[发明专利]一种玉米淀粉生产总溶剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种玉米淀粉生产总溶剂的方法。

背景技术

总溶剂是指工业生产中用微生物发酵的方法获得丁醇、丙酮、乙醇三组分混 合液的统称。传统的生产方法是以玉米为原料，经过粉碎、配醪、蒸煮、灭菌后 熟、冷却等工序，接入专门的菌种——丙酮、丁醇梭状芽孢杆菌，在厌氧、温度 38～40℃条件下，经过菌种的扩大培养、活化，发酵20～24h，发酵醪中积累丁 醇、丙酮、丁醇三种物质，经蒸馏分离提纯，得到丁醇、丙酮、乙醇三种产品。

发酵法生产总溶剂，是世界上最早研究的利用微生物发酵获取的产品之一。 1914年英国用改良的魏茨曼(weizmann)法进行生产，采用玉米作原料，一直 沿用至今。1935年，前苏联开发出连续发酵新工艺，1936年美国利用废糖密生 产溶剂获得成功，开创了“不完善”的原料生产总溶剂研究的先河。国内发酵生 产总溶剂始于1954年(上海溶剂厂)用玉米，山芋干为原料进行生产，少数工 厂曾用过糖密生产，国内生产企业都采用连续发酵生产工艺，二十世纪八十年代 达到高潮，发酵法生产总溶剂的厂家多达70余家。但大都规模小，装备差，技 术不完善，产率低，染菌率高，成本高。至九十年代中期，由于国内石油企业的 崛起，价格低廉的以石油为原料的化学合成法产品逐步取代以粮食为原料的发酵 法生产的产品，发酵生产企业纷纷关闭，其产品完全退出市场。

进入二十一世纪后，世界各国经济的迅猛发展，对石油的需求迅速扩大和石 油资源的日益枯竭，用可再生生物资源替代不可再生的石油资源，用生物技术取 代化学合成技术进行总溶剂生产，其天然、绿色的概念，循环经济可持续发展的 内涵，显著的环境效益和长远的战略意义，以及生物发酵技术的进步大大降低了 生产成本，使发酵法生产总溶剂重新具备市场竞争能力，并成为行业发展趋势。

总溶剂广泛用于医药、油漆、塑料、国防及轻化工等行业。

正丁醇是一种重要的有机化工原料，用途非常广泛，可用于各种塑料和橡胶 制品的生产，还可以生产醋酸丁酯、丙烯酸丁酯、丁醛、丁酸、丁胺和乳酸丁酯 等化工产品。丁醇也是树脂、油漆、胶粘剂的溶剂及选矿用消泡剂，还是油脂、 药物和香料的萃取剂。

丁醇作为一种新生物质燃料，与源自石油炼制的运输燃料相比具有显著的环 境效益。丁醇与现有生物燃料(燃料乙醇)相比，丁醇与汽油的混合比更高，并 且性质与汽油更相似，无需对车辆进行改造，而且混合燃料的经济性更高，同时， 能降低温室气体的排放。

丙酮在工业上主要作为溶剂，用于炸药，塑料、橡胶、纤维、制革、喷漆、 油脂等行业，也是合成烯酮、醋酐、碘仿、聚异戊、烯橡胶、贝基丙烯酸、甲酯、 氯仿、环氧树脂等物质的重要原料，

乙醇可作为生物燃料(乙醇汽油)，可制造香精。也是一种重要的有机化工 原料，可制造乙酸，乙醚等，还可作为溶剂和防腐剂用于化妆品生产。

2006年，我国丁醇产量40.47万吨(化学合成法)进口量23.58万吨，表 观消费量达到63.56万吨。2007年为67万吨，2008年预计为70万吨，产品自 给率约为60％。预计到2011年，丁醇需求量将达到85～90万吨，而化学合成法 产品产能不会增加。

二十世纪九十年代，对发酵法生产总溶剂的研究较多。如陈军等高丁醇比丙 酮丁醇梭菌的选育，(1996年)，马光庭等糖密发酵生产丙酮、丁醇菌种筛选及 发酵条件的选择(1999年)胡中华等丙丁菌发酵法生产丙酮丁醇的研究，陈守 文等稻草酶法水解液的丙酮丁醇发酵(1998年)，采用的原料为玉米、糖密、纤 维素。

用玉米为原料生产总溶剂，玉米中含有20～22％的玉米胚芽、玉米蛋白质和 玉米皮等，将作为“废物”存在于发酵培养基中，是一种巨大的浪费。以年产一 万吨总溶剂为例，消耗玉米4.2万吨，就有2520吨玉米胚芽，2100吨玉米蛋白， 5040吨玉米纤维白白浪费，还增加了废液中SS含量。本发明可以使以上资源得 到充分利用。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用已提取玉米胚芽、玉米蛋白质和玉米皮后的玉 米淀粉为原料，通过添加磷、钾、氮和菌体生长代谢不能缺少的生长素VH，人 工合成发酵培养基，实现总溶剂生产。

本发明需解决的技术问题是：菌种环节对菌种热处理时间的优化；紫外线小 剂量诱变刺激；6L种子培养添加淀粉作定向训养；发酵培养基配方的选择优化 和进行发酵等技术方案，具体方法如下：