專利名稱：用植物廢料生產有機溶劑的工藝方法
技術領域：
本發明涉及植物廢棄料的綜合利用，更詳細地說是關于以含淀粉、糖份、纖維素成份之植物廢棄料，用生物發酵工程生產有機溶劑及付產飼料的工藝方法。
一般在國防、化學、輕工等工業大量使用的化工有機溶劑、如丁醇、丙酮、乙醇等，主要是以原油為原料經裂解、合成而制得。然而由于地球中石化資源的有限性、不可再生性及采掘成本的提高，致使目前在工業上大量使用的丁醇、丙酮、乙醇等有機溶劑成本昂貴，對相關工業造成很大影響和困擾。由于植物資源是大量的、可再生的資源，因此1914年美國的伍茲曼尼發明了利用谷類、糖蜜等為原料，用生物發酵工程的方法制造丁醇、丙酮、乙醇等有機溶劑。然而谷類為人類及一般動物的食糧，且價格甚高，糖蜜亦有其它經濟用途，并非廉價能取得，因此導致生產成本高，隨著世界人口的增長，人類對谷類的需求也會越來越大。
鑒此，本發明人經過銳意地研究，以豐富的含有淀粉、糖份、纖維素之植物廢棄料，如水果果皮、甘蔗渣、樹薯、廢棄水果等為原料，經過生物工程的發酵作用可以制造出丁醇、丙酮、乙醇等有機溶劑，至此完成了本發明。
本發明的目的就是提供一種以廢棄的植物原料，經生物工程的發酵處理，而生產丁醇、丙酮、乙醇等有機溶劑和飼料的工藝方法。
本發明的第二個目的是提供一種耐高溫、有機溶劑轉化率高的微生物，而使大量的植物廢棄料能得到綜合利用，這樣即能減少植物廢棄料對環境的污染及對社會造成的公害，又能降低生產的成本，進而提高企業的經濟效益。
為了達到上述目的，本發明是這樣實現的
(a)在重量濃度為3～6%的玉米醪中接種ClostridiumBut-anoiacetonicusG.V(Guard-Vim)菌種，(b)經嫌氣培養13-17小時發芽后，經24小時完全繁殖，再在100℃溫度下預以加熱處理，(c)將加熱處理后的菌種接種于3～6%重量濃度的糖蜜中培養，(d)在糖蜜中培養的菌種，再與經處理的植物廢棄料、無機營養物、有機營養物進行發酵，(e)發酵工程后的醪，經過蒸餾工程、分餾工程，可得到丁醇。丙酮、乙醇等有機溶劑，殘渣、殘液濃縮處理后得到飼料。
本發明中的菌種嫌氣培養的條件是真空度為20～30mmHg柱，溫度為32～38℃，嫌氣培養的時間為13～17小時。
在進行發酵后種菌量與發酵醪之比例為1∶15至1∶50。一般最好是1∶20至1∶30。
在本發明中使用的菌種之培養，是用甘蔗根、玉米根等廢料，在溫度為220℃進行高溫殺菌，使220℃以下之菌種死亡，而對耐高溫220℃以上之菌種加以培養。
本發明對發酵后的醪，是以連續方式進行蒸餾處理，以取得水與有機溶劑約為50∶50的粗餾液，再經分餾塔分餾以取得丁醇、丙酮、乙醇等有機溶劑。
對經過蒸餾塔處理所得到的粗餾液，是導入精餾塔中進行等溫分餾。
對蒸餾后的殘渣、殘液等通過濃縮干燥可得到用于禽蓄的飼料。
本發明運用能耐220℃之高溫的蔗根、玉米根中的菌種經嫌氣培養，能將FADH2(Flavin為一種黃色有機酸)與NADH2(Nicotinamide硫胺類菸堿酸)等進行氫遞體，即FADH2，NADH2進行氫傳遞后失去氫(H2)，而形成FAD、NAD等狀態，再經過氧化作用形成高能碳氫化合物，最后再產生丁醇、丙酮、異丙醇、乙醇等有機溶劑，由于可使用植物廢棄料為發酵原料，即能節省大量地谷物，降低生產成本，而且設備無苛刻要求，操作方便，所以可廣泛地應用于發酵工業的生產過程中。
