后在115℃下灭菌20min然后与过滤除菌的B、C、D、E混匀,再用1M NaOH溶液调节培养基的pH至7.2左右。
(3)菇渣的微生物转化及产氢发酵:将制备好的种子液以10%(v/v)的接种量注射入灭菌后的发酵培养基中,厌氧嗜热发酵,发酵温度为55℃,摇床转速为150rpm,发酵168h后终止,测量氢气的产量,检测到氢气的含量在33.06mmol/L之间,说明60目和100目的底物的产气量相当。
实施例6:以200目粒径的菇渣发酵产氢
(1)嗜热厌氧梭菌(ATCC 27405)的种子液的制备:种子液的制备同实施例1。
(2)发酵培养基的制备及灭菌:菇渣用清水洗涤至中性后置于烘箱中烘干,然后用机械粉碎机粉碎为200目大小的颗粒,发酵培养基中的A液使用60g/L的菇渣为碳源代替A’液,其他成份及用量配比同MTC培养基;将装有发酵培养基A液的血清瓶用胶塞和铝盖密封并重复抽真空和充0.01MPa的氮气3次,最后在115℃下灭菌20min。然后与过滤除菌的B、C、D、E液混匀,再用1M NaOH溶液调节培养基的pH至7.2左右。
(3)菇渣的微生物转化及产氢发酵:将制备好的种子液以10%(v/v)的接种量注射入灭菌后的发酵培养基中,厌氧嗜热发酵,发酵温度为55℃,摇床转速为150rpm,发酵168h后终止,测量氢气的产量,检测到氢气的含量在41.59mmol/L之间,与实施例3相比,氢气的产量提高了87.8%,说明底物的粒径对产气量有明显的影响。
实施例7:菇渣发酵216h产氢
(1)嗜热厌氧梭菌(ATCC 27405)的种子液的制备:种子液的制备同实施例1。
(2)发酵培养基的制备及灭菌:菇渣用清水洗涤至中性后置于烘箱中烘干,然后用机械粉碎机粉碎为200目大小的颗粒,发酵培养基中的A液使用60g/L的菇渣为碳源代替A’液,其他成份及用量配比同MTC培养基;将装有发酵培养基A液的血清瓶用胶塞和铝盖密封并重复抽真空和充0.01MPa的氮气3次,最后在115℃下灭菌20min。然后与过滤除菌的B、C、D、E液混匀,再用1M NaOH溶液调节培养基的pH至7.2左右。
(3)菇渣的微生物转化及产氢发酵:将制备好的种子液以10%(v/v)的接种量注射入灭菌后的发酵培养基中,厌氧嗜热发酵,发酵温度为55℃,摇床转速为150rpm,总发酵时间在216h后终止发酵过程,测量氢气的产量,检测到氢气的含量在54.74mmol/L之间,与实施例6相比,氢气的产量提高了31.6%,说明培养时间增加到216h时对氢气产气量的提高有明显的促进作用。
实施例8:菇渣在264h的培养时间时发酵产氢
(1)嗜热厌氧梭菌(ATCC 27405)的种子液的制备:种子液的制备同实施例1。
(2)发酵培养基的制备及灭菌:菇渣用清水洗涤至中性后置于烘箱中烘干,然后用机械粉碎机粉碎为200目大小的颗粒,发酵培养基中的A液使用60g/L的菇渣为碳源代替A’液,其他成份及用量配比同MTC培养基;将装有发酵培养基A液的血清瓶用胶塞和铝盖密封并重复抽真空和充0.01MPa的氮气3次,最后在115℃下灭菌20min。然后与过滤除菌的B、C、D、E液混匀,再用1M NaOH溶液调节培养基的pH至7.2左右。
(3)菇渣的微生物转化及产氢发酵:将制备好的种子液以10%(v/v)的接种量注射入灭菌后的发酵培养基中,厌氧嗜热发酵,发酵温度为55℃,摇床转速为150rpm,总发酵时间在264h后终止发酵过程,测量氢气的产量,检测到氢气的含量在45.04mmol/L之间,与实施例7相比,氢气的产量相比,培养时间继续延长反而不利于氢气的积累。
实施例9:菇渣在312h的培养时间时发酵产氢
(1)嗜热厌氧梭菌(ATCC 27405)的种子液的制备:种子液的制备同实施例1。
(2)发酵培养基的制备及灭菌:菇渣用清水洗涤至中性后置于烘箱中烘干,然后用机械粉碎机粉碎为200目大小的颗粒,发酵培养基中的A液使用60g/L的菇渣为碳源代替A’液,其他成份及用量配比同MTC培养基;将装有发酵培养基A液的血清瓶用胶塞和铝盖密封并重复抽真空和充0.01MPa的氮气3次,最后在115℃下灭菌20min。然后与过滤除菌的B、C、D、E液混匀,再用1M NaOH溶液调节培养基的pH至7.2左右。
(3)菇渣的微生物转化及产氢发酵:将制备好的种子液以10%(v/v)的接种量注射入灭菌后的发酵培养基中,厌氧嗜热发酵,发酵温度为55℃,摇床转速为150rpm,总发酵时间在312h后终止发酵过程,测量氢气的产量,检测到氢气的含量在51.87mmol/L之间,与实施例7相比,氢气的产量没有明显的提高,说明氢气的产量在216h左右达到了相对最大量。
实施例10:菇渣在20g/L尿素浓度时发酵产氢
(1)嗜热厌氧梭菌(ATCC 27405)的种子液的制备:种子液的制备同实施例1。
