汽爆玉米秸稈同步糖化發(fā)酵產(chǎn)乙醇的工藝研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展,特別是汽車工業(yè)的發(fā)展,石油供不應(yīng)求,各國政府開始考慮燃料的自給問題,需找新的替代能源己成為社會發(fā)展的必然趨勢。而纖維乙醇作為一種生物質(zhì)能源,具有原料來源豐富、可再生、減少環(huán)境污染等優(yōu)點,已成為石油替代能源的重要選擇之一。近年來,對纖維乙醇生產(chǎn)的研究已成為生物質(zhì)能源領(lǐng)域中的重要研究課題。
　　 本論文是以汽爆玉米秸稈為原料,主要從木質(zhì)纖維素生產(chǎn)燃料乙醇的研究進展、木質(zhì)纖維素的酶解工藝條件優(yōu)化、同步糖化發(fā)酵的工藝

2、條件優(yōu)化、同步糖化發(fā)酵過程的動力學(xué)研究、同步糖化發(fā)酵幾種工藝的比較、以及變溫同步糖化發(fā)酵的放大試驗等幾個方面對同步糖化發(fā)酵進行了考察,結(jié)論如下:
　　 (1)介紹了發(fā)展燃料乙醇的必然性和我國發(fā)展燃料乙醇所處的階段和重要意義；闡述了纖維乙醇的預(yù)處理、糖化和發(fā)酵的幾種方法,并做了簡要的比較；介紹了纖維素酶的研究進展；分析和比較了幾種分離方法；以及推進燃料乙醇工業(yè)化的幾個亟待解決的問題和其發(fā)展前景。
　　 (2)采用單因素分析

3、的方法對影響木質(zhì)纖維素酶解的五個因素進行了研究,得出木質(zhì)纖維素酶解的適宜工藝條件為:溫度50℃,pH4.8,纖維素酶用量30 U/g,底物濃度15％,Tween200.15％(質(zhì)量分數(shù)),酶解時間為48 h,此條件下纖維素的酶解率為76.96％。
　　 (3)采用單因素分析和正交試驗的方法對影響SSF法生產(chǎn)乙醇的九個因素進行了研究,得到了在溫度37℃,pH4.8,表面活性劑Tween-200.15％(質(zhì)量分數(shù)),底物濃度15％(

4、質(zhì)量分數(shù)),纖維素酶用量30U/g,2％葡萄糖活化的酵母接種量5‰,優(yōu)化的培養(yǎng)基的組成為:KH2PO42.5 g/L,(NH4)2SO42.0 g/L,MgSO4·7H2O0.15 g/L,CaCl20.35 g/L,發(fā)酵周期60 h的條件下,蒸汽爆破秸稈的乙醇得率可達到理論轉(zhuǎn)化率的88.12％,表明SSF工工藝具有較好的發(fā)酵水平,這些結(jié)果可以為進一步放大研究提供重要的參考價值。
　　 (4)通過對SSF法生產(chǎn)乙醇的動力學(xué)的研究

5、,構(gòu)建了SSF法生產(chǎn)乙醇的動力學(xué)模型,其模型為:底物消耗模型:-dS/bt=8.4121dX/dt+1.8337dP/dt;菌體生長模型:dX/dt=0.1895X(1-X/0.7189);產(chǎn)物形成模型:dP/dt=4.6404dX/dt。該模型的建立可以加深我們對SSF法生產(chǎn)乙醇的認識,為自動化控制提供依據(jù)。
　　 (5)通過同步糖化發(fā)酵玉米秸稈產(chǎn)乙醇的幾種工藝的比較,得出較優(yōu)的同步糖化發(fā)酵工藝為變溫同步糖化發(fā)酵,其比同步糖化