一种直接利用未解毒的酸预处理木质纤维素进行产氢的方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种直接利用未解毒的酸预处理木质纤维素进行产氢的方法与应用。本发明专利技术将嗜热解糖厌氧杆菌种子液接种入发酵培养基中进行厌氧发酵，得到氢气；其中，发酵培养基是以未解毒的酸预处理木质纤维素为碳源的培养基。本发明专利技术通过两阶段发酵或补加部分有机酸后进行发酵。本发明专利技术通过两阶段发酵氢气的产量可以达到277.44mM(6.21L‑H2/L)；通过添加10g/L乙酸，氢气的产量可以提高63.9％，可以显著提高甘蔗渣的生物产氢效率。本发明专利技术提供的方法适合应用于在微生物转化甘蔗渣。

Method and application of hydrogen production by pretreating lignocellulose with detoxified acid directly

The present invention discloses a method for producing hydrogen by directly treating lignocellulose with detoxified acid and its application. The invention will be addicted to sugar pyrolysis anaerobic bacteria seed liquid fermentation inoculated into anaerobic fermentation medium to obtain hydrogen; the fermentation medium is medium with acid treatment did not pre lignocellulose detoxification as carbon source. The invention is fermented by two stages of fermentation or by adding some organic acids. The invention can reach 277.44mM through two stages of fermentation hydrogen production (6.21L H2/L; 10g/L) by adding acetic acid, the yield of hydrogen can be increased by 63.9%, can significantly improve the biological efficiency of bagasse producing hydrogen. The method provided by the invention is suitable for the conversion of bagasse in a microorganism.

【技术实现步骤摘要】
一种直接利用未解毒的酸预处理木质纤维素进行产氢的方法与应用
本专利技术属于微生物发酵产氢
，特别涉及一种直接利用未解毒的酸预处理木质纤维素进行产氢的方法与应用。
技术介绍
随着人类进入21世纪，各种技术突飞猛进的发展，导致化石燃料，如煤、石油、天然气等大量被消耗，这些能源提供了大约世界所需量的95％。而随着社会的进一步发展，能源的需求量会进一步扩大。化石燃料的大量消耗同样造成了严重的环境污染问题，如现在的雾霾问题，导致人们谈霾色变。更重要的是化石燃料的不可再生性，能源的枯竭将会影响社会的安定，寻找一种具有可再生性、环保性和低成本性的可替代能源受到各国的关注。木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，每年经过光合作用可以合成大量的木质纤维素，作为一种非粮原料不与人争粮，因此受到众多研究者的重视。众所周知，氢气燃料仅仅生成水而不产生任何温室气体，因此被认为是一种理想的可替代化石燃料的能源载体。到目前为止在工业范围内，氢气主要通过天然气或石油的蒸汽转换、煤的气化或者电解水而产生，这些生产氢气的方法抹掉了氢气的众多优势，并不适合长远考虑。生物制氢是目前最有可能替代传统制氢的一种手段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接利用未解毒的酸预处理木质纤维素进行产氢的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将嗜热解糖厌氧杆菌进行活化、扩大培养，得到种子液；(2)将步骤(1)得到的种子液接种入发酵培养基中进行厌氧发酵，得到氢气；其中，所述的发酵培养基是以未解毒的酸预处理木质纤维素为碳源的培养基。

【技术特征摘要】
1.一种直接利用未解毒的酸预处理木质纤维素进行产氢的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将嗜热解糖厌氧杆菌进行活化、扩大培养，得到种子液；(2)将步骤(1)得到的种子液接种入发酵培养基中进行厌氧发酵，得到氢气；其中，所述的发酵培养基是以未解毒的酸预处理木质纤维素为碳源的培养基。2.根据权利要求1所述的直接利用未解毒的酸预处理木质纤维素进行产氢的方法，其特征在于：所述的厌氧发酵为一个阶段的厌氧发酵，或是为由至少两个阶段组成的厌氧发酵；所述的厌氧发酵由至少两个阶段组成的厌氧发酵时，是每个阶段的厌氧发酵完成后，将发酵液的pH值调节为6.5～7.0，以及进行抽真空和充入惰性气体，再进行下一个阶段的厌氧发酵。3.根据权利要求2所述的直接利用未解毒的酸预处理木质纤维素进行产氢的方法，其特征在于：每个阶段所述的厌氧发酵的发酵条件是于50～60℃、以100～200rpm的转速进行发酵。4.根据权利要求1所述的直接利用未解毒的酸预处理木质纤维素进行产氢的方法，其特征在于：所述的未解毒的酸预处理木质纤维素通过如下方法得到：向木质纤维素原料中加入硫酸溶液进行反应，固液分离，取固体，得到未解毒的酸预处理木质纤维素。5.根据权利要求1所述的直接利用未解毒的酸预处理木质纤维素进行产氢的方法，其特征在于：所述的发酵培养基为发酵培养基I、发酵培养基II或发酵培养基III；发酵培养基I的组成如下：未解毒的酸预处理的木质纤维素20-100g/L、氯化铵1g/L、氯化钠1g/L、磷酸氢二钾1g/L、磷酸二氢钾1g/L、半胱氨酸0.5g/L、六水合氯化镁0.5g/L、氯化钾0.2g/L、酵母粉2g/L、蛋白胨2g/L、微量元素贮液1ml/L、维生素贮液1ml/L、浓度为0.01％(w/v)的刃天青1ml/L，水余量；发酵培养基II的组成如下：发酵培养基I+纤维素酶，纤维素酶的添加量按每g甘蔗渣添加20U纤维素酶计算；发酵培养基III的组成如下：发酵培养基II+有机酸，有机酸在发酵培养基III中的终浓度为0.2～10g/L；其中：微量元素贮液组成为：氯化亚铁1.5g/L，四水合氯化锰0.1g/L，六水合氯化钴0.19g/L，氯化锌70mg/L，二水合氯化铜2mg/L，硼酸6mg/L，六水合氯化镍24mg/L，二水合钼酸钠36mg/L，二水合钨酸钠15mg/L，五水亚硒酸钠15mg/L；维生素贮液组成为：硫辛酸50mg/L，生物素20mg/L，烟酸0.35g/L，盐酸硫胺素5mg/L，对氨基苯甲酸50mg/L，叶酸20mg/L，泛酸钙50mg/L，维生素B121mg/L，盐酸比多醇100mg/L；所述的发酵培养基的pH值为6.5～7。6.根据权利要求5所述的直接利用未解毒的酸预处理木质纤维素进行产氢的方法，其特征在于：所述的木质纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明军，胡彬彬，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44