擔子菌連續(xù)開放預處理玉米秸稈轉化乙醇的工藝研究.pdf

1、預處理技術是纖維質乙醇生產的主要技術瓶頸之一，生物預處理技術因具有低能耗和環(huán)境友好的優(yōu)勢而受到廣泛關注，但高昂的反應器成本和無菌處理過程限制了該技術的規(guī)模化應用。本論文以篩選得到的有效菌株為基礎，建立了擔子菌連續(xù)開放預處理玉米秸稈轉化乙醇工藝，并對凈化方式、生物處理條件、輔助理化處理條件、酶解糖化和乙醇發(fā)酵等工藝參數(shù)進行完善和優(yōu)化，為生物預處理的工業(yè)化應用奠定了基礎。
　　 首先，以高效菌Irpex lacteus CD2為出發(fā)

2、菌株，以在反應器條件下可顯著提升糖化率的生物－堿氧化(BAO)預處理工藝為基礎，通過凈化方式的比較和優(yōu)化，實現(xiàn)BAO工藝的連續(xù)開放運行。結果表明，Irpex lacteus CD2只能在蒸汽凈化后的秸稈上進行開放處理，開放處理的最佳條件為：0.5MPa蒸汽凈化3 h，接種比例為1:4，生物處理時間15d。在此條件下實現(xiàn)三個批次的連續(xù)開放處理，糖化率均在75％以上。
　　 其次，為進一步降低凈化成本，選擇石灰處理作為凈化方式。從7

3、3株擔子菌中篩選出10株可在石灰凈化過的玉米秸稈上開放處理的擔子菌，以其中糖化率最高的菌株Coprinus comatus XY7作為開放預處理的出發(fā)菌株，建立由石灰凈化、生物處理、輔助理化處理組成的新型連續(xù)開放預處理工藝，并優(yōu)化其工藝參數(shù)。最佳處理條件為：玉米秸稈經過0.1％的石灰凈化后，按照1:4接種比例接種Coprinus comatus XY7固體接種體，在室溫條件下生物處理6d后，取五分之一的培養(yǎng)物作為下一批預處理的接種體，其

4、余部分繼續(xù)處理9d后下樣，按1:40固液比，用1%NaOH和1% H2O2的堿氧化試劑常溫處理24h。在此條件下實現(xiàn)了連續(xù)三個批次的連續(xù)開放預處理。預處理后的基質在30FPU/g的最優(yōu)酶濃度下酶解糖化，糖化率均在80％以上，較未處理基質糖化率提高10%左右.
　　 為了評價預處理對乙醇發(fā)酵的影響，采用同步糖化發(fā)酵預處理后的玉米秸稈，結果表明，在20 g/L的底物濃度、30 FPU/g的酶濃度和0.7%的酵母接種量的最優(yōu)發(fā)酵條件下