一种使用丙酮丁醇梭菌处理蜜饯厂废水发酵产丁醇的方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810647243.2 (22)申请日 2018.06.22 (71)申请人 福州大学 地址 362801 福建省泉州市泉港区前黄镇 学院路1号 (72)发明人 叶卓亮宋静怡卓淑敏宋鑫 (74)专利代理机构 福州元创专利商标代理有限 公司 35100 代理人 蔡学俊李翠娥 (51)Int.Cl. C12P 7/16(2006.01) C12N 1/20(2006.01) C12R 1/145(2006.01) (54)发明名称 一种使用丙酮丁醇梭菌处理蜜饯厂废水发 酵产丁醇。

2、的方法 (57)摘要 本发明公开了一种使用丙酮丁醇梭菌处理 蜜饯厂废水发酵产丁醇的方法， 其内容为制备丙 酮丁醇梭菌种子液， 发酵稀释十倍的蜜饯厂废 水， 通过排气装置， 排出发酵过程中产生的氢气、 二氧化碳， 并保持培养过程中的厌氧状态， 经恒 温气浴震荡箱震荡混匀发酵瓶中的发酵液， 使丙 酮丁醇梭菌能够充分利用发酵液中的还原糖。 该 方法与现有的蜜饯厂废水处理方法相比， 可以充 分将蜜饯厂废水变废为宝， 充分利用蜜饯厂废水 糖浓度高的优势， 减少曝气等对环境的污染等优 点。 有望变废为宝， 有效解决蜜饯厂废水因pH值 低、 盐度高、 有机污染物分子质量大而难处理的 问题。 权利要求书1页 。

3、说明书3页 附图2页 CN 108823253 A 2018.11.16 CN 108823253 A 1.一种使用丙酮丁醇梭菌处理蜜饯厂废水发酵产丁醇的方法,其特征在于， 步骤如下： 1） P2+PGY培养基的配制； 2） 丙酮丁醇梭菌种子液的制备： 按重量份数计， 将5份葡萄糖加入到100份步骤1） 制得 的P2+PGY培养基中， 制得培养液， 培养液经高压蒸汽灭菌锅灭菌和紫外灯照射灭菌； 用无菌 吸管吸取培养液溶解冻干丙酮丁醇梭菌得菌液； 然后用无菌注射器吸取菌液， 添加到装有 灭菌培养液的发酵瓶中， 通入氮气3min， 连接排气装置， 排出发酵过程中产生的氢气、 二氧 化碳， 并保持培。

4、养过程中的厌氧状态， 置于恒温气浴震荡箱中， 回旋震荡， 37 厌氧发酵， 发酵2-3天后， 观察到发酵液上部有漂浮物， 下部有云带， 表明生长良好， 作为种子液； 3） 蜜饯厂废水发酵产丁醇： 按重量份数计， 将10份的蜜饯厂废水与90份的步骤1） 制得 的P2+PGY培养基均匀混合， 用NaOH调节pH=5.5， 得蜜饯厂废水培养液， 经高压蒸汽灭菌锅灭 菌和紫外灯照射灭菌； 然后用无菌注射器吸取步骤2） 获得的种子液， 接种量为10wt%， 添加 到装有蜜饯厂废水培养液的发酵瓶中， 通入氮气3min， 连接排气装置， 排出发酵过程中产生 的氢气、 二氧化碳， 并保持培养过程中的厌氧状态，。

5、 置于恒温气浴震荡箱中， 回旋震荡， 37 厌氧发酵， 发酵2-3天， 获得产物丁醇。 2.根据权利要求1所述的一种使用丙酮丁醇梭菌处理蜜饯厂废水发酵产丁醇的方法， 其特征在于： 步骤1） 所述P2+PGY培养基的原料组成按重量份计为： 磷酸二氢钾0.5 份， 磷酸 氢二钾 0.5 份， 乙酸铵2.2 份， MnSO4 0.01 份， MgSO27H2O 0.2 份， FeSO47H2O 0.01 份， NaCl 0.01 份， 对氨基苯甲酸0.001 份， 维生素B1 0.001 份， 生物素0.001 份， 酵母抽 取物1 份， 蛋白胨3 份， 2- （N-吗啉） 乙磺酸一水合物 21.3。

