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本文研究了玉米秸秆发酵制酒精过程中稀酸水解的规律以及鲜秸秆和风干秸秆水解性的差异,并通过正交试验确定了稀酸水解的最佳条件;对糠醛产生的规律进行了研究,找出影响水解液中糠醛浓度的主要因素;筛选出四株戊糖发酵菌,组成复合菌系,并进行了初步的发酵试验。研究结果表明:
风干秸秆的水解主要是以半纤维素为主。在水解液中,戊糖在还原糖中的比例在70%以上,随着温度和稀酸浓度的上升纤维素的水解有明显增加。温度和稀酸浓度对水解的影响最为显著,其次为时间和固含物,粒径在试验范围内没有明显影响。正交试验确定最佳水解条件为:温度,120℃;时间,80min;稀酸浓度,1.5%;粒径,20目;固含物,10%。
与风干秸秆相比,鲜秸秆发酵产物水溶性糖含量更高(1.65倍),中性洗涤纤维含量低(0.80倍)。在相同条件下,水解还原糖得率高出25%-60%,同时鲜秸秆在20-30min和1.0%酸浓度条件下就能达到最佳水解效果。
影响水解液中糠醛浓度的主要因素是还原糖浓度、时间,而温度和固含物对其影响不大,稀酸只对鲜秸秆水解有明显影响。本试验所得的糠醛浓度范围内,Trichosporonaquatile菌受抑制显著。
在发酵前期(2天)复合菌系对还原糖基本利用完毕。发酵液的pH值先下降后上升,最后保持在弱碱性。发酵产物主要是乙醇和甘油,浓度分别为:1.15mg/mL和0.81mg/mL。