木薯渣制备乙醇探索研究

[目的]对木薯渣水解糖发酵制乙醇的再利用过程进行考察。[方法]以木薯渣为原料,采用同步糖化发酵工艺,研究木薯渣中淀粉、纤维素和半纤维素水解糖分开发酵或共同发酵制乙醇的过程。[结果]原料中纤维素含量为34.70%,半纤维素含量为9.70%,淀粉含量为15.35%;采用同步糖化共发酵工艺较同步糖化分开发酵工艺,乙醇相对于原料的产率高,可达到28.04%。[结论]该研究可为木薯渣的合理利用提供技术支持。     

尖孢镰刀菌诱导产酶及同步糖化发酵产纤维素乙醇

以尖孢镰刀菌为研究对象,探究其诱导产酶及同步糖化发酵产纤维素乙醇的影响。选取不同诱导底物、产酶培养基以及发酵时间,通过测定发酵液中羧甲基纤维素酶活性和木聚糖酶活性,确定最佳诱导产酶条件。最佳诱导产酶培养基:底物30 g/L,羧甲基纤维素钠(CMC-Na) 5 g/L,蛋白胨10 g/L,磷酸二氢钾1 g/L,硫酸镁0. 2 g/L,硫酸铵3 g/L,pH值6. 0。最佳诱导产酶的底物为小麦秸秆,发酵4 d羧甲基纤维素酶活性达到12. 40 U/mL,木聚糖酶活性达到930. 9 U/mL。尖孢镰刀菌诱导所产纤维素酶具有较好的pH值稳定性和温度稳定性,在一定程度上能弥补真菌纤维素酶耐碱性差和细菌纤维素酶活性低的不足。将其作为乙醇发酵菌种进行木质纤维素同步糖化发酵,在3%葡聚糖负荷下,96 h生成乙醇12. 23 g/L,乙醇得率为71. 81%。将其与酿酒酵母混菌同步糖化发酵,48 h添加木糖利用率最高,96 h生成乙醇19. 11 g/L,乙醇得率82. 11%。     

木质纤维素产乙醇分步及同步糖化发酵工艺研究

[目的]探究分步糖化发酵和同步糖化发酵工艺在最佳条件下产乙醇的效率。[方法]结合水解、发酵两阶段的最佳条件,设计了分步糖化发酵和同步糖化发酵过程;分步糖化发酵分别采用了水解和发酵过程的最佳条件,同步糖化发酵分别采用了两阶段的最佳温度。[结果]分步糖化发酵过程中,上清液发酵和混合液发酵产乙醇效果无明显差别,其中混合液发酵能更好地发挥酵母菌的活力;同步糖化发酵过程中,35℃条件下乙醇产量更高,其木糖产量高于纯水解过程中的木糖产量。[结论]在试验条件下,同步糖化发酵产乙醇效率高于分步糖化发酵。     

纤维素乙醇生物转化工艺的研究进展

以纤维素为原料生产乙醇主要包括预处理、水解和发酵三步重要的生物转化过程。由于纤维素原料本身的结晶度和难于降解性,木质纤维素原料生产乙醇,在水解之前要对原料进行物理法、化学法、物理-化学法和生物法等预处理才能获得较高的转化率;发酵工艺有直接发酵法、间接发酵法、混合菌种发酵法、同步糖化发酵法、非等温同步糖化发酵法和复合水解发酵工艺等。综述了纤维素转化为燃料乙醇的原料预处理方法、糖化发酵工艺以及不同预处理方法、发酵工艺优缺点及适合的原料范围,并提出了纤维素乙醇产业化亟待解决的关键技术,展望了纤维素燃料乙醇的产业化前景。     

