本发明专利技术介绍了一种磁场辅助气提发酵生产乙醇的方法，在气提发酵法制备乙醇的过程中，使发酵设备处于磁场环境中。磁场环境可通过永久磁铁或密匝通电螺线圈提供，磁场强度在1~5mT范围内。本发明专利技术通过在气提发酵法制备乙醇的过程中，使发酵设备处于磁场环境中，乙醇-水二元体系汽液平衡出现正效应，汽相中乙醇含量增加，从而提高气提效率；另一方面磁场可促进菌种的生长，从而通过复合作用提高发酵强度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种乙醇发酵工业
，特别是。
技术介绍
乙醇俗称酒精，是重要的有机化工原料和溶剂。特别近些年来，随着石油资源的枯竭和环境的恶化，以乙醇作为替代燃料成为国家的战略。目前，燃料乙醇工业生产成本高还无法与汽油竞争。乙醇发酵过程是典型的产物抑制过程，随着发酵过程中乙醇浓度的增加，发酵强度逐渐降低，因而生产能力低，用水量大。为此出现了真空发酵、萃取发酵、膜分离发酵、气提发酵等工艺，在发酵的同时分离乙醇，从而提高发酵强度。其中，气提发酵工艺简单，具有易于工业化的前景。但目前气提发酵效率还较低，这受到两方面的制约一是气提过程乙醇分离能力；二是气提过程菌体发酵能力。气提过程本质是汽液平衡过程，随着载气通气量的增大、体系温度的增加，汽相乙醇含量增加，有利于乙醇的分离，气提效率高。但通常乙醇发酵过程体系温度由菌种决定，发酵温度通常为30°C 37°C，气提效率较低。而通气量受空气压缩机能力的制约。研究也发现随着通气量的增大，菌体细胞的生长呈现先促进后抑制的趋势。如何提高气提效率，以及菌体在大通气量时的生长能力进一步提高气提发酵效率的关键。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，提高乙醇发酵强度。为了实现解决上述技术问题的目的，本专利技术采用了如下技术方案本专利技术的，采取如下技术方案在气提发酵法制备乙醇的过程中，使发酵设备处于磁场环境中。进一步的，本专利技术的磁场辅助气提发酵生产乙醇的方法，所述的磁场环境通过永久磁铁或密匝通电螺线圈提供，磁场强度在HmT范围内。更进一步的，当磁场环境由永久磁铁提供时，磁场方向与载气通入方向相垂直；当磁场环境由密匝通电螺线圈提供时，磁场方向与载气通入方向相平行。进一步的，本专利技术的磁场辅助气提发酵生产乙醇的方法，所述的气提发酵法制备乙醇，具体是指在发酵法制备乙醇的过程中，在发酵体系内通入载气，用载气携带发酵体系内的乙醇，降低发酵体系内乙醇的浓度，从而提高发酵强度和增加乙醇产率。通过增加磁场作用，磁场可使乙醇-水二元体系汽液平衡出现正效应，汽相中乙醇含量增加，从而提高气提效率；另一方面磁场可促进菌种的生长，从而通过复合作用提高发酵强度。气提过程可采用二氧化碳、氮气等惰性气体作为载气。通过采用上述技术方案，本专利技术具有以下的有益效果本专利技术的，通过在气提发酵法制备乙醇的过程中，使发酵设备处于磁场环境中；乙醇-水二元体系汽液平衡出现正效应，汽相中乙醇含量增加，从而提高气提效率；另一方面磁场可促进菌种的生长，从而通过复合作用提高发酵强度。相比普通发酵发酵强度提高20%飞0%，相比气提发酵发酵强度提高109Γ20%。附图说明图1是实验流程示意图。1、CO2钢瓶，2、转子流量计，3、反应器，4、温度计，5、气体分布器，6、取样口，7 、加热带，8、螺线圈，9、PID温控仪，10、接收装置，11、冷凝装置。具体实施例方式实施例1发酵采用气升式发酵罐如图1，高径比为6 :1，工作体积为1L。惰性气体从反应器底部通入，用金属丝网作气体分布器。气体由钢瓶提供，通过转子流量计控制流量。磁场由100 匝通电螺线圈提供，强度为3. 14mT。尾气中的乙醇和水经过冷凝收集。发酵初始葡萄糖浓度为150g/L，酵母接种量为lg/L，发酵温度为37°C。发酵罐底部通入CO2作为载气。