一种由木质纤维原料生产乙醇和2,3－丁二醇的方法

摘要

本发明公开了属于生物化工技术领域的一种由木质纤维原料生产乙醇和2，3－丁二醇的方法，主要利用木质纤维原料中半纤维素酸水解成五碳糖生产2，3－丁二醇，纤维素酶解成六碳糖生产乙醇，同时得到乙醇和2，3－丁二醇两种高附加值的产品，并通过补料等工艺提高了发酵液中乙醇和2，3－丁二醇的浓度。其优点在于：采用该方法可有效提高原料利用率，同时得到高浓度的乙醇和2，3－丁二醇，从而降低生产成本，因此具有很好的工业化前景。

主权项

1.一种由木质纤维原料生产乙醇和2，3-丁二醇的方法，利用木质纤维原料中。半纤维素水解成五碳糖生产2，3-丁二醇，纤维素酶解成六碳糖生产乙醇，其特征在于，具体工艺步骤如下：1)生产2，3-丁二醇A1.将木质纤维素原料与浓度为0.25-7wt％的酸液按照重量比1∶8-12的比例混合，在100-200℃的温度下经10分钟～3小时时间的处理，处理后，使半纤维素水解成单糖溶入液相，纤维素与木质素保留在固相中；B1固液分离，在半纤维素水解液经石灰脱毒处理后，添加培养成份配制2，3-丁二醇发酵用种子培养基和发酵培养基，如下表1所示；使用前均于121℃灭菌15分钟；表1 种子培养基和发酵培养基成份 培养基组分 种子培养基 (g/L) 发酵培养基 (g/L) 微量元素溶液(mg/L) 还原糖(用脱 毒后滤液配制) 20g 20-80g ZnCl2 70 K2HPO4·3H2O 4.45g 2.225g MnCl2·4H2O 100 (NH4)2SO4 2.0g 2.0g H3BO3 60 KH2PO4 1.3g 0.65g CoCl2·6H2O 200 MgSO4·7H2O 0.2g 0.2g NiCl2·6H2O 25 酵母粉 1.0g 1.5g NiCl2·H2O 27.64 微量元素溶液 2mL 2mL Na2MoO4·2H2O 35 CaCO3 2.0g CuCl2·H2O 20 消泡剂 0.1mL CuSO4·5H2O 29.28 37wt％盐酸 0.9mLC1.将产酸克雷伯氏菌或克雷伯氏肺炎杆菌一环接入种子培养基，30～37℃培养12～18小时，得到种子液，以1wt％～3wt％的接种量将种子液接入含半纤维素水解液的发酵培养基中，发酵温度35～37℃，由碱溶液或氨水控制pH为6.0～8.0，生产2，3-丁二醇产品；2)生产乙醇，A2.取上述A1的保留在固相中的纤维素与木质素，按常规的同步糖化发酵工艺酶解成六碳糖生产乙醇相；B2.分别配制乙醇发酵种子培养基和发酵培养基种子培养基(g/L)：葡萄糖：20；酵母粉：5；硫酸铵：2；MgSO4·7H2O：0.2，KH2PO4：5；发酵培养基(g/L)：固体纤维：取上述B1固液分离中的固体部份50-120，酵母粉：5；硫酸铵：2；MgSO4·7H2O：0.2，KH2PO4：5；以上培养基pH均调为4.5，使用前均于121℃灭菌15分钟；C2将酵母一环接入种子培养基中，30～35℃培养15～20小时，得到种子液；将种子液以5～10wt％的接种量接入发酵培养基中，加入纤维素酶，发酵温度35～45℃，pH由碱溶液或氨水控制在4.5～5，生产乙醇。