小麥秸桿乙醇發(fā)酵工藝研究.pdf

1、能源是現(xiàn)代社會(huì)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。日益嚴(yán)重的能源消費(fèi)壓力，迫使各國(guó)都在廣泛關(guān)注生物質(zhì)能源的發(fā)展。由于全球人口的膨脹，以糧食為原料生產(chǎn)燃料乙醇也只是暫時(shí)的，以非糧食為原料（如秸稈）生產(chǎn)生物乙醇的技術(shù)正在快速的發(fā)展，它既降低了環(huán)境的污染，又減少了糧食的消耗。但是目前仍然存在有許多因素，嚴(yán)重制約著生物燃料乙醇的規(guī)?；a(chǎn)。
　　 本課題以農(nóng)業(yè)廢棄物——小麥秸稈作為發(fā)酵乙醇的原料，以減少稀酸水解液中的有毒物質(zhì)，提高還原糖和乙醇的含量為

2、目的，對(duì)小麥秸稈稀酸水解液脫毒工藝進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)小麥秸稈葡萄糖水解液酶水解工藝，以及戊糖單獨(dú)發(fā)酵、己糖單獨(dú)發(fā)酵和戊糖己糖共同發(fā)酵工藝做了研究與分析，其結(jié)果如下：
　　 通過(guò)單因素試驗(yàn)得出改進(jìn)后的小麥秸稈木糖水解液脫毒工藝的最佳條件為：按照20mg酸性蛋白酶/g小麥秸稈的量添加，在溫度40℃，pH為3.5的情況下先加入酸性蛋白酶，作用10h后，再進(jìn)行固液比為1:10的稀磷酸處理，然后用碳酸鈣和活性炭結(jié)合脫毒，用碳酸鈣中和到pH為4.

3、5，沉淀時(shí)間為1.5h，脫毒溫度為65℃:所用活性炭的固液百分?jǐn)?shù)為1.5％，吸附溫度為60℃，吸附時(shí)間為45min。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的溫度應(yīng)控制在75℃為宜。在此條件下：酚類脫除率為96.2％，糠醛幾乎完全脫除，而且釋放出的還原糖為38.3％，較僅通過(guò)碳酸鈣和活性炭脫毒增加了8.5％的還原性糖。
　　 小麥秸稈葡萄糖水解液的酶法工藝采用酸性蛋白酶和纖維素酶先后處理，由于兩種酶同時(shí)存在有一定的拮抗作用，因此，在加入纖維素酶之前酸性蛋白酶要

4、被鈍化。小麥秸稈葡萄糖水解液纖維素酶法工藝通過(guò)單因素和響應(yīng)面試驗(yàn)得出其最佳工藝條件為：酸性蛋白酶鈍化溫度約為60℃，然后再加入纖維素酶，其添加酶量約為120mg/g秸稈，水解液所需pH環(huán)境用緩沖溶液調(diào)至4.7，在溫度為50℃反應(yīng)48h，在此條件下，其酶解率為70.11％。
　　 通過(guò)對(duì)菌種的研究試驗(yàn)得出：酒用活性干酵母在經(jīng)過(guò)復(fù)水活化、液體培養(yǎng)后的生長(zhǎng)情況要比只經(jīng)過(guò)復(fù)水活化后的情況要好。研究了酒用活性干酵母和嗜單寧管囊酵母的對(duì)數(shù)生

5、長(zhǎng)期，分別為8h-12h和36h-48h。酒用活性干酵母和嗜單寧管囊酵母對(duì)初始糖濃度的利用極限值分別為80g/L和90g/L。并且酒用活性干酵母和嗜單寧管囊酵母的耐乙醇值分別為26％和12％。
　　 通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)對(duì)木糖水解液發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，得出其最佳工藝條件為：接種量20％，溫度30℃，pH5.0，搖床轉(zhuǎn)速100r/min，初始糖濃度90g/L。在此條件下：乙醇產(chǎn)量為14.76g/L，乙醇產(chǎn)率為35.65％。
　

6、　 通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)對(duì)葡萄糖水解液發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，得出其最佳工藝條件為：接種量15％，溫度35℃，pH5.0，初始糖濃度80g/L。在此條件下：乙醇產(chǎn)量為19.41g/L，乙醇產(chǎn)率為47.58％。
　　 混合水解液的優(yōu)化發(fā)酵工藝通過(guò)單因素試驗(yàn)得出其最佳工藝條件為：pH4.5，發(fā)酵溫度32℃，氮源含量即(NH4)2SO4為7.5g/L，水解液中葡萄糖與木糖的比例為2:1時(shí)（總還原糖為80g/L），酒用活性干酵母與嗜單寧管囊