[发明专利]一种木质纤维素生物质联产乙醇、丙酮和丁醇的方法

权利要求书

1.一种木质纤维素生物质联产乙醇、丙酮和丁醇的方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）将木质纤维素材料粉碎，以液固质量比2～5：1置于质量浓度为0.5%~15%的氨水溶液中浸泡得混合物；

（2）将步骤（1）所得的混合物进行固液分离，液体用于下一批木质纤维素材料浸泡，将含水固体进行爆破处理得到爆破渣；

所述固体置于爆破机中，1.8~2.5MPa保压60~350s，2~10s完全卸压喷出爆破渣；

（3）将步骤（2）中的爆破渣以液固质量比为4～8：1置于水中，调节pH为4～6、放入酶解反应器中，设置温度为45～60℃，混匀，添加纤维素酶酶液和木聚糖酶酶液，糖化2～20h后，将糖化后的渣液一起泵入发酵罐，接种活化后的酿酒酵母菌液，酿酒酵母菌液的接种量为发酵液体积的10%，进行同步糖化发酵12～72h；

纤维素酶酶液添加量为：按爆破渣干物质中每克纤维素质量添加纤维素酶酶液5～10FPU，木聚糖酶酶液添加量为：按爆破渣干物质中每克纤维素质量添加木聚糖酶酶液5～40U；

酿酒酵母活化方法为：向水中加入爆破渣，使爆破渣干物质含量为10%～25%（w/w），pH为4～6；按照爆破渣干物质中每克纤维素质量添加5～10FPU纤维素酶酶液，50℃糖化2～24h得到水解糖液；按照每升上述水解糖液中加入0～5克的玉米浆及0.5～1克酿酒酵母，34℃活化4～8h，此时酵母数量为2×10⁸CFU/ml-1×10¹³CFU/ml，即得活化后的酿酒酵母；

（4）然后向步骤（3）中发酵罐按发酵液的体积接入2～10%的活化后的拜氏梭菌液，进行发酵得发酵液；

拜氏梭菌活化方法为：向水中加入爆破渣，使爆破渣干物质含量为10%～25%（w/w），pH为4～6；按照爆破渣干物质中每克纤维素质量添加5～10FPU纤维素酶酶液，50℃糖化2～24h得到水解糖液，水解糖液中葡萄糖的浓度为40g/L；按照每升上述水解糖液中加入20克的玉米浆，pH为6.5～7.5，115℃灭菌20min，即得拜氏梭菌活化液，接入ATCC55025拜氏梭菌菌种，37℃活化16～24h，即得活化后的拜氏梭菌菌液，此时，拜氏梭菌的数量为10⁶CFU/ml~10¹⁰ CFU/ml；

（5）将步骤（4）中的发酵液经减压蒸馏得到粗乙醇、丙酮、丁醇，进一步精馏和脱水得到无水乙醇、丙酮、丁醇。

2.如权利要求1所述的木质纤维素生物质联产乙醇、丙酮和丁醇的方法，其特征是：步骤（1）中，将木质纤维素材料粉碎至2～10cm。

3.如权利要求1所述的木质纤维素生物质联产乙醇、丙酮和丁醇的方法，其特征是：步骤（1）中，所述的木质纤维素材料指一年生的草本植物或农业废弃物。

4.如权利要求1所述的木质纤维素生物质联产乙醇、丙酮和丁醇的方法，其特征是：步骤（1）中，所述的氨水溶液质量浓度为5%～10%，浸泡时间为10min～24h。

5.如权利要求1所述的木质纤维素生物质联产乙醇、丙酮和丁醇的方法，其特征是：步骤（3）中，纤维素酶酶液来源于青霉酶系。

6.如权利要求1所述的木质纤维素生物质联产乙醇、丙酮和丁醇的方法，其特征是：步骤（3）中，木聚糖酶酶液来源于链霉菌SPE-86酶系。

7.如权利要求1所述的木质纤维素生物质联产乙醇、丙酮和丁醇的方法，其特征是：步骤（4）中，发酵条件为34~40℃厌氧反应60~96h。