南极菌株SC-5同步糖化发酵甜高粱秆生产纤维素乙醇的研究

利用从南极土壤中分离筛选的产低温纤维素酶菌株SC-5,以甜高粱秆为发酵底物,开展同步糖化发酵生产纤维素乙醇试验研究。结果表明:SC-5低温纤维素酶,底物亲合性好,最适pH值为6.0,最适作用温度为40℃,pH适应性广,热稳定性好,乙醇耐受性好。同步发酵1.0 kg甜高粱秆可生产45 g乙醇,乙醇生产效率较高,发酵工艺简单实用。     

响应面法优化玉米芯同步糖化发酵预处理条件

预处理是利用木质纤维素转化生成乙醇的关键步骤。实验基于Box Behnken试验设计,应用Design Expert 8.0软件对玉米芯预处理条件进行响应面分析,建立以同步糖化发酵终点乙醇浓度为响应值的数学模型,结果表明：最佳预处理条件温度为88.6℃、时间为19.81 h、液固比为6.5、硫酸浓度为1.86%(v/v)。与未预处理的玉米芯相比,经预处理后的固体物料中半纤维素去除率达到77.58%,纤维素含量提高66.49%,利用自絮凝酵母SPSC01进行同步糖化发酵,终点乙醇浓度为12.4 g/L,接近预测值12.64 g/L。当加酶量为35 FPU/g时,发酵终点乙醇浓度可达20.54 g/L。     

耐温酵母用于玉米秸秆同步糖化发酵工艺考察

[目的]对耐温酵母用于玉米秸秆同步糖化的发酵工艺进行考察。[方法]研究固液比、初始葡萄糖浓度和酶加入量对纤维素酶水解的影响,并对温度、固液比对中性蒸汽爆破预处理玉米秸秆(PCS)同步糖化发酵的影响和耐温酵母FE-B的同步糖化发酵工艺进行考察。[结果]水解体系中水解速率在一定范围内与酶加入量成正比,但随着酶加入量的增加,酶量对水解速率的贡献逐渐降低;酶解体系中的葡萄糖浓度对纤维素酶的水解速率具有很强的抑制作用,葡萄糖浓度越高,抑制越强;固液比在10%～30%,固含量越高,最终葡萄糖产率越高,且不影响纤维素水解率。利用基于耐温酵母FE-B的同步糖化发酵工艺水解和发酵120 h,反应体系中的乙醇浓度可达6.21%(W/W),纤维素水解率为88.70%。[结论]该研究可为开发木质纤维素生产燃料乙醇提供理论依据。     

纤维素同步糖化发酵生产乙醇

[目的]利用微生物方法生产乙醇,从而替代化石能源。[方法}土曲霉M11利用纤维素为原料产酶并糖化纤维素成还原糖,利用酿酒酵母发酵生成乙醇。,[结果]通过对土曲霉M11生长条件的研究,确定了土曲霉M11的最佳培养时间是3d,最佳接种量为200μl,最适培养湿度为80％,最适培养温度为45℃,最适培养pH为3．0,此条件下可获得最大的产酶量。通过对糖化过程的研究,确定了纤维素酶的最适糖化温度为55℃,最适pH为5．0,此条件下可获得较高的还原糖量,且在酸性条件下酶活力较高,具有很好的热稳定性。通过发酵,还原糖量占原材料干重的62．42％,产生的乙醇占原材料干重的21．36％。[结论]此方法可以应用于工业发酵生产乙醇,有利于保护环、降低成本、提高社会效益,有很好的应用价值。     

糖化发酵在纤维乙醇生产中的应用研究进展

利用纤维类物质生产燃料乙醇已成为解决能源问题的重要方法。针对糖化发酵生产纤维乙醇的水解反应和发酵进程进行探讨,综述了木质纤维素生产乙醇的发酵方法、发酵菌种的选择、发酵抑制物及其去除方法,可为乙醇生产提供指导和借鉴。     

