[发明专利]一种利用碳酸钙强化甘蔗渣发酵产氢的方法及应用

权利要求书

1.一种利用碳酸钙强化甘蔗渣发酵产氢的方法，其特征在于包括如下步骤：在基础发酵培养基中加入碳酸钙，得到最终发酵培养基；再接种嗜热厌氧梭菌(Clostridium thermocellum)进行厌氧发酵，得到氢气。

2.根据权利要求1所述利用碳酸钙强化甘蔗渣发酵产氢的方法，其特征在于：所述的基础发酵培养基的组成为：A液、B液、C液、D液和E液按体积比39：2：2：1：1混合得到；

A液中含有20g/L的甘蔗渣，甘蔗渣作为碳源；B液中含有柠檬酸钾50g/L、一水柠檬酸31.25g/L、硫酸钠25g/L、磷酸二氢钾25g/L和碳酸氢钠62.5g/L；C液中含有氯化铵75g/L、尿素250g/L和酵母抽提物50g/L；D液中含有六水氯化镁50g/L、氯化亚铁四水合物5g/L、二水氯化钙10g/L和L-半胱氨酸盐酸盐一水物50g/L；E液中含有二盐酸吡哆胺1g/L、对氨基苯甲酸0.2g/L、D-生物素0.1g/L、维生素B₁₂0.1g/L和维生素B₁0.2g/L。

3.根据权利要求1所述利用碳酸钙强化甘蔗渣发酵产氢的方法，其特征在于：所述的碳酸钙的用量为碳酸钙在最终发酵培养基中的浓度为10～100mM计算。

4.根据权利要求1所述利用碳酸钙强化甘蔗渣发酵产氢的方法，其特征在于：所述的嗜热厌氧梭菌为嗜热厌氧梭菌ATCC 27405。

5.根据权利要求1所述利用碳酸钙强化甘蔗渣发酵产氢的方法，其特征在于：所述的嗜热厌氧梭菌为处于对数生长期的嗜热厌氧梭菌，接种体积量为相当于最终发酵培养基体积的10％。

6.根据权利要求5所述利用碳酸钙强化甘蔗渣发酵产氢的方法，其特征在于：所述处于对数生长期的嗜热厌氧梭菌通过如下步骤制备得到：将嗜热厌氧梭菌在种子液培养基中经活化和扩大培养，得到处于对数生长期的嗜热厌氧梭菌；

所述的种子液培养基的组成如下：A’液、B液、C液、D液和E液按体积比39：2：2：1：1混合得到；

A’液中含有3g/L的纤维素，纤维素作为碳源；B液中含有柠檬酸钾50g/L、一水柠檬酸31.25g/L、硫酸钠25g/L、磷酸二氢钾25g/L和碳酸氢钠62.5g/L；C液中含有氯化铵75g/L、尿素250g/L和酵母抽提物50g/L；D液中含有六水氯化镁50g/L、氯化亚铁四水合物5g/L、二水氯化钙10g/L和L-半胱氨酸盐酸盐一水物50g/L；E液中含有二盐酸吡哆胺1g/L、对氨基苯甲酸0.2g/L、D-生物素0.1g/L、维生素B₁₂0.1g/L和维生素B₁0.2g/L。

7.根据权利要求6所述利用碳酸钙强化甘蔗渣发酵产氢的方法，其特征在于：

所述的活化的条件为：在10mL西林瓶中加入种子液培养基，再接种嗜热厌氧梭菌，于55～60℃摇床培养48～72h；

所述的扩大培养的条件为：在100mL血清瓶中加入种子液培养基，再接种经活化后的嗜热厌氧梭菌，于55～60℃摇床培养48～72h或OD₆₀₀＝1.1～1.5；

所述的厌氧发酵的条件优选为：55～60℃、转速为150rpm的摇床上厌氧发酵6～8天。

8.根据权利要求1所述利用碳酸钙强化甘蔗渣发酵产氢的方法，其特征在于：所述的厌氧发酵通过如下操作步骤实现：在能密封的发酵容器中加入最终发酵培养基，密封，抽真空，充惰性气体，灭菌，再接种嗜热厌氧梭菌进行厌氧发酵。

9.根据权利要求8所述利用碳酸钙强化甘蔗渣发酵产氢的方法，其特征在于：所述的能密封的发酵容器为血清瓶；

所述的最终发酵培养基往所述能密封的发酵容器中的加入体积量为相当于所述能密封的发酵容器体积的3/8；

所述的惰性气体为氮气；

所述的充惰性气体的具体操作为：充0.04MPa氮气3次；

所述的灭菌的条件为：115℃灭菌20min。

10.权利要求1～9任一项所述利用碳酸钙强化甘蔗渣发酵产氢的方法在制备氢气中进行应用。