[發明專利]一種利用纖維素快速深層發酵生產醋酸的方法

有效

• 申請號: 201210158077.2
• 申請日: 2012-05-21
• 公開（公告）號: CN102703531A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 高艷華;袁博;任明
• 申請（專利權）人: 濟南國力生物科技有限公司
• 主分類號: C12P7/54
• 分類號: C12P7/54;C12P7/10;C12P19/14;C12R1/02;C12R1/865
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所 37224
• 代理人: 謝省法

技術領域

本發明涉及一種生產醋酸的方法，屬生物工程領域，具體地說涉及一種以木糖渣、糠醛渣、低聚木糖生產殘渣及秸稈、麥草等富含纖維素的物質為原料快速生產醋酸的方法。

背景技術

醋酸是重要的化學中間體和化學反應溶劑，由其可以衍生出幾百種下游產品，被廣泛地應用于醫藥、合成纖維、輕工、紡織、皮革、農藥、炸藥、橡膠、金屬加工、食品以及精細有機化學品的合成等多種工業領域，是近幾年世界上發展較快的一種重要的基礎有機化工原料。自1999年以來，世界醋酸需求的年增長率在3%-5%之間，需求增長最快的是中國。目前，我國醋酸生產能力約在350萬噸，但都是采用化學合成法生產。

我國玉米產量1.44億噸，玉米芯約占玉米產量的三分之一左右，約5000萬噸。玉米芯生產木糖、糠醛、低聚木糖等產品后的殘渣約占玉米芯處理總量的60%，目前，這些廢渣作為廢料被燒掉或扔掉，既浪費了大量可再生資源，又污染了環境。玉米芯生產木糖、糠醛、低聚木糖后的廢渣中半纖維素和大部分灰分已經除去，其主要成分為纖維素，約占40-65%，是一種非常好的可再生資源。

另外，微生物液體發酵法生產醋酸工藝流程可分為糖化——酒精發酵——醋酸發酵三部分，發酵周期在80-100h。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用含纖維素的工業廢渣為原料，減少糧食消耗，并縮短生產周期的利用纖維素快速深層發酵生產醋酸的方法。

本發明的目的可通過如下技術措施來實現：

該方法以含55～65重量份的纖維素、25～33重量份的木質素、2～12重量份的工業木糖廢渣為原料，按如下步驟進行：

a.將工業木糖廢渣原料加入蒸汽爆破機，在2～3Mpa條件下，預處理90～150s；

b.取a步驟經預處理的工業木糖廢渣原料按照原料：水＝1:1～10重量份配比加入水入磨漿機磨漿，控制磨漿重量濃度為10～20%，磨漿粒度為40～80目，然后置入糖化罐中，在溫度為45～60℃、pH＝4～6條件下，按500～1500單位/g工業木糖廢渣原料量配比取纖維素酶，分2-4次加入，間隔時間為6～10小時，酶解20～28h，然后再經過濾、膜濃縮至固形物重量濃度為15～20%的糖化液；

c.向b步驟的糖化液中按照糖化液重量0.1～1%配比加入活性干酵母進行發酵，控制發酵溫度為30～45℃，前8h通氣，培養24h后當酒精度在0.5～2%時加入醋酸菌，進行同時發酵，溫度控制在30～45℃，控制發酵時間為48～60h，然后脫水，得產品。

本發明的目的還可通過如下技術措施來實現：

所述的工業木糖廢渣原料是木糖渣、糠醛渣、低聚木糖生產殘渣或秸稈、麥草等富含纖維素的廢棄物；所述的工業廢渣原料是木糖渣；所述的纖維素酶由外切β-葡聚糖酶、內切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶以任意配比組合而成；?b步驟所述的pH＝5～5.5。

纖維素酶是一種由多種水解酶組成的復合酶系，它由外切β-葡聚糖酶、內切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶以任意配比組合而成，可將纖維素最終分解為葡萄糖。該酶作用條件溫和，對酶解的條件要求不高，單位酶活力為：20萬單位/g，酶解溫度為45～60℃，酶解時的pH值在4～6之間。該纖維素酶經毒理安全性檢測，確認其安全無毒。

調節木糖渣漿液的pH為5.0-5.5，控制溫度為45-55℃，按500-1500單位/g工業木糖廢渣原料分3次加入纖維素酶，間隔時間為6-10小時。酶解時間控制在20-28h，此時糖度達到4-5Bx，還原糖量為3.8-4.5BX，其中葡萄糖量為70-90%。酶解結束后渣液再經過板框過濾、膜濃縮技術等濃縮至固形物濃度為15-20%。

將活性干酵母按照0.1～1%的添加量加入到糖化液中發酵，將溫度控制在30-45℃，前8h適當通氣，培養24h后酒精度在0.5-2%，此時加入醋酸菌，進行同時發酵，溫度控制在30-45℃，培養48-60h，醋酸含量達到10-13%時發酵結束。將發酵液送蒸餾塔蒸餾，醋酸的純度為90-99%。

本發明的優點：

1）本發明使木糖渣廢棄物成為醋酸的生產原料和重要資源，為解決木糖渣等纖維廢棄物再利用難題提供了一條思路和技術路線，同時解決了木糖渣的污染問題，有利于保護環境。?

2）本發明采用發酵技術生產纖維醋酸，可減少醋酸工業對糧食原料的依賴，使醋酸生產原料來源更廣闊。使用工業廢渣及富含纖維素的秸稈、麥草等，實現了廢物的綜合利用，附加值高，增加企業的綜合效益。