玉米秸秆发酵生产燃料酒精研究现状及前景

玉米秸秆是一种丰富的再生资源,主要由纤维素、半纤维素、木质素组成。经过预处理、水解、发酵可生产酒精。预处理方法主要有物理法、化学法、物理化学法及生物处理法;水解主要有酸水解法和酶水解法;发酵主要有直接发酵法、间接发酵法、同步糖化发酵法等。介绍了玉米秸秆生产乙醇的关键技术进展情况。     

蔗渣发酵生产燃料乙醇的研究进展

燃料乙醇是最有发展前景的新型可再生能源之一,以木质纤维原料替代淀粉类和糖类原料生产乙醇成为全世界研究的热点。蔗渣是制糖工业的主要废弃物,因其来源广泛,纤维素含量高而成为一种重要的可再生生物资源。介绍了蔗渣的组成与特点及蔗渣发酵生产燃料乙醇的现状,阐述了蔗渣预处理、酶解糖化及发酵产乙醇的研究概况。蔗渣用来生产乙醇具有较好的发展前途和重要的现实意义。     

几种海滨植物作为产乙醇生物质原料的可能性研究

测定芦苇、海带、浒苔等3种海滨植物的纤维成分和酶解糖化后的还原糖、木糖含量,比较这几种海滨植物作为产乙醇生物质原料的可能性,对其中纤维素含量较高的芦苇进行发酵产乙醇试验。结果表明:芦苇的纤维素含量较高为34.60%,高于对照样秸秆的33.60%,浒苔的半纤维素含量较高为39.40%;相同条件下,酶解52 h,浒苔和芦苇的还原糖含量分别为35.87 mg/mL和31.91 mg/mL,均高于秸秆的18.41 mg/mL,而木糖含量芦苇较高。对芦苇进行乙醇发酵试验,在相同条件下,发酵20 h时,乙醇量为0.43%～0.47%,高于秸秆的0.29%～0.31%。可见芦苇、浒苔作为生物乙醇原料具有极大的研究价值和利用潜力,有必要进一步深入研究。     

甜高粱秸秆发酵生产乙醇的研究

实验结果表明:用2.0%NaOH+2.0%HCl预处理的甜高粱秸秆粉纤维素含量可以达到52.56%,显著高于未经处理的甜高粱秸秆粉;甜高粱秸秆粉经2.0%HCl+2.0%NaOH预处理后,糖化效果优于其它处理;当糖化温度为50℃时,甜高粱秸秆粉的糖化率最高;反应体系的pH为5.0时,糖化率最高;糖化时酶加量以15 IU/g为宜;3种突变菌株比较而言,lwl79发酵产乙醇比较高,乙醇终浓度为15.48 g/L。     

纤维素酶转化木质纤维素生物质生产乙醇的研究进展

木质纤维素生物质是价廉易得、来源丰富的可再生资源和能源,被纤维素酶转化后可以生产乙醇部分替代石油,这不仅有利于环境保护和资源再利用,而且可减少温室气体的排放和缓解化石能源的危机。纤维素酶成本的降低以及纤维素转化效率的提高是纤维素酶转化木质纤维素生物质生产乙醇的关键。本文综述了纤维素酶转化木质纤维素生物质生产乙醇的研究进展,主要包括纤维素酶的分类及其作用机制、纤维素酶的生产、木质纤维素生物质的预处理、纤维素酶的转化和糖化发酵乙醇工艺。     

木薯粉浓醪酒精同步糖化发酵工艺研究

[目的]为木薯粉浓醪酒精发酵提供理论依据。[方法]以木薯粉为原料进行浓醪酒精发酵,研究了不同温度下的糖化酶活力及糖化规律,并比较了同步糖化发酵与先糖化后发酵工艺的发酵效果。[结果]在40～65℃范围内,糖化酶的活力随温度的升高而升高,温度高于65℃时,酶活力开始降低。60℃时糖化效果最好,0.5h糖化率为48.2%,8h醪液中葡萄糖含量达27.5%,已完全糖化。发酵前4h,同步糖化发酵工艺和先糖化后发酵工艺的发酵速度差别不大,4h后同步糖化工艺的产酒精速度明显优于先糖化发酵工艺。同步糖化发酵工艺中残还原糖、残总糖含量明显低于先糖化后发酵工艺,发酵效率达90.3%。[结论]采用同步糖化发酵工艺进行木薯粉浓醪酒精发酵的效果优于先糖化后发酵工艺。     