(2)发酵培养基的制备及灭菌:菇渣用清水洗涤至中性后置于烘箱中烘干,然后用机械粉碎机粉碎为200目大小的颗粒,发酵培养基中的A液使用60g/L的菇渣为碳源代替A’液,其余成分在MTC培养基的基础上再添加15g/L的尿素;将装有发酵培养基A液的血清瓶用胶塞和铝盖密封并重复抽真空和充0.01MPa的氮气3次,最后在115℃下灭菌20min。然后与过滤除菌的B、C、D、E、F液混匀,比例为:37:2:1:1:1:3(v/v),pH值自然。
(3)菇渣的微生物转化及产氢发酵:将制备好的种子液以10%(v/v)的接种量注射入灭菌后的发酵培养基中,厌氧嗜热发酵,发酵温度为55℃,摇床转速为150rpm,总发酵时间在216h后终止发酵过程,测量氢气的产量,检测到氢气的含量在67.72mmol/L之间,与实施例7相比氢气的产量提高了23.7%。
对比例1:菇渣直接发酵
(1)嗜热厌氧梭菌(ATCC 27405)的种子液的制备:种子液的制备同实施例1。
(2)发酵培养基的制备及灭菌:发酵培养基与MTC培养基的区别在于:发酵培养基的A液使用20g/L(干重)的湿菇渣为碳源替代MTC培养基A’液中的3g/L纤维素,另外以无菌水替代E液,其他成份及用量配比同MTC培养基;将装有A液的血清瓶(100mL血清瓶装有40mL发酵培养基,下同)用胶塞和铝盖密封并重复抽真空和充0.01MPa的氮气3次,最后在115℃下灭菌20min;灭菌结束后与过滤除菌的B、C、D、E液混匀,再用1M NaOH溶液调节培养基的pH至7.2左右。
(3)菇渣的微生物转化及产氢发酵:将制备好的种子液以10%(v/v)的接种量注射入发酵培养基中,厌氧嗜热发酵,发酵温度为55℃,摇床转速为150rpm,总发酵168h后终止。通过气相色谱仪未检测到氢气。
对比例2:菇渣直接固体发酵
(1)嗜热厌氧梭菌(ATCC 27405)的种子液的制备:种子液的制备同实施例1。
(2)发酵培养基的制备及灭菌:将菇渣置于50℃烘箱中烘干至恒重,用机械粉碎机粉碎,过60目的筛子,得到菇渣颗粒。此例子采用固态发酵。固态发酵培养基含水量为80%,即每个血清瓶中称取5g菇渣,将装有菇渣的血清瓶用胶塞和铝盖密封并重复抽真空和充0.01MPa的氮气3次,最后在115℃下灭菌20min;灭菌结束后添加18ml如下培养基(MTC培养基中的B液、C液、D液(过滤除菌后)和无菌水按体积比2:1:1:1配比得到),作为固态发酵的培养基。
(3)菇渣的微生物转化及产氢发酵:将制备好的种子液以10%(2ml;v/v)的接种量注射入固态发酵培养基中,厌氧嗜热发酵,发酵温度为55℃,静止培养,总发酵240h后终止。通过气相色谱仪检测不到氢气的存在,说明固态发酵的情况下菌体不能产氢。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,说明粒径、是否洗涤和培养基组成对底物的产氢气量有明显的促进作用,通过条件优化,氢气产气量的提高十分明显,操作过程简单,生产成本低廉,有利于规模化应用。但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用菇渣发酵产氢的方法,其特征在于包括如下步骤:在发酵培养基中接种嗜热厌氧梭菌(Clostridium thermocellum)进行厌氧发酵,得到氢气;
所述的发酵培养基的组成为:A液、B液、C液、D液和E液按体积比40:2:1:1:1混合得到,pH值为7.0~7.4;或A液、B液、C液、D液、E液和F液按体积比37:2:1:1:1:3混合得到,pH自然;
A液中含有20~60g/L的菇渣作为碳源;B液中含有柠檬酸钾50g/L、一水柠檬酸31.25g/L、硫酸钠25g/L、磷酸二氢钾25g/L和碳酸氢钠62.5g/L;C液中含有氯化铵75g/L、尿素250g/L和酵母抽提物50g/L;D液中含有六水氯化镁50g/L、氯化亚铁四水合物5g/L、二水氯化钙10g/L和L-半胱氨酸盐酸盐一水物50g/L;E液中含有二盐酸吡哆胺1g/L、对氨基苯甲酸0.2g/L、D-生物素0.1g/L、维生素B12 0.1g/L和维生素B1 0.2g/L;F液中含有尿素250g/L。
2.根据权利要求1所述的利用菇渣发酵产氢的方法,其特征在于:所述的菇渣通过如下方法制备得到:将菇类生产后的废弃物直接烘干或用清水洗涤至中性后烘干至恒重,粉碎得到。
3.根据权利要求2所述的利用菇渣发酵产氢的方法,其特征在于:所述的粉碎的程度为能过40~200目筛。
4.根据权利要求1所述的利用菇渣发酵产氢的方法,其特征在于:所述的嗜热厌氧梭菌为嗜热厌氧梭菌ATCC 27405。
5.根据权利要求1所述的利用菇渣发酵产氢的方法,其特征在于:所述的嗜热厌氧梭菌为处于对数生长期的嗜热厌氧梭菌,接种体积量为相当于发酵培养基体积的10%。
6.根据权利要求5所述的利用菇渣发酵产氢的方法,其特征在于:所述处于对数生长期的嗜热厌氧梭菌通过如下步骤制备得到:将嗜热厌氧梭菌在种子液培养基中经活化和扩大培养,得到处于对数生长期的嗜热厌氧梭菌。
7.根据权利要求6所述的利用菇渣发酵产氢的方法,其特征在于:所述的种子液培养基的组成如下:A’液、B液、C液、D液和E液按体积比40:2:1:1:1混合得到;