6、25 份， 去离子水1000 份。 3.根据权利要求1所述的一种使用丙酮丁醇梭菌处理蜜饯厂废水发酵产丁醇的方法， 其特征在于： 步骤2） 和步骤3） 所述的高压锅灭菌为在121灭菌15min， 紫外灯照射灭菌时 间为30min。 4.根据权利要求1所述的一种使用丙酮丁醇梭菌处理蜜饯厂废水发酵产丁醇的方法， 其特征在于： 步骤2） 冻干丙酮丁醇梭菌粉的获取方式为： 用酒精棉擦拭保藏丙酮丁醇梭菌 种的冻干管表面进行消毒， 将管顶端于酒精灯外焰上均匀加热， 吸取无菌水滴在管口， 使其 破裂并用镊子敲碎管口。 5.根据权利要求1所述的一种使用丙酮丁醇梭菌处理蜜饯厂废水发酵产丁醇的方法， 其特征在于： 。

7、步骤2） 和步骤3） 的回旋震荡的转速为2rpm。 权利要求书 1/1 页 2 CN 108823253 A 2 一种使用丙酮丁醇梭菌处理蜜饯厂废水发酵产丁醇的方法 技术领域 0001 本发明属于蜜饯厂废水处理技术领域， 具体涉及一种使用丙酮丁醇梭菌处理蜜饯 厂废水发酵产丁醇的方法。 背景技术 0002 近年来， 能源生产和消费发生巨大变革， 能源发展方式由粗放型向集约型转变， 能 源结构由煤炭为主向多元化转变， 能源发展动力由传统能源增长向新能源增长转变， 能源 消费得到有效控制， 能源利用效率进一步提高， 节能降耗取得新成效。 生物丁醇就是以其悠 久的发酵历史， 相对成熟的发酵工艺， 再次。

8、回到人们的视线当中。 0003 丁醇不仅是一种重要的有机溶剂和化工原料， 还是一种新型的极具潜力的生物 燃料。 其热值远高于乙醇 （与汽油相当） ， 腐蚀性小， 蒸气压低， 能与汽油以任意比互掺使用。 丁醇是无色液体， 相对密度 0.8109， 熔点 -88.9， 沸点117.7。 丁醇在水中的溶解度为 7.7% （20 ） ， 可溶于醇、 醚等有机溶剂。 生物丁醇的能量密度高、 燃料经济性高， 腐蚀性小， 蒸汽压力较低， 易于管道输送。 0004 蜜饯腌渍是重污染工序， 排出浓黑的盐津废水， pH值低、 盐度高、 有机污染物分子 质量大、 渗透压高， 盐析作用使脱氢酶活性降低； 废水的密度增。

9、加使活性污泥易上浮流失， 从而加大了废水处理的难度。 目前， 我国采用沉降和电解的方法进行蜜饯厂的废水处理， 化 学药品消耗大， 耗能大， 成本昂贵。 0005 长久以来， 生物发酵法制备丁醇， 原料大多采用糖蜜、 淀粉等， 价格较贵且与人争 粮， 底物成本对于低附加值发酵产品的整体成本贡献很大， 这是ABE发酵的挑战之一。 而蜜 饯厂废水恰因为其中含糖量高能作为发酵产丁醇的重要原料。 本发明抛弃常规的能耗高的 蜜饯厂废水处理方法， 利用蜜饯厂废水本身糖浓度大的优势， 以蜜饯厂废水为原料， 用丙酮 丁醇梭菌发酵稀释后的废水生产丁醇。 发明内容 0006 本发明的目的在于针对现有技术的不足， 提。

10、供一种使用丙酮丁醇梭菌处理蜜饯厂 废水发酵产丁醇的方法。 本发明将难处理的蜜饯厂变废为宝， 将高能耗转变成产生能源， 该 方法可充分利用废水中的糖， 具有发酵周期短、 丁醇产量高等优点。 0007 为实现上述发明目的， 本发明采用如下技术方案： 一种使用丙酮丁醇梭菌处理蜜饯厂废水发酵产丁醇的方法， 步骤如下： 1） P2+PGY培养基的配制； 2） 丙酮丁醇梭菌种子液的制备： 按重量份数计， 将5份葡萄糖加入到100份步骤1） 制得 的P2+PGY培养基中， 制得培养液， 培养液经高压蒸汽灭菌锅灭菌和紫外灯照射灭菌； 用无菌 吸管吸取培养液溶解冻干丙酮丁醇梭菌粉得菌液； 然后用无菌注射器吸取菌。

