生物质发酵与渗透汽化耦合原位分离丙酮、丁醇和乙醇的工艺

摘要

本发明涉及生物质发酵与渗透汽化耦合原位分离丙酮、丁醇和乙醇的工艺，采用渗透汽化分离过程与发酵过程耦合，通过渗透汽化膜将发酵产生的ABE(丙酮、丁醇、乙醇)溶剂原位、及时地移出，大大减小了发酵过程中产生的ABE溶剂对微生物细胞生长的抑制作用，提高了ABE发酵的生产强度和效率。同时，与普通的精馏过程相比，本发明还大大降低了对生物质发酵产生的ABE溶剂进行分离能耗，并且缩短了生产时间，大大降低了燃料丁醇的生产成本。

主权项

一种生物质发酵与渗透汽化耦合原位分离丙酮、丁醇和乙醇的工艺，将经过预处理的生物质作为发酵底物，接种ABE菌种进行发酵，其特征是将发酵罐内发酵液通过泵抽出，先通入一个微滤膜分离器处理后，再输入至渗透汽化膜分离器，经冷凝器收集得到提浓的丙酮、丁醇和乙醇的浓缩液；其中所述的微滤膜分离器中采用的微滤膜为Al2O3膜、ZrO2膜、TiO2膜、不锈钢膜、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、尼龙、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚砜、聚丙烯腈或纤维素膜其中的一种；微滤膜的平均孔径为0.1～1μm；所述的渗透汽化膜分离器由一个或一个以上的单元渗透汽化膜分离器组成，各单元渗透汽化膜分离器的渗透侧通过管路并联于真空泵总管路，其中所述的单元渗透汽化膜分离器是由渗透汽化膜组件和渗透汽化膜组成，所述的渗透汽化膜是硅橡胶、聚三甲基硅丙炔、聚丙烯、聚丁二烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或其衍生物、丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙二烯橡胶、聚醚酰胺嵌段共聚物或分子筛膜材料中的至少一种组成。