[发明专利]通过调控发酵过程中的温度进行汽爆秸秆发酵产氢的方法

摘要

本发明的通过调控发酵过程中的温度进行汽爆秸秆发酵产氢的方法：向汽爆秸秆中添加尿素、KH₂PO₄、MgSO₄和水，得汽爆秸秆培养基；将丁酸梭菌接种于种子培养基中，35℃厌氧培养至对数期得种子液；向汽爆秸秆培养基中接入种子液，通氮气除氧，置35℃发酵6～12小时后，迅速升温至40～46℃，保持1～3小时后，迅速降温至35℃恒温继续发酵；发酵进行至22～36小时，再次升温至40～46℃，保持1～3小时，之后降温至35℃恒温发酵至不再有气体产生；将所产生的气体经分离后，得到纯氢气。该方法在发酵过程中多次短时间升高温度，促进底物纤维素降解，由于升温时间较短，对微生物活性影响小，而氢气产率显著提高。

主权项

1.一种通过调控发酵过程中的温度进行汽爆秸秆发酵产氢的方法，其步骤如下：(1)制备汽爆秸秆培养基向汽爆秸秆原料中添加尿素0.05～0.3g/g-底物、KH2PO40.03g/g-底物、MgSO4 0.015g/g-底物和水，灭菌后得到汽爆秸秆培养基；所述底物是指汽爆秸秆原料；汽爆秸秆培养基中的汽爆秸秆原料与所加液体固液质量份配比为1∶3；(2)制备丁酸梭菌种子液将丁酸梭菌接种于丁酸梭菌种子培养基中，35℃厌氧培养至对数生长期，制得丁酸梭菌种子液；所述丁酸梭菌购自中国微生物保藏管理委员会普通微生物保藏中心，其保藏号为CGMCC AS1.209；所述每升丁酸梭菌种子培养基含有葡萄糖20g，酵母抽提物3g，KH2PO4 0.2g，K2HPO4 1.6g，MgSO4·7H2O 0.2g，NaCl 0.1g，CaCl2 0.01g，Na2S·9H2O0.25g，NaMoO4·2H2O 0.01g，NaHCO3 0.2g和(NH4)2SO4 3.0g；(3)变温发酵制备氢气向步骤(1)所得汽爆秸秆培养基中接入丁酸梭菌种子液，接种量为4～10亿个细胞/g-底物，再加入适量的无菌蒸馏水，使最终的固液质量份配比为1∶5～1∶8，均匀混合后，迅速通入氮气除氧，置于35℃开始发酵；发酵开始6～12小时后，迅速升高温度至40～46℃，保持1～3小时后，迅速降温至35℃恒温继续发酵；当发酵进行至22～36小时，再次迅速升高至40～46℃，保持1～3小时，之后迅速降温至35℃恒温发酵至不再有气体产生；用排水集气法收集所产生气体，所产生气体为氢气和二氧化碳混合物，经分离后，得到纯氢气。