[發明專利]用于纖維素乙醇發酵的連續式梯級固定化反應方法及設備

在審

• 申請號: 201910348479.0
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110055160A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 趙巖;劉珊;徐穎杰;徐安坤;常慧敏
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/02;C12P7/10
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;陳征

1.一種連續式梯級固定化的纖維素乙醇發酵的方法，其特征在于，包括將木質纖維素水解液連續依次經過可發酵己糖產乙醇的微生物固定化床和可發酵戊糖產乙醇的微生物固定化床，依次進行發酵反應，將發酵產物分為第一部分產物和第二部分產物，所述第一部分產物進行收集，所述第二部分產物與木質纖維素水解液混合后再依次經過可發酵己糖產乙醇的微生物固定化床和可發酵戊糖產乙醇的微生物固定化床，以實現循環。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二部分產物與所述木質纖維素水解液的體積比為1:1～5:1。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述木質纖維素水解液為葡萄糖和木糖濃度比為2:1～1.5:1的木質纖維素發酵液。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述可發酵己糖產乙醇的微生物固定化床和可發酵戊糖產乙醇的微生物固定化床的高度比為2:1～1:1。

5.一種用于纖維素乙醇發酵的連續式梯級固定化反應設備，其特征在于，包括：發酵反應器和用于儲存木質纖維素水解液的儲液池；所述發酵反應器內從下至上依次設有可發酵己糖產乙醇的微生物固定化床和可發酵戊糖產乙醇的微生物固定化床；所述發酵反應器與所述儲液池通過進液管道和進液泵連接；

所述進液泵驅動所述儲液池中的木質纖維素水解液經所述進液管道從下至上依次進入所述可發酵己糖產乙醇的微生物固定化床和可發酵戊糖產乙醇的微生物固定化床中；

所述發酵反應器上含有設置在所述可發酵戊糖產乙醇的微生物固定化床上方的出液口，所述出液口通過管道經內循環泵與所述進液管道相通。

6.根據權利要求5所述的連續式梯級固定化反應設備，其特征在于，所述內循環泵和進液泵的入液比為1:1～5:1。

7.根據權利要求5或6所述的連續式梯級固定化反應設備，其特征在于，所述發酵反應器的底部設有多孔板以實現均勻布水；所述發酵反應器的上部設有出氣管的出氣口，所述出氣管的另一端與多孔板相連。

8.根據權利要求5至7中任一項所述的連續式梯級固定化反應設備，其特征在于，所述發酵反應器上含有設置于所述可發酵戊糖產乙醇的微生物固定化床上方的集液口；所述集液口用于收集所述發酵反應器中的液相產物；所述集液口通過管道與出液儲存池連通。

9.根據權利要求5至8中任一項所述的連續式梯級固定化反應設備，其特征在于，還包括用于控制所述發酵反應器中發酵溫度的水浴蓄水槽，所述發酵反應器設在所述水浴蓄水槽中；所述水浴蓄水槽經由管道和水浴加熱入水泵與水浴加熱裝置連通。

10.根據權利要求9所述的連續式梯級固定化反應設備，其特征在于，對于常溫發酵菌，發酵溫度為25～37℃；對于嗜熱發酵菌，發酵溫度為50～55℃；對于極端嗜熱發酵菌，發酵溫度為65～70℃；

和/或，所述水浴蓄水槽的壁厚與所述發酵反應器的直徑比為1:3～1:4。