11、液， 添加到装 有灭菌培养液的发酵瓶中， 通入氮气3min， 连接排气装置， 排出发酵过程中产生的氢气、 二 氧化碳， 并保持培养过程中的厌氧状态， 置于恒温气浴震荡箱中， 回旋震荡， 37 厌氧发 说明书 1/3 页 3 CN 108823253 A 3 酵， 发酵2-3天后， 观察到发酵液上部有漂浮物， 下部有云带， 表明生长良好， 作为种子液； 3） 蜜饯厂废水发酵产丁醇： 按重量份数计， 将10份的蜜饯厂废水与90份的步骤1） 制得 的P2+PGY培养基均匀混合， 用NaOH调节pH=5.5， 得蜜饯厂废水培养液， 经高压蒸汽灭菌锅灭 菌和紫外灯照射灭菌； 然后用无菌注射器吸取步骤2）。

12、 获得的种子液， 接种量为10wt%， 添加 到装有蜜饯厂废水培养液的发酵瓶中， 通入氮气3min， 连接排气装置， 排出发酵过程中产生 的氢气、 二氧化碳， 并保持培养过程中的厌氧状态， 置于恒温气浴震荡箱中， 回旋震荡， 37 厌氧发酵， 发酵2-3天， 获得产物丁醇。 0008 步骤1） 所述P2+PGY培养基的原料组成按重量份计为： 磷酸二氢钾0.5 份， 磷酸氢 二钾0.5份， 乙酸铵2.2份， MnSO4 0.01份， MgSO27H2O 0.2份， FeSO47H2O 0.01份， NaCl 0.01份， 对氨基苯甲酸0.001份， 维生素B1 0.001份， 生物素0.001份。

13、， 酵母抽取物1份， 蛋白 胨3份， 2- （N-吗啉） 乙磺酸一水合物21.325份， 去离子水1000份。 0009 步骤2） 和步骤3） 所述的高压锅灭菌为在121灭菌15min， 紫外灯照射灭菌时间为 30min。 0010 步骤2） 冻干丙酮丁醇梭菌粉的获取方式为： 用酒精棉擦拭保藏丙酮丁醇梭菌种的 冻干管表面进行消毒， 将管顶端于酒精灯外焰上均匀加热， 吸取无菌水滴在管口， 使其破裂 并用镊子敲碎管口。 0011 步骤2） 和步骤3） 的回旋震荡的转速为2rpm。 0012 本发明的有益效果在于： 1） 本发明利用蜜饯厂废水为原材料来发酵产生丁醇， 减少资源浪费。 0013 2） 。

14、本发明采用排气装置， 排出发酵过程中产生的氢气、 二氧化碳， 并保持培养过程 中的厌氧状态； 具有减少氮气浪费， 维持厌氧状态， 排出对微生物生长有害的气体等优点。 附图说明 0014 图1是本发明采用的排气装置； 左边密封装置针头深入灭菌去离子水下， 为右边发 酵装置提供密封无氧环境， 当右边产气后， 气压增大， 气体被压入左边的西林瓶中， 以达到 排气和密封的作用； 图2是本发明经气相色谱分析中的其中一个谱图； 乙醇在0.698min时出峰， 浓度为 0.5082g/L； 丙酮在0.907min时出峰， 浓度为2.4656g/L； 丁醇在2.065min时出峰， 浓度为 4.9603g/L。

15、。 具体实施方式 0015 现结合本发明的具体实施例， 对本发明做进一步说明。 0016 实施例1 一种使用丙酮丁醇梭菌处理蜜饯厂废水发酵产丁醇的方法， 步骤如下： 1） P2+PGY培养基的配制： 原料组成按重量份计为： 磷酸二氢钾0.5 份， 磷酸氢二钾0.5 份， 乙酸铵2.2份， MnSO4 0.01份， MgSO27H2O 0.2份， FeSO47H2O 0.01份， NaCl 0.01份， 对 氨基苯甲酸0.001份， 维生素B1 0.001份， 生物素0.001份， 酵母抽取物1份， 蛋白胨3份， 2- （N-吗啉） 乙磺酸一水合物21.325份， 去离子水1000份； 2） 丙。

