利用丙酸处理玉米秸秆生产燃料酒精的研究

范小鹏 | -> | 1558| 2| 0.380868MB |燃料酒精,玉米秸杆,丙酸处理

范小鹏 范小鹏 | 文档量 |浏览量38511

摘要: 研究了利用丙酸处理玉米桔杆生产燃料酒精的工艺条件。实验结果表明, 丙酸处理后的玉米桔秆其木质素去除率为60.61 %, 半纤维素去除率为98.5 % , 纤维素保留率为90.68 %。在处理后的桔秆中添加10 % 酒糟与适量营养, 调节pH 和含水量分别至4. 8 和70 %, 接入1.7 火1 0,~2 .o xl o, 个/ g 底物Tri ch o de rm 。re es o i TJK一108 袍子悬浮液, 于30 ℃ 培养7 d, 再与处理后的玉米桔杆等量混合(加水比为2 ), 接入3.2x l护个/ g 底.物酵母菌, 于36 ℃ 发酵72 h , 酒精产率为0. 32 6 留g 底物。
    能源问题在世界经济中具有战略意义。据预测, 地球上可利用的石油将在今后几十年内耗竭l] , 人类正受到能源危机的威胁。从长远看, 能源短缺将是困扰人类发展的重大问题, 因而急需寻找替代能源。乙醇是来自可再生资源的液体燃料, 必将拥有广阔的应用前景。
   当前, 人们主要利用淀粉质原料, 采用微生物发酵法t2] 生产燃料酒精。但是, 这些淀粉质原料往往都是粮食作物, 而粮食是人类赖以生存的食源, 面对世界和我国人口的急剧膨胀和总体上的粮食短缺, 用淀粉质生产酒精的发展规模将受到限制。植物纤维资源是地球上分布最广、含量最大、品种最多、价格低廉且可再生时间短的有机资源之一。据统计, 全世界陆生、水生植物每年形成的生物质约10 0 0 亿吨, 相当于目前世界能源消耗的8 一10 倍13 1。
    酸法虽然可有效水解纤维素, 但都具有腐蚀性, 对人体有害, 需要在耐腐蚀的反应器内进行反应, 且水解产物对后续的纤维素酶水解和酒精发酵会产生抑制作用。另外, 反应完成之后还要回收酸以降低成本。丙酸是一种有机酸, 腐蚀性较无机强酸小得多, 而且回收相对容易。我们利用丙酸能降解木质纤维原料的特性l8] , 在温和条件下以闭循环方式将玉米秸秆降解为纤维素、半纤维素和木质素。
    以丙酸处理过的玉米秸秆为底物, 添加适量营养,采用固态发酵工艺生产纤维素酶, 不需要严格的无菌条件, 只要空气自然对流或少量通风即可, 所需能耗低, 不需要提纯, 生产成本较液态发酵大大降低。将纤维素酶曲和丙酸处理过的玉米秸秆混合, 采用同步糖化发酵工艺生产燃料酒精[10]。由于纤维素酶的水解产物葡萄糖不断地被菌体利用产生酒精, 消除了葡萄糖对纤维素酶的抑制作用, 并且简化了设备, 节省了生产时间, 提高了生产效率, 与传统的发酵方式相比具有较大优势。
    本文研究了以丙酸处理过的玉米秸秆为原料生产纤维素酶, 进而发酵生产酒精的工艺条件.
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