双酵母发酵膨化秸秆酶解液产乙醇研究.pdf

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1、第43卷第1期化学工程Vo1．43No．12015年1月CHEMICALENGINEERINGfCHINA)Jan．2015双酵母发酵膨化秸秆酶解液产乙醇研究王晓明，邵丽杰，曹焱鑫，张欢，董晓莹，于关玲，寇巍(辽宁省能源研究所，辽宁营口115003)摘要：为了提高玉米秸秆的酶解率，对玉米秸秆进行膨化预处理，以乙醇质量浓度为影响值设计实验，研究时间、含氮量、温度、酵母比例四因素对发酵过程的影响。通过单因素试验及正交试验确定了双酵母发酵的最佳试验条件为48h、含氮质量分数0．25％、33℃、酿酒酵母与毕赤酵母体积比3：7，乙醇质量浓度可达10．2g／L。本试验为秸秆乙醇的产业化生产提供技术依据

2、。关键词：玉米秸秆；膨化预处理；混菌发酵；乙醇；酶解中图分类号：TQ925文献标识码：A文章编号：1005-9954(2015)O1-0005-05DOI：10．3969／j．issn．1005-9954．2015．O1．002FermentationconditionsforethanolfromhydrolyticsugarofexpansionstrawbyusingtwokindsofS．cerevisiaeWANGXiao—ming，SHAOLi-jie，CAOYan-xin，ZHANGHuan，DONGXiao-ying，YUMei-ling．KOUWei(LiaoningIn

3、stituteofEnergyResource，YingkOU115003，LiaoningProvince，China)Abstract：Inordertoimprovetheenzymatichydrolysisrateofcornstraw，cornstrawwaspretreatedbyexpansionpretreatment．Theexperimentwasdesignedwithethanolmassconcentrationasinfluencevalue．Orthogonalexperimentwasconductedbasedonthesinglefactorexper

4、iment．Theinfluencesoftime，nitrogencontent，temperatureandtwoyeastratiowerestudied．Whenthefermentationtimewas48h，(NH4)2SO4was0．25％(massfraction)，temperaturewas33oC，theoptimumvolumeratioofS．cerevisiaeandP．stipitiswas3：7，ethanolmassconcentrationwas10．2g／L．Theprocessofthisstudyprovidesthereferenceforre

5、alizingtheindustrializationofcomstraw．Keywords：COrnstraw；expansionpretreatment；mixed-fermentation；ethanol；enzymatichydrolysis世界石油资源日益紧张和环境的日益恶化，使醇的3个难题：破坏木质素对纤维素、半纤维素的包大力推广可再生能源已成为世界能源发展战略的重裹作用；使纤维素和半纤维素水解释放出单糖分子；要组成部分。纤维素乙醇因其可持续发展和不污染利用戊糖和己糖发酵产乙醇。预处理过程是木质纤环境的特性研究开发最为突出，被广泛认为是一种维素生物转化为乙醇的第一步也是非常关键

6、的步最有可能替代化石燃料的能源_1。作为一种天然骤，常用的预处理方法有化学法、物理法、生物法以木质纤维素原料，秸秆的成分主要包括纤维素、半纤及结合法等。文献[3]刊登了一种高效低能耗的秸维素、木质素。玉米秸秆非常廉价且资源丰富，利用秆膨化方法，可有效破坏玉米秸秆结构，从而利于酶现代技术对其进行预处理，再酶解后将纤维素、半纤解出单糖。其原理是利用螺杆将玉米秸秆送入膨化维素生成单糖用于发酵产乙醇。机中，螺杆推动秸秆形成轴向运动，由于螺杆与秸利用木质纤维素生产燃料乙醇包括以下3个步秆、秸秆与机筒以及秸秆内部间的磨擦，秸秆被强烈骤：预处理、水解、发酵。目前利用玉米秸秆制取乙挤压、剪切、搅拌，使秸秆

7、细化。随着压力的不断增收稿日期：2013．12．13基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)(2009AA10Z407)作者简介：王晓明(198O一)，男，硕士，助理研究员，主要从事生物质能源方向研究，E-marl：xiaoming6402@163．com；寇巍，男，博士，副研究员，通信联系人，主要从事生物质能源方向研究，E—mail：kouwei6@126．com。·6·化学工程2015年第43卷第1期加，内部相