一种木质纤维素酶解发酵生产乙醇的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111349658A(43)申请公布日2020.06.30(21)申请号201811574853.0(22)申请日2018.12.21(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院(72)发明人乔凯张全高慧鹏关浩王蒙(51)Int.Cl.C12P7/10(2006.01)C12P19/14(2006.01)C12N9/42(2006.01)C12R1/685(2006.01)C12R1/885(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图1页(54)发明名称一种木质纤维素酶解发酵生产乙醇的方法(57)摘要本发明涉及一种木质纤维素酶解发酵生产乙醇的方法，是将粉碎的木质纤维素原料与水混合，连续输送到锥形螺杆装置中，进行连续搓揉、浸渍、蒸煮、挤压和脱水，控制温度为120-180℃，停留时间为3-30min；然后进入到等径螺杆装置中进行二次蒸煮，控制温度为180-220℃，停留时间为4-40min；最后进行蒸汽爆破，得到预处理原料；第一段蒸煮挤出液用于纤维素酶发酵菌发酵产纤维素酶，并对发酵液进行浓缩；浓缩液对预处理原料进行酶解，酶解糖液用于发酵生产乙醇。本发明以两段双温中性蒸汽爆破处理中第一段蒸煮后的挤出液作为诱导物发酵生产纤维素酶，具有酶解效果好、乙醇得率高、经济环保等特点。CN111349658ACN111349658A权利要求书1/2页1.一种木质纤维素酶解发酵生产乙醇的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将粉碎的木质纤维素原料与水混合，连续输送到锥形螺杆装置中，进行连续搓揉、浸渍、蒸煮、挤压和脱水，控制温度为120-180℃，停留时间为3-30min；然后原料连续进入到等径螺杆装置中进行二次蒸煮，控制温度为180-220℃，停留时间为4-40min；最后原料在螺杆推力作用下移动到出料口进行蒸汽爆破，蒸汽爆破后的原料进入到旋风分离器进行分离，得到预处理原料；（2）步骤（1）挤出液用于纤维素酶发酵菌发酵产纤维素酶，并对发酵液进行浓缩；（3）利用步骤（2）发酵浓缩液对步骤（1）预处理原料进行酶解，酶解糖液用于发酵生产乙醇。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的木质纤维素原料是指含纤维素、半纤维素和木质素的生物质原料，优选玉米秸秆；将木质纤维素原料机械粉碎到粒径为0.1-30mm，优选粒径为0.12-1.0mm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述水的温度为60-99℃，水与原料的液固质量比为10:1-2:1，优选为5:1-3:1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）第二次蒸煮按照水与木质纤维素原料的液固质量比为1:20-1:2，优选1:4-1:2，木质纤维素原料在等径螺杆装置中停留时间为为10-20min。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）蒸汽爆破的自动泄压阀门的一端连接等径螺杆装置出料口，另一端连接旋风分离器，自动泄压阀门的开启时间间隔为5-50s，每次开启时间为2-20s。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）挤出液中添加以下营养物质作为纤维素酶发酵的培养基，麦麸10-60g/L，磷酸二氢钾0.1-10g/L，硫酸铵1-10g/L，氯化钙0.01-3g/L，硫酸镁0.01-3g/L，ZnSO4·7H2O0.01-50mg/L，MnSO4·4H2O0.01-20mg/mL，CoCl20.01-50mg/L，调节pH4.0-7.0。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述纤维素酶发酵菌采用专利CN105647813A所提供的绿色木霉F4、CN101899398A所提供的黑曲霉T2中的至少一种。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述纤维素酶发酵菌采用绿色木霉F4和黑曲霉T2的产酶发酵液复配得到的纤维素酶液，复配比例2:1-8:1。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）纤维素酶发酵菌的接种体积比为10%-20%，发酵温度为23-35℃，pH3.0-6.0，搅拌速率为100-800r/min，发酵时间为48-144h。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）对纤维素酶发酵液进行浓缩，将固液分离后液相采用2-50kD超滤膜进行浓缩，浓缩10-200倍。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）浓缩液与预处理原料的配比为0.02-0.2g/g纤维素，酶解体系的干物质浓度为5wt%-30wt%，pH值为4.8-5.2，温度为48-52℃，搅拌速率为100-500r/min，酶解时间72h。12.根据权利要求1所述的方法，其