[发明专利]利用固定化细胞进行汽爆秸秆酶解耦合发酵制氢的方法

权利要求书

1.一种利用固定化细胞进行汽爆秸秆酶解耦合发酵制取氢气的方法，其步骤如下：

(1)制备丁酸梭菌固定化细胞

将处于对数生长期的丁酸梭菌种子液与质量百分比浓度为2～5％海藻酸钠溶液混合，得丁酸梭菌种子液海藻酸钠混合液；所述丁酸梭菌种子液与海藻酸钠溶液混合的体积比为1∶3～1∶6；

用无菌注射器吸取丁酸梭菌种子液与海藻酸钠的混合液，推动注射器，将混合液滴入浓度为0.05mol/l的无菌CaCl₂溶液中，保持30分钟，制取丁酸梭菌固定化细胞；所述丁酸梭菌种子液海藻酸钠混合液与无菌CaCl₂溶液的体积比为1∶3～1∶6；

(2)在制取固定化细胞的同时，将汽爆秸秆料置于在酶解罐中50℃下静置制备酶解液；

所述酶解液的制备如下：将汽爆秸秆料置于酶解罐中，加入纤维素酶和用硫酸调节pH4.8的水溶液，50℃下酶解得酶解液；每克汽爆秸秆料加25IU纤维素酶；每升所述水溶液含尿素或酵母抽提物2g，KH₂PO₄ 0.51g和MgSO₄ 0.31g；所述汽爆秸秆重量与水溶液体积的固液比是1∶8～12(w/v)；

(3)酶解耦合发酵制取氢气

固定化细胞制取好以后，开启安装在酶解罐与发酵罐之间的连接管路上的循环泵把一部分酶解液泵入发酵罐，待固定化细胞被浸没后，关闭循环泵停止循环，迅速向发酵罐通入氮气除氧，于35℃下进行固定化细胞预培养；

待细胞预培养6-12小时后，再次开启循环泵源源不断地将酶解液泵入发酵罐中，进行酶解耦合发酵制得氢气；发酵罐中发酵产生的氢气从发酵罐顶端排出，用排水集气法收集所制得的氢气。

2.按权利要求1所述的利用固定化细胞进行汽爆秸秆循环酶解发酵制取氢气的方法，其特征在于，所述的固定化细胞预培养是利用酶解产生的糖液进行的。

3.按权利要求1所述的利用固定化细胞进行汽爆秸秆循环酶解发酵制取氢气的方法，其特征在于，所述固定化细胞预培养6～12小时后，再开启循环泵将酶解液泵入发酵罐中的速度为10～20ml/min。

4.按权利要求1所述的利用固定化细胞进行汽爆秸秆循环酶解发酵制取氢气的方法，其特征在于，所述的汽爆秸秆料为汽爆玉米秸秆料、汽爆高梁秸秆料或汽爆小麦秸秆料。