將乙醇轉化為乙酸的同時產(chǎn)甲烷的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種乙酸的制備方法，具體涉及一種利用共生微生物將乙醇轉化為乙酸的同時產(chǎn)甲烷的方法。
【背景技術】
[0002]乙酸是一種重要的有機化工原料和化學反應中的溶劑，可廣泛應用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、合成材料及化纖等工業(yè)，在國民經(jīng)濟中占有相當重要的作用。乙酸的生產(chǎn)方法包括乙醛氧化法、甲醇羰基合成法(CN103370297A)、乙醇氧化法、乙烯氧化法(CN1122131A)及微生物發(fā)酵法(CN102703532A，CN103540619A)。
[0003]乙醛氧化法是一種二步氧化法，即乙烯氧化形成乙醛和乙醛氧化形成乙酸。由于這種方法中在氧化乙烯時起作用的Pd離子不能氧化產(chǎn)生出的乙醛，所以兩個氧化步驟使用的催化劑不相同。因此，由此方法直接合成乙酸是困難的。甲醇羰基合成法其缺陷是用于此方法的催化劑銠的成本極為昂貴，且反應器腐蝕嚴重。
[0004]利用乙酸桿菌屬細菌有氧發(fā)酵制備乙酸。在氧氣充足的情況下，這些細菌能夠從含有酒精的食物中生產(chǎn)出乙酸。做法是將乙酸菌屬的細菌接種于稀釋后的酒精溶液并保持一定溫度，放置于一個通風的位置，在幾個月內就能夠變?yōu)榇住９I(yè)生產(chǎn)醋的方法通過提供氧氣使得此過程加快。但是該方法沒有充分利用乙醇中儲存的能量。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的一個目的在于提供一種共生微生物將乙醇轉化為乙酸的同時產(chǎn)甲烷的方法。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
一種將乙醇轉化為乙酸的同時產(chǎn)甲烷的方法，其特征在于:本發(fā)明利用Geobacterme talIireducens熱Me thanobac terium palus ire混合功能微生物將乙醇轉化為乙酸的同時產(chǎn)甲燒，將活化的 feoAacier和活化的 Methanobacterium palustre
共生微生物加入到脫氧含乙醇的培養(yǎng)基中，Geobac ter me tallireducensW謝乙醇產(chǎn)生乙酸的同時產(chǎn)生H+和電子，產(chǎn)生的H +和電子轉移到Me thanobac teri um palus ire胞內，Methanobacterium在胞內利用產(chǎn)生的H+及電子將二氧化碳還原為甲燒。
[0007]優(yōu)選地，其中電活性產(chǎn)乙酸菌為Geobacter metalIireducens0
[0008]優(yōu)選地，其中電活性產(chǎn)甲燒菌為Me thanobac teri um palus tre.、其他H2/002單一營養(yǎng)型電活性產(chǎn)甲烷菌或混合電活性產(chǎn)甲烷菌。
[0009]優(yōu)選地，其中所述電活性產(chǎn)乙酸菌培養(yǎng)基I成分為(每升溶液含):檸檬酸鐵13.7g ；NaHCO3 2.5 g ；NH4Cl 0.25 g ；NaH2PO4.H2O 0.6 g ；KC12 0.1 g ；CH3COONa 6.8 g ；Wolfe微量維生素溶液10 mL ；Wolfe微量礦物元素溶液10 mL ；pH=7.0。
[0010]優(yōu)選地，其中所述電活性產(chǎn)乙酸菌培養(yǎng)基2成分為(每升溶液含):檸檬酸鐵13.7g ；NaHCO3 2.5 g ；NH4Cl 0.25 g ；NaH2PO4.Η20 0.6 g ；KC12 0.1 g ；CH3CH2OH 0.92 ；ffolfe 微量維生素溶液10 mL ；Wolfe微量礦物元素溶液10 mL ；pH=7.0。
