固定化运动发酵单胞菌乙醇发酵研究

以运动发酵单胞菌(zymomonas mobilis 10225)为菌种。以葡萄糖为底物进行乙醇发酵。对不同底物浓度[5％，7．5％。10％(W／V)]、不同温度(25℃,30℃，35℃)条件下，游离细胞和固定化细胞乙醇发酵的特性进行研究。实验结果表明。葡萄糖浓度为5％。25℃时可达到最大的乙醇产率0．50g乙醇／g葡萄糖。以海藻酸钙为包埋介质，对Zymomonas mobilis进行固定化。在10％葡萄糖培养基中多批次半连续发酵，可在8h内使乙醇产率系数达到0．50。短的发酵周期和高的乙醇产率为后续的葡萄糖和木糖两步乙醇发酵提供理想的实验数据。     

甘蔗汁发酵生产丙酮丁醇的研究

选取8株Clostridium acetobutylicum对甘蔗汁的丙酮丁醇发酵能力进行了研究,筛选出1株丙酮丁醇产量较高的菌株(C.acetobutylicum 810705),比较了添加玉米、木薯和无机盐对该菌株发酵甘蔗汁为丙酮丁醇的影响,对甘蔗汁的发酵条件进行了正交实验,并对将甘蔗汁转化为丙酮丁醇的过程进行了初步研究。结果表明:C.acetobutylicum810705转化甘蔗汁生产丙酮丁醇的能力较好,其最佳发酵条件为:温度37℃,糖质量浓度7.5%,木薯与糖的比例1:1.5,通氧量为微量的氧。丙酮和丁醇的含量分别达到4.6g·L~(-1)和15.4g·L~(-1),丁醇含量比通常发酵的12g·L~(-1)提高了28%,相应的蒸馏能耗将大幅度降低。     

餐厨废弃物糖化发酵炼制燃料乙醇工艺优化

利用高效液化酶(Liquozyme)和糖化酶(AMG)对餐厨废弃物进行液化糖化,优化了酶组成、加酶量、pH、操作温度、操作时间、酵母接种量等参数,建立了由餐厨废弃物炼制燃料乙醇的最佳工艺。结果表明:通过液化酶和糖化酶复配,可降低原料粘度、提高传质效率,使淀粉类多糖快速转化为可发酵性单糖;液化酶最优作用条件为85℃,pH值5.1~5.2,加酶量为0.75 U/g(干基),液化时间为40 min;糖化酶最优作用条件为45℃,pH值5.0,加酶量0.5 U/g(干基),糖化时间为30 min;最佳的发酵条件是酵母接种量3 g/L,发酵时间20 h,所得乙醇浓度为54 g/L,相当于0.438 g/g(乙醇/葡萄糖),达到理论产量的86%。     

高浓度红薯醪SSF燃料乙醇过程中底物抑制的调节

红薯干经粉碎、液化处理后得到淀粉含量为230g/kg的高浓度红薯醪,利用工业酵母Saccharomyces cereviseATCC 6508同步糖化发酵(SSF)生产燃料乙醇。通过改变糖化酶的添加剂量调节发酵过程中糖化速率,控制醪液中葡萄糖浓度的变化。发酵前期严格控制底物抑制对细胞生长速率的影响,通过较高的细胞浓度保障发酵后期发酵速率,减轻产物抑制对发酵过程的影响。实验发现在0.2、0.4、0.6和0.8g/kg(糖化酶/红薯干粉)糖化酶添加量下,发酵过程中葡萄糖浓度被严格控制在强烈抑制的浓度水平以下(100g/kg),1.0g/kg剂量下醪液中葡萄糖浓度长时间高于100g/kg,底物抑制严重;发酵后期在0.2、0.4和0.6g/kg剂量下,由于糖化酶活性降低,糖化速率成为发酵速率的限制因素。综合分析糖化酶的最佳剂量为0.8g/kg,该剂量下既能严格控制底物抑制水平,同时保持发酵后期较高糖化速率,发酵终点乙醇浓度达118.23g/kg(16.12%,v/v),发酵时间为72h。     

合成气和培养基组分对C.autoethanogenum发酵产乙醇的影响研究

以合成气发酵菌株Clostridium autoethanogenum DSM10061为研究对象,研究改良DSM培养基640,添加玉米浆、焦油含量和产物浓度对合成气发酵的影响.结果表明:玉米浆浓度为0.175g/L时利于合成气乙醇发酵.适量的焦油有利于乙醇的生成,抑制乙酸的产生.低浓度的乙醇和乙酸能促进对应产物乙酸和乙醇的生成,但随着浓度的升高,乙醇和乙酸均会严重抑制产物的生成.     

