CN111088295A - 一种利用微生物发酵生产乙醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用微生物发酵生产乙醇的方法，包括：种子培养过程和发酵培养过程，发酵培养过程所用的发酵培养基中含有0.5g/L‑0.8α‑氨基丁酸。制备方法简单，且采用的原料可以是废弃的果皮或果肉类物质，成本低，且采用细菌发酵的方式可以获得较高的乙醇得率。
Description
技术领域
本发明涉及发酵技术领域，特别涉及一种利用微生物发酵生产乙醇的方法。
背景技术
目前，乙醇的需求越来越大，不仅仅是利用在酒精饮料领域，且作为工业 溶剂有着巨大的市场，对于乙醇的需要持续增加。
现有的工业酒精的制备，如，通过石油化学的乙醇生产过程中，排出了大 量有害废物、废水和废气(包括一氧化碳)，尤其是具有将化石燃料用作基本原 料的限制。且现有的乙醇发酵大多采用酵母菌发酵，发酵的速度较慢。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种利用微生物发酵生产乙醇的方法，该方法可以 废物利用，且解决原料，可以快速的生产乙醇。
为解决上述技术问题，本发明提供一种利用微生物发酵生产乙醇的方法。
根据本发明第一方面实施例的利用微生物发酵生产乙醇的方法，包括：种 子培养过程和发酵培养过程，发酵培养过程所用的发酵培养基中含有 0.5g/L-0.8α-氨基丁酸。
优选地，所述培养基的pH范围在7.0～8.0范围之间。
优选地，发酵培养过程以果皮为原料，种子液体积和发酵培养基体积比 为1∶10～1∶30，培养温度为30℃～40℃，搅拌速度为200rpm～500rpm， pH控制在7～8之间，发酵过程中保持厌氧条件。
优选地，发酵方式可以是间歇发酵、批式流加发酵或连续发酵。
优选地，种子培养过程中，菌种保藏液与种子培养基体积比为1∶50～1∶ 300，培养温度为30℃～38℃，搅拌速度为100rpm～200rpm，pH为7～8， 培养时间为20h～30h，培养期间保持厌氧条件。
优选地，所述的菌种为细菌。
优选地，所述细菌为甲烷菌、产乙酸菌。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
根据本发明实施例的微生物发酵生产乙醇的方法，制备方法简单，且采用 的原料可以是废弃的果皮或果肉类物质，成本低，且采用细菌发酵的方式可以 快速的获得乙醇。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明 的具体实施例，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所 描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的 本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发 明保护的范围。
下面具体描述根据本发明实施例的微生物发酵生产乙醇的方法。
本发明方法中，以Waters 2695分离系统与Waters 2414示差检测器构成液 相分析系统，其中分离柱选用Aminex HPX-87H有机酸和醇分析柱，用于酸类 和醇类的分离。以乳酸、甲烷、乙酸、乙醇等标准样品建立标准图谱，反应 过程中定时测量反应体系中原料消耗情况，产物乙醇的积累情况。
实施例1，利用含有0.5g/Lα-氨基丁酸的发酵培养基进行乙醇发酵试验。
(1)种子培养：取经过纯化后的常规的甲烷菌和生甲烷菌分别1mL加入 100mL种子培养基中，混合于摇瓶内，进行种子液培养。培养条件：培养温 度为35℃，摇床震荡速度设为200rpm，pH控制在7.0，培养过程中保持厌氧条 件，共培养10h。
(2)发酵过程：发酵罐体积选择1L，应用间歇发酵、一次投加原料苹果皮 模式。取25mL的甲烷菌和25ML的生甲烷菌种子液加入500mL含有0.5g/Lα- 氨基丁酸发酵培养基中。发酵控制条件：温度为35℃，搅拌速度为200rpm， 过程中以5MNaOH调节pH，使其控制为7，发酵过程中通入氮气以保持厌氧 环境。
(3)通过液相分析系统，测量反应体系中苹果皮中糖分的消耗情况、产物 乙醇的积累情况。通过液相分析，在产物中乙醇浓度为1.59g/L。通过计算， 乙醇的摩尔得率为85％。
实施例2利用含有0.8g/Lα-氨基丁酸的发酵培养基进行乙醇发酵试验。
(1)种子培养：取经过纯化后的常规的甲烷菌和生甲烷菌分别1mL加入 100mL种子培养基中，混合于摇瓶内，进行种子液培养。培养条件：培养温 度为30℃，摇床震荡速度设为100rpm，pH控制在8.0，培养过程中保持厌氧条 件，共培养18h。
(2)发酵过程：发酵罐体积选择1L，应用间歇发酵、一次投加原料苹果皮 模式。取25mL的甲烷菌和25ML的生甲烷菌种子液加入500mL含有0.5g/Lα- 氨基丁酸发酵培养基中。发酵控制条件：温度为35℃，搅拌速度为200rpm， 过程中以5MNaOH调节pH，使其控制为8，发酵过程中通入氮气以保持厌氧 环境。
(3)通过液相分析系统，测量反应体系中苹果皮中糖分的消耗情况、产物 乙醇的积累情况。通过液相分析，在产物中乙醇浓度为1.639g/L。通过计算， 乙醇的摩尔得率为89％。
实施例3利用含有0.7g/α-氨基丁酸的发酵培养基进行乙醇发酵试验。
(1)种子培养：取经过纯化后的常规的甲烷菌和生甲烷菌分别1mL加入 100mL种子培养基中，混合于摇瓶内，进行种子液培养。培养条件：培养温 度为30℃，摇床震荡速度设为100rpm，pH控制在8.0，培养过程中保持厌氧条 件，共培养18h。
(2)发酵过程：发酵罐体积选择1L，应用间歇发酵、一次投加原料苹果皮 模式。取30mL的甲烷菌和20ml的生甲烷菌种子液加入500mL含有0.7g/Lα-氨 基丁酸发酵培养基中。发酵控制条件：温度为40℃，搅拌速度为200rpm，过 程中以5MNaOH调节pH，使其控制为8，发酵过程中通入氮气以保持厌氧环 境。
(3)通过液相分析系统，测量反应体系中苹果皮中糖分的消耗情况、产物 乙醇的积累情况。通过液相分析，在产物中乙醇浓度为1.64g/L。通过计算， 乙醇的摩尔得率为90％。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种利用微生物发酵生产乙醇的方法，其特征在于，包括：种子培养过程和发酵培养过程，发酵培养过程所用的发酵培养基中含有0.5g/L-0.8α-氨基丁酸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述培养基的pH范围在7.0～8.0范围之间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发酵培养过程以果皮为原料，种子液体积和发酵培养基体积比为1∶10～1∶30，培养温度为30℃～40℃，搅拌速度为200rpm～500rpm，pH控制在7～8之间，发酵过程中保持厌氧条件。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，发酵方式可以是间歇发酵、批式流加发酵或连续发酵。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，种子培养过程中，菌种保藏液与种子培养基体积比为1∶50～1∶300，培养温度为30℃～38℃，搅拌速度为100rpm～200rpm，pH为7～8，培养时间为10h～18h，培养期间保持厌氧条件。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的菌种为细菌。
7.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述细菌为甲烷菌、产乙酸菌。
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