木质纤维素制取燃料乙醇中预处理和发酵技术的研究

• 作 者: 李奕琳
• 机 构: 华东理工大学
• 出 处: 华东理工大学
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 木质纤维素 燃料乙醇 预处理 发酵技术

利用生物质(秸秆)纤维素为原料来生产燃料乙醇是一项迫切的、具有重要战略意义的任务。本课题就Pichia stipitis发酵木质纤维素水解液进行了研究。
对于酶水解来说，对木质纤维素进行预处理是必要的，本研究所得玉米秸秆预处理的最佳条件为：未处理秸秆(但经过5mm筛)在120℃、1.5％稀硫酸、液固比为10:1、反应时间1h。预处理后以NH4OH中和过量的硫酸，产生的盐(NH4)2SO4比以Ca(OH)2中和时产生的CaSO4有利于菌的发酵。不经过驯化的菌株Pichia stipitis-A能够在酶水解液中发酵，乙醇得率为31.67g/g(消耗的糖)。
Pichia stipitis-A不能在木质纤维素稀硫酸水解液中生长，经过在木质纤维素稀硫酸水解液中反复驯化，获得菌株Pichia stipitis-B。该菌株能在90％的水解液中正常生长和发酵，但是对木糖发酵酒精的能力降低了。将Pichia stipitis-B在纯木糖固体培养基中反复驯后，得到菌株Pichia stipitis-C，其木糖的利用率、最大乙醇产量、乙醇得率分别提高了13.4％，49.16％，33.3％。
实验最终得到的菌株Pichia stipitis-C的最佳发酵条件是：温度30℃～32℃，初始pH值为4.6～5.0。本实验找出对Pichia stipitis-C生长发酵有利的金属盐，实验结果得出：加入0.030g/L的MnCl24H2O或0.004g/L的ZnSO4.7H2O对乙醇的发酵是有利的，加入0.004g/L的CoCl2.H2O对菌的生长是有利的，但是对乙醇的产量影响不大。