[发明专利]木质纤维素一锅法生物转化方法

权利要求书

1.木质纤维素一锅法生物转化法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）机械处理：将木质纤维素原料进行机械粉碎，清洗，投放至密闭反应器中，按照固液重量体积比1:2-1:6添加水，混合均匀，浸泡；

（2）化学处理：向密闭反应器中加入适量亚硫酸铵，在160-190℃的温度条件下进行磺化处理1-4h；所述密闭反应器中亚硫酸铵的终浓度为9-15%质量体积比；反应完毕后，打开密闭反应器底部的卸料口，使黑液流至储藏罐中；当密闭反应器中的压力降至大气压时，利用储藏罐顶部的真空泵抽真空，使储藏罐中形成负压，黑液进一步流出；直至密闭反应器中物料的含水量达到30%-50%，关闭卸料口；

（3）物料清洗：向密闭反应器中加入水，混合均匀；向密闭反应器中通入高压氮气，使反应器内压力达到10-12个标准大气压，然后打开密闭反应器底部的卸料口，使黑液流至储藏罐中；当密闭反应器中的压力降至大气压时，利用储藏罐顶部的真空泵抽真空，使储藏罐中形成负压，黑液进一步流出；至密闭反应器中物料的含水量达到30%-50%，关闭卸料口；重复1-4次，直至物料的pH不高于7.5；

（4）糖化：按照1:2-1:25的固液重量体积比，向密闭反应器中加入糖化培养基，高温高压灭菌；接种产纤维小体菌株种子液，采用间歇式搅拌方式，在34-65℃的温度条件和5.8-6.5的pH下进行糖化反应，得到含有葡萄糖的糖液；所述的产纤维小体菌株为热纤梭菌、黄色溶纤梭菌、嗜纤维梭菌、解纤维梭菌、解纤维醋弧菌、溶纤维假拟杆菌、白色瘤胃球菌或黄化瘤胃球菌；所述的间歇搅拌具体为：每1-6小时搅拌5-10分钟，所述间歇式搅拌的转速为0.5-20rpm；

（5）发酵：当密闭反应器中葡萄糖浓度达到25-180g/L时，通入无菌空气，添加培养基组分，获得发酵培养基；然后接入活化的好氧异养微生物种子液，搅拌均匀，在15-38℃的温度条件、补氮、pH6.5-9.0下发酵1.5-7天，获得好氧异养微生物发酵液，测定生物量。

2.根据权利要求1所述的木质纤维素一锅法生物转化法，其特征在于：步骤（3）中所述加入水的量为步骤（2）处理之后物料体积的1-2倍。

3.根据权利要求2所述的木质纤维素一锅法生物转化法，其特征在于：步骤（1）所述机械粉碎后木质纤维素原料的碎片粒径不超过2 cm，浸泡时间为2-4h；所述木质纤维素原料为玉米秸秆、麦秸、灌木条枝、木片、玉米芯、稻草和废纸中的一种或多种的组合。

4.根据权利要求2所述的木质纤维素一锅法生物转化法，其特征在于：步骤（4）所述的产纤维小体菌株种子液的接种量为2-10%体积比。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的木质纤维素一锅法生物转化法，其特征在于：所述的糖化培养基具体为：每升水中添加磷酸氢二钾2.9 g/L、磷酸二氢钾1.5 g/L、尿素0.8g/L、氯化钙0.1 g/L、氯化镁1.8 g/L、硫酸亚铁0.0005 g/L、硫化钠2 g/L、玉米浆4 g/L、柠檬酸三钠2 g/L、pH 6.5-7.5。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的木质纤维素一锅法生物转化法，其特征在于：步骤（5）所述的好氧异养微生物为裂殖壶菌、微拟球藻、高山被孢霉、小球藻、红发夫酵母或假丝酵母，接种量为5-10%体积比；所述搅拌的转速100-200 rpm、通气量为0.2-2vvm。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的木质纤维素一锅法生物转化法，其特征在于：步骤（5）所述的培养基组分为：酵母提取物0.2-30 g/L，蛋白胨0.2-20 g/L，玉米浆6-30g/L，磷酸二氢钾0.5-8 g/L，硫酸镁0.5-5 g/L，海水晶0-30 g/L，维生素B1 3-200 mg/L，维生素B6 3-200 mg/L，维生素B12 1-50 mg/L，生物素1-50 mg/L。