利用SSF制取纤维乙醇的工艺研究

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1、第37卷第1期酿酒Vo1．37．№．12010年01月Jan．，2010LIQUORMAKING文章编号：1002—8110(2010)01—0077—03利用SSF制取纤维乙醇的工艺研究★王栋，常春。，王林风，闰德冉(1．河南南阳天冠集团，河南南阳473000；2．郑州大学化工与能源学院，河南郑州450002)摘要：利用同步糖化发酵(ssF)技术，以汽爆玉米秸秆为主要原料，对纤维乙醇的发酵工艺进行研究。玉米秸秆经蒸汽爆破预处理后，酶解得率增大到85．0％。进一步利用Box-Behnken实验设计方法，选取酶用量、发酵温度和发酵时间

2、为影响乙醇产率的主要因素，通过响应面分析得到了较优的工艺条件：底物浓度15％(w／v)，酶用量35FPU／g(底物)，发酵温度37~(3，发酵时间90h。在优化的工艺条件下，乙醇浓度为42．2g／L，达到理论产量的82．6％。和分步糖化发酵(SHF)-T--艺结果比较，SSF具有更高的生产效率。关键词：生物质；响应面分析；乙醇中图分类号：TS262．2；TS261．4文献标识码：BStudyonproductionofethanolbysimultaneous‘saccharificationandfermentationfromc

3、elluloseWANGDong，CHANGChun2,WANGLin—feng，YANDe—ran(1．TianGuanGropofHenanprovince，Nanyang473000，China；2．SchoolofChemicalEngineeringofZhengzhouUniversity，Zhengzhou450002，China)Abstract：Theproductiontechnologyofcelluloseethanolfromsteamexplodedcoinstalkbysimultaneoussacch

4、arificafionandfermentation(ssF’)wasstudiedinthispaper．After-pretreatedbysteamexplosion，thehydrolysisyieldofCOinstalkincreasedto85．0％．AccordingtothedesignofBox—Behnken，enzymeamounts，temperatureandtimewerechosenasthreeimportantfactors，andtheoptimalconditionswereachievedb

5、yresponsesurfaceanalysis(RSA)．Resultshowsthattheoptimalconditionsareenzymeamounts35FPU／g(materia1)，temperature37~C，time96h．Undertheoptimalconditions，theethanolconcentrationcanreachto42．2g／L,anyieldof82．6％(relatedtotheoreticalrestdt)Wasobtmned．Furthercomparisonshowsthat

6、SSFhashigherproductivitythanSHF．Keywords：Biomass；Responsesurfaceanalysis(RSA)；Ethanol0引言领域部分内容，以当地玉米秸秆为主要原料，开展了SSF发酵纤维素生物质的糖化和发酵是纤维乙醇生产的关键技工艺的试验研究，试验中采用Box—Behnken法对影响发酵的术。针对该领域，人们提出了多种糖化发酵技术，主要包括：分重要因素进行了中心组合实验设计，确定了较适宜的工艺条部糖化发酵(SHF)、同步糖化发酵(SSF)、同步糖化共发酵件，为进一步的放大实验研究提供

7、参考依据。(SSCF)和联合发酵(CBP)技术等。由于后两种糖化发酵技术1材料与方法。需要高效稳定的基因工程菌作为保障，因而仍处在试验阶段。1．1材料玉米秸秆取自南阳镇平，经自然干燥后进入粉碎从工业化生产的角度看，SHF和SSF最有望率先在工业化生机粉碎后，秸秆粉碎后长度为5～15era，粉碎后的秸秆采用蒸产中得到应用。而SSF与SHF相比，具有工艺简单，设备投资汽爆破方法预处理，预处理前后的组成见表1。省，可消除酶解抑制、减少外部污染，提高了生产效率的优1．2酶及酶解助剂点，因而近年来越来越受到重视l3J。纤维素酶：里氏木霉液体深

8、层发酵，酶活1IOFPU／mL。自2005年以来，河南南阳天冠集团开展了以秸秆为原料酶解助剂：金属离子溶液和表面活性剂混合液。进行纤维乙醇工业化示范厂的建设工作，与多家高校在纤维1．3主要仪器设备蒸汽爆破仪(自制)，Agilent液相