A’液中含有3g/L的纤维素,纤维素作为碳源;B液中含有柠檬酸钾50g/L、一水柠檬酸31.25g/L、硫酸钠25g/L、磷酸二氢钾25g/L和碳酸氢钠62.5g/L;C液中含有氯化铵75g/L、尿素250g/L和酵母抽提物50g/L;D液中含有六水氯化镁50g/L、氯化亚铁四水合物5g/L、二水氯化钙10g/L和L-半胱氨酸盐酸盐一水物50g/L;E液中含有二盐酸吡哆胺1g/L、对氨基苯甲酸0.2g/L、D-生物素0.1g/L、维生素B12 0.1g/L和维生素B1 0.2g/L。
8.根据权利要求6所述的利用菇渣发酵产氢的方法,其特征在于:所述的活化的条件为:在10mL西林瓶中加入种子液培养基,再接种嗜热厌氧梭菌,于55~60℃摇床培养48~72h;
所述的扩大培养的条件为:在100mL血清瓶中加入种子液培养基,再接种经活化后的嗜热厌氧梭菌,于55~60℃摇床培养48~72h或OD600=1.1~1.5。
9.根据权利要求1所述的利用菇渣发酵产氢的方法,其特征在于:所述的厌氧发酵的条件为:55~60℃摇床上厌氧发酵7~13天。
10.权利要求1~9任一项所述利用菇渣发酵产氢的方法在制备氢气中的应用。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106399383A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-02-15 | 华南理工大学 | 利用β‑葡萄糖苷酶提高菇渣产氢和产糖的方法及其应用 |
CN116287014A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-06-23 | 中国矿业大学 | 一种硫酸盐还原菌制氢使用的发酵基质制备方法及应用 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103789349A (zh) * | 2014-01-26 | 2014-05-14 | 华南理工大学 | 利用非离子表面活性剂提高甘蔗渣微生物转化率的方法 |
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2015
- 2015-04-20 CN CN201510187642.1A patent/CN104818297A/zh active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103789349A (zh) * | 2014-01-26 | 2014-05-14 | 华南理工大学 | 利用非离子表面活性剂提高甘蔗渣微生物转化率的方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
CHYI-HOW LAY ET AL.: "Optimizing biohydrogen production from mushroom cultivation waste using anaerobic mixed cultures", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY》 * |
YA-CHIEH LI ET AL.: "Hydrogen production from mushroom farm waste with a two-step acid hydrolysis process", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY》 * |
胡海涛等: "生物质预处理技术及其对热解产物的影响综述", 《生物质化学工程》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106399383A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-02-15 | 华南理工大学 | 利用β‑葡萄糖苷酶提高菇渣产氢和产糖的方法及其应用 |
CN106399383B (zh) * | 2016-09-30 | 2020-02-18 | 华南理工大学 | 利用β-葡萄糖苷酶提高菇渣产氢和产糖的方法及其应用 |
CN116287014A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-06-23 | 中国矿业大学 | 一种硫酸盐还原菌制氢使用的发酵基质制备方法及应用 |
CN116287014B (zh) * | 2023-02-16 | 2023-12-01 | 中国矿业大学 | 一种硫酸盐还原菌制氢使用的发酵基质制备方法及应用 |
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