[发明专利]一种混醇汽油及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种醇类汽油，尤其涉及一种混醇汽油及其生产方法。

背景技术

能源是人类文明的先决条件,是经济增长和社会发展的重要物质基础。发酵法生产的燃料乙醇作为一种可再生的清洁能源,已经引起了世界各国的高度重视,缓解了石油资源短缺的问题,减轻了对进口石油的依赖程度。传统的乙醇发酵工业主要以玉米、小麦等粮食淀粉或甘蔗汁为原料,但其原料成本高达总成本的40％。另外，使用玉米等传统原料生产丁醇还存在着与人争粮的问题。

木质纤维素是地球上最丰富、最廉价的可再生资源,被认为是最重要的乙醇生产的后续资源物质，但在以木质纤维素为原料进行乙醇制备方面仍存在原料预处理技术难、纤维素酶水解成本高等问题,纤维素乙醇的价格尚无法与粮食乙醇竞争。

丁醇是重要的平台化合物，还是新型高效的液态燃料。由于石油价格的剧烈波动和上涨，以及全球温室效应的日益严重，利用可再生的生物质资源发酵生产丁醇越来越受到重视。丙酮-丁醇-乙醇发酵也称为ABE发酵，一般情况下，ABE发酵得到的是丁醇、丙酮、乙醇的混合溶剂产品(丁醇:丙酮:乙醇＝6:3:1)，故简称丁醇发酵。在确保总溶剂生产效率不变的条件下，尽量提高主产品-丁醇占总溶剂的比例(或丁醇/丙酮比)和丁醇产量，对于提高ABE发酵的整体性能和经济效益具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高清洁混醇汽油及其生产方法，可以解决木质纤维素物质与处理难且成本高的问题，还可以提高发酵过程中混醇汽油的丁醇/丙酮比。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的。

本发明以农业废弃物秸秆为原料，主要包括如下工艺：秸秆的预处理、秸秆的酶水解、发酵培养基的配制、ABE生产微生物种子液的制备、ABE发酵、溶剂蒸馏。具体步骤如下：

a、秸秆的预处理：将新鲜秸秆晒干后粉碎过筛，所用筛网为20-40目；

b、秸秆的酶水解：将步骤a得到的秸秆干粉与水混合，此时秸秆干粉：水质量比为1：58，然后进行微波消解，微波功率为630W,处理时间为5.5分钟，添加纤维素酶，混匀后37℃处理36h。3000r/min离心5min，除去固体物质，上清即为秸秆水解液。

c、发酵培养基的配制：向每升步骤b中得到的秸秆水解液中加入50g木糖,0.5g酵母粉,2.5gKH₂PO₄,0.4gMgSO₄·7H₂O，用丁酸和乙酸调pH为5.5；加入到厌氧瓶中，向厌氧瓶中充N₂去除O₂,115℃灭菌20min备用；

d、ABE生产微生物种子液的制备：将混合均匀的4％-6％(质量比)玉米粉蒸煮30min，补足蒸发水分后，充N₂去除O₂,115℃灭菌20min，即配成种子培养基；加入5％-10％(体积比)菌种孢子液，沸水浴40s-60s，37℃静止培养18-24h即为微生物种子液；

e、ABE发酵：将步骤3中得到的发酵培养基在无菌条件下接入步骤d中得到的10％(体积比)微生物种子液和1％(体积比)丁酸、乙酸混合液，37℃静止发酵18-24h；

f、溶剂蒸馏：采用常规工艺蒸馏发酵醪液制得丙酮、乙醇和丁醇。

所述秸秆为小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆中的任意一种或几种的混合物。

所述纤维素酶的标准酶活＞1×10⁵u/ml，加入量为50μl/100ml。

所述的菌种为丙酮丁醇梭菌(丙丁梭菌)ATCC824。

发酵结束后用气相色谱法测定发酵醪液中溶剂浓度，其中乙醇含量13.1g/L，丙酮含量为2.74g/L，丁醇含量为15.74g/L，总溶剂含量为31.58g/L。

本发明的有益效果：

1、本发明利用秸秆进行微生物ABE转化，在生产ABE的同时，解决秸秆不能被合理利用对环境造成的压力。

2、发酵过程中添加丁酸和乙酸，可以显著提高总溶剂生产效率和丁醇产量。

具体实施方式

下面结合实例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1