為了更好地說明本發明，下面通過實施例予以進一步說明。
實施例1在重量濃度為1%的玉米醪中接種于從玉米根中取得的耐高溫的ClostridiumButanoiacetonicusG.V(Guard-Vim)菌種，經嫌氣培養14小時后，再予以24小時的完全繁殖，再在100℃加熱2分鐘，再接種于含重量濃為4%的糖蜜中更新培養及嫌氣培養，經24小時后移于發酵槽中發酵，為了使其可以很好地發酵，加入無機營養物的尿素、磷酸銨、硫酸銨，加入有機營養物，這時發酵產生之氣體可自力保持在嫌氣狀態，此時加入經粉碎，蒸煮或加稀硫酸水制成糊精、麥芽糖，再經高溫、高壓處理而轉化成葡萄糖的香蕉皮，再在35℃經發酵72小時，即得發酵醪。
將此發酵醪進行蒸餾、分餾等，即可得丁醇、丙酮、異丙醇、乙醇。
本實施例1的轉化率在80%以上。
在分餾塔中各層溫度與壓力為表1所示實施例2除使用甘蔗渣為原料外，其它條件同實施例1。
表1
附圖的說明
圖1是以植物廢棄料為原料發酵制造有機溶劑工藝流程圖。
權利要求
1.一種以植物廢棄料中淀粉、糖份、纖維素為原料生產有機溶劑的工藝方法，其特征是(a)在重量濃度為3～6%的玉米醪中接種ClostridiumBut-anoiacetonicusG.V(Guard-Vim)菌種，(b)經嫌氣培養13-17小時發芽后，經24小時完全繁殖，再在100℃溫度下預以加熱處理，(c)將加熱處理后的菌種接種于3～6%重量濃度的糖蜜中培養，(d)在糖蜜中培養的菌種，再與經處理的植物廢棄料、無機營養物、有機營養物進行發酵，(e)發酵工程后的醪，經過蒸餾處理工程、分餾工程，得到有機溶劑，殘渣、殘液濃縮處理后得到飼料。
2.根據權利要求1所述的以植物廢棄料中淀粉、糖份、纖維素為原料生產有機溶劑的工藝方法，其中經過嫌氣培養的特征是真空度為20～30mmHg柱，溫度為32～38℃，時間為13～17小時。
3.根據權利要求1所述的以植物廢棄料中淀粉、糖份、纖維素為原料生產有機溶劑的工藝方法，其特征是發酵后菌量與發酵醪之比例為1∶15至1∶50。
4.根據權利要求1所述的菌種之培養，其特征是用甘蔗根、玉米根等廢料，在溫度為220℃進行高溫殺菌，使220℃以下之菌種死亡，而對耐高溫220℃以上菌種加以培養。
5.根據權利要求1所述的發酵后的醪，其特征是以連續醪蒸餾處理，以取得水與溶劑約為50∶50的粗餾液，再經分餾塔分餾以取得丁醇、丙酮、乙醇等有機溶劑。
6.根據權利要求1所述經過蒸餾塔處理所得到的粗餾液，其特征是導入精餾塔中進行等溫分餾。
全文摘要
一種以植物廢棄料生產有機溶劑的工藝方法，主要是以Clostridium Butanoiacetonicus G.V(Guard-Vim)接種于調配而成的發酵醪中，凡含淀粉、糖份、纖維素成份的植物廢棄料，如果皮、蔗渣、腐爛水果等經菌種分解后，經蒸餾可分餾出丁醇、丙酮、乙醇、異丙醇等有機溶劑，有生產成本低、工藝簡便、廢物利用等優點，可以廣泛使用于用發酵的方法制取上述有機溶劑的生產過程中，而且還可以得到優質飼料。
文檔編號C12P1/00GK1043956SQ8810920
公開日1990年7月18日 申請日期1988年12月31日 優先權日1988年12月31日
發明者孫書敏 申請人:孫書敏