16、酮丁醇梭菌种子液的制备： 按重量份数计， 将5份葡萄糖加入到100份步骤1） 制得 说明书 2/3 页 4 CN 108823253 A 4 的P2+PGY培养基中， 制得培养液， 培养液经高压蒸汽灭菌锅在121灭菌15min和紫外灯照 射灭菌30min； 用无菌吸管吸取培养液溶解冻干丙酮丁醇梭菌粉得菌液； 然后用无菌注射器 吸取菌液， 添加到装有灭菌培养液的发酵瓶中， 通入氮气3min， 连接排气装置， 排出发酵过 程中产生的氢气、 二氧化碳， 并保持培养过程中的厌氧状态， 置于恒温气浴震荡箱中， 回旋 震荡， 37 厌氧发酵， 发酵2-3天后， 观察到发酵液上部有漂浮物， 下部有云带， 表。

17、明生长良 好， 作为种子液； 3） 蜜饯厂废水发酵产丁醇： 按重量份数计， 将10份的蜜饯厂废水与90份的步骤1） 制得 的P2+PGY培养基均匀混合， 用NaOH调节pH=5.5， 得蜜饯厂废水培养液， 经高压蒸汽灭菌锅灭 菌和紫外灯照射灭菌； 然后用无菌注射器吸取步骤2） 获得的种子液， 接种量为10wt%， 添加 到装有蜜饯厂废水培养液的发酵瓶中， 通入氮气3min， 连接排气装置， 排出发酵过程中产生 的氢气、 二氧化碳， 并保持培养过程中的厌氧状态， 置于恒温气浴震荡箱中， 回旋震荡， 37 厌氧发酵， 发酵3天， 获得产物丁醇。 经气相色谱分析后， 本发明中乙醇产量较静置发酵高 2。

18、5%-30%， 丙酮产量较静置发酵高220%-280%， 丁醇产量较静置发酵高28%-35%。 0017 实施例2 一种使用丙酮丁醇梭菌处理蜜饯厂废水发酵产丁醇的方法， 步骤如下： 1） P2+PGY培养基的配制： 原料组成按重量份计为： 磷酸二氢钾0.5 份， 磷酸氢二钾0.5 份， 乙酸铵2.2份， MnSO4 0.01份， MgSO27H2O 0.2份， FeSO47H2O 0.01份， NaCl 0.01份， 对 氨基苯甲酸0.001份， 维生素B1 0.001份， 生物素0.001份， 酵母抽取物1份， 蛋白胨3份， 2- （N-吗啉） 乙磺酸一水合物21.325份， 去离子水100。

19、0份； 2） 丙酮丁醇梭菌种子液的制备： 按重量份数计， 将5份葡萄糖加入到100份步骤1） 制得 的P2+PGY培养基中， 制得培养液， 培养液经高压蒸汽灭菌锅在121灭菌15min和紫外灯照 射灭菌30min； 用无菌吸管吸取培养液溶解冻干丙酮丁醇梭菌粉得菌液； 然后用无菌注射器 吸取菌液， 添加到装有灭菌培养液的发酵瓶中， 通入氮气3min， 连接排气装置， 排出发酵过 程中产生的氢气、 二氧化碳， 并保持培养过程中的厌氧状态， 置于恒温气浴震荡箱中， 回旋 震荡， 37 厌氧发酵， 发酵3天后， 观察到发酵液上部有漂浮物， 下部有云带， 表明生长良 好， 作为种子液； 3） 蜜饯厂废水。

20、发酵产丁醇： 按重量份数计， 将10份的蜜饯厂废水与90份的步骤1） 制得 的P2+PGY培养基均匀混合， 用NaOH调节pH=5.5， 得蜜饯厂废水培养液， 经高压蒸汽灭菌锅灭 菌和紫外灯照射灭菌； 然后用无菌注射器吸取步骤2） 获得的种子液， 接种量为10wt%， 添加 到装有蜜饯厂废水培养液的发酵瓶中， 通入氮气3min， 连接排气装置， 排出发酵过程中产生 的氢气、 二氧化碳， 并保持培养过程中的厌氧状态， 置于恒温气浴震荡箱中， 回旋震荡， 37 厌氧发酵， 发酵2-3天， 获得产物丁醇。 经气相色谱分析后， 本发明中乙醇产量较静置发酵 高25%-30%， 丙酮产量较静置发酵高220%-280%， 丁醇产量较静置发酵高28%-35%。 乙醇、 丙 酮、 丁醇产量分别为0.5082g/L、 2.4656g/L、 4.9603g/L。 0018 以上所述仅为本发明的较佳实施例， 凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与 修饰， 皆应属本发明的涵盖范围。 说明书 3/3 页 5 CN 108823253 A 5 图1 说明书附图 1/2 页 6 CN 108823253 A 6 图2 说明书附图 2/2 页 7 CN 108823253 A 7 。