[发明专利]一种发酵法制醇中产物的利用工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发酵法制醇中产物的利用工艺及装置，属于发酵技术领域。

背景技术

随着全球化石燃料的日趋紧张和环境污染日益严重，能源和环境危机已成为21世纪人类社会可持续发展的主要障碍。乙醇不仅是一种很好的溶剂，而且还可以作为制取多种化工产品的原料。粮食乙醇严重依赖于农业粮食作物，发展“不与民争粮，不与民争地”的不扰民政策是我国乃至世界发展燃料乙醇的方向；非粮乙醇和生物质乙醇生产成本一直居高不下，主要成本在原料和酶制剂，在全球石油低迷的环境下，行业竞争能力低。本工艺所制得产物醇避免了以上的劣势，不仅不依赖农作物和降低了生产成本，还大大减少温室气体排放量，但是在实际生产过程中，需要找到一种可以将发酵产物资源化利用的方法。

发明内容

本发明的目的是：提供一种发酵法制醇工艺中的产物资源化利用的发酵-膜耦合工艺，采用该工艺回收的醇的回收率高、纯度好，并可以能够将发酵液中的蛋白得到回收利用，过程中的水可以得到净化处理和综合利用。

技术方案：

一种发酵法制醇中产物的利用工艺，包括如下步骤：

1），采用发酵-膜耦合工艺，在微生物的作用下进行发酵，产生醇；

2），将步骤1）中产生的发酵液送入第一陶瓷膜中进行过滤除菌，得到第一透过液和第一截留液；

3），至少部分的第一截留液送入精馏塔中进行精馏，塔顶轻组分进行进一步地醇水分离，塔釜醪液送入第二陶瓷膜中进行过滤，得到第二透过液和第二截留液，第二截留液经过干燥后得到回收蛋白，第二透过液依次经过生化处理、超滤与反渗透过滤之后，得到纯化水。

在一个实施方式中，至少一部分第一截留液返回至发酵罐。

在一个实施方式中，第一陶瓷膜和/或第二陶瓷膜的平均孔径范围在5～5000nm，更优选为50～800nm。

所述的醇选自乙醇和/或丁醇和/或异丙醇。

所述的醇水分离是采用渗透汽化膜进行脱水。

一种发酵法制醇中产物的利用装置，包括有发酵罐、第一陶瓷膜、第二陶瓷膜、精馏塔，发酵罐的料液出口与第一陶瓷膜截留侧的入口连接，第一陶瓷膜的截留侧的出口和/或渗透侧与精馏塔连接，精馏塔的塔顶与醇-水分离装置连接，精馏塔的塔底与第二陶瓷膜的截留侧入口连接，第二陶瓷膜的截留侧与干燥装置连接，第二陶瓷膜的渗透侧依次与生化处理单元、超滤膜和反渗透膜连接。

第一陶瓷膜的截留侧的出口还与发酵罐连接。

第一陶瓷膜和/或第二陶瓷膜的平均孔径范围在5～5000nm，更优选为50～800nm。

所述的醇-水分离装置是渗透汽化膜，采用的膜为优先透水膜，可以为分子筛膜、无定形二氧化硅膜、PVA膜，最优是分子筛膜。

所述的超滤膜和反渗透膜装置（8）中超滤膜形式可以为中空纤维膜、卷式膜、管式膜、平板膜，优选中空纤维膜，反渗透膜主要为卷式膜。

有益效果

本发明提供的产物资源化利用的发酵-膜耦合工艺具有的醇的回收率高、纯度好的优点，并可以能够将发酵液中的蛋白得到回收利用，陶瓷膜透过液更易于生化处理，过程中的水可以得到净化处理和综合利用。

附图说明

图1是本发明提供的装置的结构示意图；

其中，1、发酵罐；2、第一陶瓷膜；3、精馏塔；4、醇-水分离装置；5、第二陶瓷膜；6、干燥装置；7、生化处理单元；8、超滤膜和反渗透膜。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件(例如参考徐南平等著的《无机膜分离技术与应用》，化学工业出版社，2003) 或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。