发酵初期，保持较低的通气量，起搅拌作用。当发酵醪中乙醇浓度达到40g/L时，载气通气量提高至3vvm，气提尾气经冷凝温度一 20°C以下的冷凝器收集移除的乙醇溶液。发酵醪中葡萄糖浓度低于10g/L时，发酵结束，结束时间为48小时，相比普通发酵时间缩短M小时，相比气提发酵时间缩短7小时。乙醇发酵强度达到1. 531 gh-1!/1，磁场辅助气提发酵相比气提发酵发酵强度提高14. 6%，相比普通发酵提高51. 4% 实施例2采用和实施例1相同的设备。磁场由永久磁铁提供，强度为1. 15mT。尾气中的乙醇和水经过冷凝收集。发酵初始葡萄糖浓度为220 g/L，酵母接种量为5 g/L，发酵温度为35°C。 发酵罐底部通入氮气作为载气。发酵初期，保持较低的通气量，起搅拌作用。当发酵醪中乙醇浓度达到40 g/L时，载气通气量提高至3vvm，气提尾气经冷凝温度一 20°C以下的冷凝器收集移除的乙醇溶液。发酵醪中葡萄糖浓度低于10g/L时，发酵结束，结束时间为32小时，相比普通发酵时间缩短11小时，相比气提发酵时间缩短4时。乙醇发酵强度达到3. 15 gPL—1，磁场辅助气提发酵相比气提发酵发酵强度提高15. 8 %，相比普通发酵提高31. 8 %。对比例采用和实施例1相同的设备。但是没有外加磁场。尾气中的乙醇和水经过冷凝收集。 发酵初始葡萄糖浓度为150 g/L，酵母接种量为lg/L，发酵温度为37°C。发酵罐底部通入 CO2作为载气。发酵初期，保持较低的通气量，起搅拌作用。当发酵醪中乙醇浓度达到40 g/ L时，载气通气量提高至3vvm，气提尾气经冷凝温度一 20°C以下的冷凝器收集移除的乙醇溶液。发酵醪中葡萄糖浓度低于10g/L时，发酵结束，结束时间为55小时。乙醇发酵强度达到 1. 336 ght1。权利要求1.，其特征是在气提发酵法制备乙醇的过程中，使发酵设备处于磁场环境中。2.根据权利要求1所述磁场辅助气提发酵生产乙醇的方法，其特征是所述的磁场环境通过永久磁铁或密匝通电螺线圈提供，磁场强度在广5mT范围内。3.根据权利要求2所述磁场辅助气提发酵生产乙醇的方法，其特征是当磁场环境由永久磁铁提供时，磁场方向与载气通入方向相垂直；当磁场环境由密匝通电螺线圈提供时， 磁场方向与载气通入方向相平行。4.根据权利要求1所述磁场辅助气提发酵生产乙醇的方法，其特征是所述的气提发酵法制备乙醇，具体是指在发酵法制备乙醇的过程中，在发酵体系内通入载气，用载气携带发酵体系内的乙醇，降低发酵体系内乙醇的浓度，从而提高发酵强度和增加乙醇产率。全文摘要本专利技术介绍了，在气提发酵法制备乙醇的过程中，使发酵设备处于磁场环境中。磁场环境可通过永久磁铁或密匝通电螺线圈提供，磁场强度在1~5mT范围内。本专利技术通过在气提发酵法制备乙醇的过程中，使发酵设备处于磁场环境中，乙醇-水二元体系汽液平衡出现正效应，汽相中乙醇含量增加，从而提高气提效率；另一方面磁场可促进菌种的生长，从而通过复合作用提高发酵强度。文档编号C12P7/06GK102260714SQ20111017161公开日2011年11月30日 申请日期2011年6月24日 优先权日2011年6月24日专利技术者刘振, 常庆辉, 王键吉, 郝静静, 陈竞一 申请人:河南科技大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种磁场辅助气提发酵生产乙醇的方法，其特征是：在气提发酵法制备乙醇的过程中，使发酵设备处于磁场环境中。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘振，王键吉，郝静静，陈竞一，常庆辉，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：41
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