[0011]Wolfe微量維生素溶液組成:生物素2.0 mg;葉酸2.0 mg;維生素B6鹽酸鹽10.0 mg ;鹽酸硫胺素5.0 mg ;核黃素5.0 mg ;煙酸5.0 mg ;D_泛酸媽5.0 mg ;維生素B120.1 mg ;對氨基苯甲酸5.0 mg ;硫辛酸5.0 mg ;去離子水1.0 L。
[0012]Wolfe微量礦物元素溶液組成:氨三乙酸1.5 g ；MgS04.7H20 3.0 g ；MnSO4.H2O
0.5 g ；NaCl l.0g ；FeS04.7H20 0.1 g ；CoCl2.6H20 0.1 g ；CaCl2 0.1 g ；ZnSO4.7H20 0.1g ；CuSO4.5H20 0.01 g ;A1K (SO4)2.12H20 0.01 g ；H3BO3 0.01 g ；Na2MoO4.2H20 0.01 g ;去離子水1.0 Lo
[0013]電活性產(chǎn)甲烷菌基礎培養(yǎng)基成分為(每升溶液含):Pfennig無機鹽溶液5.0 mL ；Pfennig微量元素溶液0.1 mL ;刃天青0.0001 g ；B-vitamin溶液0.5 mL;澄清的瘤胃液5.0 mL ;碳酸氫鈉溶液 7.0 mL ；1.25% cysteine -HCl -1.25%Na2S.9H20 2.0 mL。
[0014]Pfennig 無機鹽溶液組成(g/L):KH2PO4 10.0 ；MgCl2.6H20 6.6 ；NaCl 8.0 ；NH4Cl8.0 ；CaCl2.2H20 1.0。
[0015]Pfennig 微量元素溶液組成(g/L):ZnS04.7Η20 0.1 ；MnCl2.4Η20 0.03 ；H3BO3 0.3 ；CoCl2.6H20 0.2 ；CaCl2.2H20 0.01 ；NiCl2.6H20 0.02 ；Na2MoO4.2H20 0.03; FeCl2.4H20
1.5。
[0016]B-vitamin溶液組成(mg/100 mL):煙酸2.0 ;維生素B12 2.0 ;硫胺素1.0 ;對氨基苯甲酸1.0;維生素86 5.0;泛酸0.5。
[0017]碳酸氫鈉溶液(g/L):50.0。
[0018]1.25% cysteine -HCl -1.25%Na2S.9H20 溶液組成(g/L) -cysteine ?HC1 12.5 ；Na2S.9H20 12.5 ;脫氧去離子水配制。
[0019]澄清的瘤胃液制備:從牛瘤胃物適量，用400目的尼龍篩網(wǎng)過濾獲取濾液，濾液IXlO4 rpm離心10 min，取上清液。
[0020]優(yōu)選地，其中在250 mL三角瓶中放入50 mL電活性產(chǎn)乙酸菌培養(yǎng)基1，N2/C02(80:20，V/V)混合氣脫氧后接種電活性產(chǎn)乙酸菌，然后置換入體積比為20:80的&/0)2的混合氣體，在35°C培養(yǎng)一定時間后以9000 rpm離心10 min收集菌體，用含有5 mmol/L MgCl2且pH=7.0的20 mmol/L磷酸鹽緩沖液洗滌菌體兩次，然后將菌體分散到無氧氣、滅菌的、未使用過的所述電活性產(chǎn)乙酸菌培養(yǎng)基I中。
[0021]優(yōu)選地，其中在250 mL三角瓶中放入50 mL電活性產(chǎn)甲烷菌基礎培養(yǎng)基，N2/C02(80:20，V/V)混合氣脫氧后接種電活性產(chǎn)甲烷菌，然后置換入體積比為20:80的H2/C02的混合氣體，在35°C培養(yǎng)一定時間后以9000 rpm離心10 min收集菌體，用含有5 mmol/L MgCl2且pH=7.0的20 mmol/L磷酸鹽緩沖液洗滌菌體兩次，然后將菌體分散到無氧氣、滅菌的、未使用過的所述電活性產(chǎn)甲烷菌基礎培養(yǎng)基中。
[0022]本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明的方法無需使用昂貴的鉑催化劑，成本低