木质纤维生物量一步法（SSF）转化成乙醇的研究（Ⅲ）：毛白杨爆破原料一步法转

该研究以汽爆毛白杨木粉为原料,采用正交实验法进行同时糖化发酵（ＳＳＦ）来生产乙醇,通过考察反应温度、ｐＨ值、酶浓度和酵母用量来寻找绿色木霉纤维素酶和酿酒酵母同时糖化发酵转化汽爆毛白杨木粉成乙醇的最佳条件,研究结果表明：①在相同条件下,同时糖化发酵可提高汽爆毛白杨木粉转化成乙醇的效率,转化率高达８６％,比分步糖化发酵（ＬＨＦ）提高了１．６倍;②绿色木霉纤维素酶和酿酒酵母同时糖化发酵转化汽爆毛白杨木粉成乙醇的最佳条件为：反应温度３６℃,ｐＨ值５。０,酶浓度２５ｕ／ｇ,酵母用量（湿重）０．０１ｇ／ｍＬ发酵液。     

嗜热菌乙醇代谢途径研究进展

微生物利用木质纤维素发酵生产乙醇是可再生能源发展策略之一。人们对常温菌发酵生产乙醇的代谢途径和机理进行了广泛深入的研究。目前天然高效发酵产乙醇菌不能利用五碳糖,因为能利用五碳糖的常温菌乙醇产率低。随着产乙醇嗜热微生物的深入研究,嗜热菌发酵产乙醇的发展为研究带来了契机。文中综述了发酵产乙醇嗜热菌的种类、代谢途径及其关键酶功能特性的研究进展。     

酸解秸秆固体残渣的同步糖化发酵产氢研究

以牛粪堆肥为产氢菌源、以玉米秸秆酸解后的固体残渣为底物进行同步糖化发酵产氢,系统考察了发酵温度和纤维素酶用量对产氢的影响.试验结果显示:当发酵温度40℃、纤维素酶用量20 IU FPA/g-substrate时,秸秆残渣中纤维素含量由326.6 mg/g-TS降至115.2 mg/g-TS,氢气产量可达到78.7 mL/g-TS,该研究为难降解的秸秆残渣寻找出一条新的资源化利用途径.     

红麻秸秆发酵转化燃料乙醇

红麻秸秆含纤维素42.31%、半纤维素22.58%、木质素23.79%.分别采用热水和3%硫酸、1.5%烧碱溶液对红麻秸秆进行预处理(121℃,60 min),通过纤维素酶催化水解,红麻秸秆平均纤维素转化率分别达到12.23%、25.62%和85.34%,说明碱性预处理比较适合.以10 g碱处理红麻秸秆样品为底物的同步糖化发酵试验表明,当发酵168 h后,乙醇浓度达到26.06 mg.mL-1,乙醇产率达到理论产率的76.71%.     

木薯同步糖化发酵生产燃料乙醇的工艺优化

[目的]优化木薯同步糖化发酵生产燃料乙醇的工艺.[方法]在实验室进行发酵试验,通过前期单因素试验的结果选取了3个对发酵结果影响较大的因素：发酵时间、发酵温度、料水比按正交试验设计方案进行发酵条件的优化.[结果]试验表明,3个因素对木薯同步糖化生产燃料乙醇的影响作用的主次顺序为发酵时间、发酵温度、料水比;优化方案为：料水比1∶2.5 g/ml,发酵温度32℃,发酵时间54 h,优化后的发酵结果酒度达到了14.3％ （V/V）,原料转化率达到了30.7％.[结论]研究可为木薯发酵生产燃料乙醇提供理论依据.