秸稈預(yù)處理工藝與水解糖發(fā)酵生產(chǎn)乙醇適配性探索.pdf

1、本文主要研究預(yù)處理技術(shù)與乙醇發(fā)酵過程中預(yù)處理后物料可酶解性能及轉(zhuǎn)化成乙醇能力;開發(fā)并探索了稀酸預(yù)處理、蒸汽爆破預(yù)處理、酸堿聯(lián)合預(yù)處理，及兩步酸解法對秸稈木質(zhì)纖維素原料三大組分的影響，采用酶解發(fā)酵評估方法確定了最佳預(yù)處理工藝。本文探索性研究樹干畢赤酵母CICC1960對木糖、葡萄糖的利用效率，并通過優(yōu)化溶氧、接種量、碳氮比等發(fā)酵控制工藝形成樹干畢赤酵母最佳發(fā)酵工藝。采用蒸汽爆破液對發(fā)酵菌株進(jìn)行馴化，經(jīng)過馴化后，發(fā)酵液木糖轉(zhuǎn)化率提高至85％

2、。
　　(1)分別比較了硫酸和氫氧化鈉聯(lián)合預(yù)處理秸稈實(shí)驗(yàn)、兩步酸法預(yù)處理秸稈及酸或堿蒸汽爆破預(yù)處理實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示0.3％硫酸蒸汽爆破實(shí)驗(yàn)，爆破渣中纖維素含量并未大幅提高，含量保持在41-43％之間，10％固形物條件下，纖維素到乙醇轉(zhuǎn)化率為理論值的79.7％，而采用堿的蒸汽爆破總轉(zhuǎn)化率為72.6％。相比酸堿聯(lián)合處理，蒸汽爆破能耗小、實(shí)驗(yàn)步驟減少、污水排放量少、酸堿用量低的優(yōu)勢，為最佳預(yù)處理方案。
　　(2)優(yōu)化了樹干畢赤酵母利

3、用木糖轉(zhuǎn)化乙醇的條件，研究了葡萄糖和木糖不同混合比例，樹干畢赤酵母發(fā)酵生產(chǎn)乙醇產(chǎn)量及和釀酒酵母混合發(fā)酵對乙醇產(chǎn)量的影響，釀酒酵母生長優(yōu)勢明顯，但這使得樹干畢赤酵母利用木糖效率下降，單獨(dú)使用樹干畢赤酵母比兩種酵母混合乙醇產(chǎn)量高，乙醇含量達(dá)22g/L，轉(zhuǎn)化率達(dá)78％。該菌種的可以在40g/L乙醇中生長，初始木糖濃度為40g/L時糖醇轉(zhuǎn)化率最高，經(jīng)優(yōu)化木糖到乙醇轉(zhuǎn)化率達(dá)到理論值的80％。
　　(3)采用木糖母液和秸稈稀酸預(yù)處理水解液進(jìn)行

4、發(fā)酵，二者葡萄糖、木糖、阿拉伯糖比例相似，以此發(fā)酵乙醇含量達(dá)19g/L，糖醇轉(zhuǎn)化率達(dá)55.6％，菌株整體轉(zhuǎn)化效率不高，需要進(jìn)一步提高菌株對木糖母液和秸稈預(yù)處理液發(fā)酵效率。
　　(4)通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)確定的汽爆渣預(yù)糖化同步糖化發(fā)酵實(shí)驗(yàn)中最佳發(fā)酵條件為:12.5％固形物，預(yù)糖化時間4h;酶加量2.5％;玉米漿0.3％;溫度34℃;酵母接種量2％v/v，在此發(fā)酵條件下發(fā)酵48h最終纖維素乙醇轉(zhuǎn)化率超過80％，乙醇濃度達(dá)29.6g