1.一種固定床發酵分離耦合連續生產生物丁醇的方法,其特征在于該方法包括如
下步驟:
(1)將對丁醇生產菌具有電荷吸附效應的改性固定化介質填充于固定床,與生物
反應器循環串聯;
(2)將丁醇生產菌接種至生物反應器中,在發酵培養基中培養至指數期,發酵液
在固定床與生物反應器之間循環,將處于指數期的游離菌體細胞逐步吸附于固定床中;
(3)當生物反應器中丁醇濃度達到3~7g/L時,將發酵液泵入滲透汽化膜組件進行
原位分離,收集丁醇滲透液,而膜截留液同步返回生物反應器內繼續利用;
(4)在步驟(3)操作同時,向生物反應器中流加發酵培養基,連續發酵生產丁醇;
步驟(1)中,所述的固定化介質包括:經過改性處理的農業秸稈、甘蔗渣、玉米
芯、棉纖維、麻纖維、活性炭纖維、聚乙烯醇纖維、聚砜纖維、顆粒炭、多孔陶瓷濾料、
沸石濾料、火山巖濾料和頁巖濾料中的任意一種;所述的改性,方法為利用濃硝酸、濃
鹽酸、濃硫酸或濃磷酸對固定化介質進行表面酸改性處理,或者,利用氯化鐵、硫酸鎂
或氯化鈣對固定化介質進行表面改性處理;
步驟(3)中,所述的滲透汽化膜組件為由硅橡膠/陶瓷復合膜構成。
2.根據權利要求1所述的固定床發酵分離耦合連續生產生物丁醇的方法,其特征
在于步驟(2)中,所述的丁醇生產菌為梭狀芽孢桿菌(Clostridium)。
3.根據權利要求1所述的固定床發酵分離耦合連續生產生物丁醇的方法,其特征
在于步驟(2)和(4)中,所述的發酵培養基為初始pH?4.5~6.5的含有碳源、氮源、無
機鹽及生長因子的液體培養基。
4.根據權利要求3所述的固定床發酵分離耦合連續生產生物丁醇的方法,其特征
在于所述的碳源為葡萄糖、糖蜜、廢乳清、玉米粉糖化液、木薯粉糖化液及農林業木質
纖維素水解糖液中的任意一種或幾種,步驟(2)中,培養基中的總糖濃度為30~100g/L,
步驟(4)中培養基中的總糖濃度為50~100g/L。
5.根據權利要求3所述的固定床發酵分離耦合連續生產生物丁醇的方法,其特征
在于所述的氮源為有機或無機含氮化合物,其中無機含氮化合物為乙酸銨和硫酸銨中的
任意一種或幾種,有機含氮化合物為蛋白胨、酵母膏、酵母粉、玉米漿和尿素中的任意
一種或幾種,培養基中氮源濃度為0.5~3g/L。
6.根據權利要求3所述的固定床發酵分離耦合連續生產生物丁醇的方法,其特征
在于所述的無機鹽為鈉鹽、鉀鹽、鎂鹽、鈣鹽、磷酸鹽、錳鹽和鐵鹽中的任意一種或幾
種,培養基中無機鹽濃度為0.01~3g/L。
7.根據權利要求3所述的固定床發酵分離耦合連續生產生物丁醇的方法,其特征
在于所述的生長因子為生物素、硫胺素和對氨苯甲酸中的任意一種或幾種,培養基中生
長因子濃度為0.01~10mg/L。
8.根據權利要求1所述的固定床發酵分離耦合連續生產生物丁醇的方法,其特征
在于步驟(4)中,調控發酵培養基的流加速率以維持生物反應器內發酵液總體積不變。
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