改进的柳枝稷预处理方法及乙醇发酵研究

为了提高柳枝稷中纤维素和半纤维素糖的转化率,降低水解液中抑制剂的浓度,首先,用稀酸在温和条件下对柳枝稷进行水解,然后用碱对酸水解后的固体物进行预处理,接着用纤维素酶酶解并分别对稀酸水解液和酶解液进行乙醇发酵.结果表明:纤维素转化率达到94.26%,半纤维素转化率为60.93%,稀酸水解液乙醇发酵的乙醇产率为0.441g乙醇/g糖,达到最高理论值的86.47%.酶解液乙醇发酵的乙醇产率为0.486g乙醇/g葡萄糖,达到最高理论值的95.29%.     

利用木糖产乙醇的真菌筛选及发酵条件优化

以木糖为唯一碳源,从高、中温酒曲中分离到16株能利用木糖的丝状真菌;通过发酵试验复筛,获得一株能产乙醇的丝状真菌Z7;综合形态学和ITS序列分析,初步鉴定为Aspergillus flavus。通过单因素试验确定最佳氮源和发酵温度;通过正交试验和SPSS软件分析得到了不同N、P、K成分对乙醇、残糖和菌体干重的影响,获得最佳的发酵条件为:尿素1g/L,NH_4NO_3 1g/L,K_2 HPO_4 2g/L,KCl 0.5g/L,MgSO_4·7H_2O 0.5g/L,NaNO_3 1g/L,pH自然,培养温度33℃。以玉米芯半纤维素水解液为底物进行乙醇发酵,根据稀酸水解的单糖释放量和乙醇产量,确定115℃,1h为最佳玉米芯预处理条件;添加1 g/L的吐温20能获得最大的乙醇浓度8.31 g/L。因此,Aspergillus flavusZ7能利用半纤维素水解产物产乙醇,其中木糖的利用率在80%以上。     

农作物秸秆同步糖化发酵制燃料乙醇条件研究

用农作物秸秆做原料进行同步糖化发酵制取燃料乙醇,同步糖化发酵的温度不协调以及单批次同步糖化发酵原料用量影响乙醇产量等问题始终制约着工艺的应用。文中进行了主要农作物玉米秸秆和稻草秸秆的3种预处理方式同步糖化发酵和同步糖化发酵工艺过程的补料试验研究。试验结果显示,稀酸预处理稻草粉在液固比为8∶1时,同步糖化发酵效果最好,乙醇含量为11.16 g/L,残糖浓度最低为12.07 g/L;补料方式H下乙醇浓度达到最大值10.09 g/L,此补料方式下添加吐温-80、混合菌种时的乙醇产率变化不明显。     

木质纤维素稀酸水解液乙醇发酵的新方法

为了降低木质纤维素水解液发酵抑制剂对乙醇发酵的负影响,采用混合菌种对木质纤维素稀酸水解液乙醇发酵方式进行了研究。对批式发酵、补料批式发酵和间隔补料批式发酵3种发酵方式进行了比较。实验结果表明,间隔补料批式发酵可以有效地减弱水解液中抑制因子对菌种的影响,乙醇产量明显高于其他两种发酵方式,利用酿酒酵母(Saccaromyces cerevisiae 2.535)和嗜鞣管囊酵母(Pachysolen tannophilis ATCC 32728)混合发酵,乙醇产量最终达到14.4g/L,乙醇产率(Yp/s)为0.47g/g,相当于最大理论产率的92.2%。利用酿酒酵母和重组大肠杆菌混合菌种发酵,乙醇产量达到了14.5g/L。对木质纤维素稀酸水解液采用间隔补料批式乙醇发酵方法,可进一步减少抑制剂对乙醇发酵的影响,使发酵顺利进行。     

产业化浮萍发酵生产乙醇全生命周期能效与经济性评价

文章在生命周期框架上提出满足物料、能量守恒的工艺建模和动态模拟方法,以此评价浮萍发酵生产乙醇技术的产业化应用前景。通过采集筛选高淀粉株,测定其生理特征,并结合相关乙醇发酵研究,综合估算各阶段工艺反应参数。运用Superpro Designer○软件对年产规模为15万t的浮萍淀粉质乙醇发酵厂进行模拟核算后表明:单位浮萍干重(淀粉含量约为35.7%)乙醇发酵产率为理论产率(146.7±10 mg/g)的63.74%,总能效系数为2.10,项目回收期为4.79 a。浮萍乙醇成本上略低于玉米乙醇,与木薯乙醇接近,但与其他乙醇原料相比具有明显的能效优势。