[發明專利]一種高效氣體發酵制乙醇的方法和系統

在審

• 申請號: 202210085353.0
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114438136A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 莫志朋;陳琪;佟淑環;張春悅;息曉杰;宋慶坤
• 申請（專利權）人: 河北首朗新能源科技有限公司
• 主分類號: C12P7/08
• 分類號: C12P7/08;C12M1/00;C12R1/145
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 郭士超

本申請具體涉及一種高效氣體發酵制乙醇的方法和系統，屬于生物發酵領域，包括步驟：將工業尾氣進行發酵，得到醪液；將醪液進行固液分離，得到醪液清相和菌體濃相；將醪液清相進行液液分離，得到脫醇清相和乙醇濃相，脫醇清相回用至發酵。通過將工業尾氣發酵得到的醪液分離出脫醇清相，并將脫醇清相回用至發酵過程中。當醪液中乙醇濃度過高時，增加醪液的出液量，即可增加脫醇清相的出液量，再將脫醇清相返回醪液中，即可降低醪液中乙醇的濃度。如此設置，使得發酵制乙醇過程中能夠持續將乙醇從醪液中提取出來，進而穩定控制乙醇的濃度，同時，大部分水隨脫醇清相回用至發酵，大幅降低單位乙醇的水耗。

技術領域

本申請涉及生物發酵領域，尤其涉及一種高效氣體發酵制乙醇的方法和系統。

背景技術

目前以含CO的工業氣體為原料發酵法生產醇的工藝已經成功實現工業化應用，其環保效益和經濟效益受到廣泛認可。工業氣體發酵制乙醇所用的梭菌對高濃度乙醇的耐受性較低，為了保證梭菌的正常生長繁殖，需要穩定維持醪液中乙醇的濃度。現有技術中通常采用單級發酵或兩級發酵來維持醪液中乙醇的濃度，單級發酵乙醇濃度較低，但單位乙醇耗水量較高；而采用兩級發酵工藝發酵效率偏低，乙醇及蛋白產率低。

發明內容

本申請提供了一種高效氣體發酵制乙醇的方法和系統，以解決現有技術的發酵制乙醇方法無法同時滿足穩定控制乙醇濃度和單位乙醇耗水量低的技術問題。

第一方面，本申請提供了一種高效氣體發酵制乙醇的方法，包括步驟：

將工業尾氣進行發酵，得到醪液；

將所述醪液進行固液分離，得到醪液清相和菌體濃相；

將所述醪液清相進行液液分離，得到脫醇清相和乙醇；

其中，所述脫醇清相回用至所述發酵。

可選的，所述菌體濃相回用至所述發酵。

可選的，按體積百分比計，所述將所述菌體濃相回用至所述發酵中，回用的所述菌體濃相占總的所述菌體濃相的0％～100％。

可選的，所述菌體濃相中的菌體濃度為所述醪液中菌體濃度的1.01倍～10倍。

可選的，按體積百分比計，回用的所述脫醇清相占總的所述脫醇清相的0％～100％。

可選的，所述乙醇濃相的乙醇濃度為所述醪液中乙醇濃度的1.5倍～30倍。

可選的，所述固液分離包括離心分離和膜分離；所述液液分離包括蒸餾和選擇性膜分離。

第二方面，本申請還提供一種高效氣體發酵制乙醇的系統，包括：

發酵裝置，用以將工業尾氣進行發酵，得到醪液；

菌體分離裝置，用以將所述醪液進行固液分離，得到醪液清相和菌體濃相，所述菌體分離裝置與所述發酵裝置連通；

乙醇分離裝置，用以將所述醪液清相進行液液分離，得到脫醇清相和乙醇，所述乙醇分離裝置分別與所述發酵裝置和所述菌體分離裝置連通，用以將所述脫醇清相返回所述醪液。

可選的，所述菌體分離裝置的醪液入口與所述發酵裝置的醪液出口連通，所述菌體分離裝置的菌體濃相出口與所述發酵裝置連通，所述菌體分離裝置的醪液清相出口與所述乙醇分離裝置的醪液清相入口連通，所述乙醇分離裝置的脫醇清相出口與所述發酵裝置連通。

可選的，所述菌體分離裝置包括離心分離裝置和膜分離裝置，所述乙醇分離裝置包括蒸餾裝置和選擇性膜分離裝置。

本申請實施例提供的上述技術方案與現有技術相比具有如下優點：