芦竹原料生产纤维素酶与发酵产乙醇的工艺研究

摘要

中国是一个经济飞速发展、具有世界上最多人口的发展中国家。如何让中国的能源来源多元化，尤其是发展生物能源和生物乙醇产业在我国经济社会发展中具有战略性意义。然而，当今的生物乙醇产业主要使用粮食作为原料，而发展粮食乙醇产业对于我国的食品安全是一个重大的威胁。这使得发展以非粮作物为原料的生物乙醇产业在我国具有尤为重要的意义。根据我国农业和食品工业的现状，利用玉米秸秆，玉米芯，大米秸秆和小麦秸秆等以纤维素为主要成分的农业废弃物作为原料生产乙醇具有广阔的前景。
　　 在以木质纤维素为原料的乙醇工业中，稀酸水解法已经被使用了超过50年。然而，由于稀酸水解法的选择性不好，副产品又多，其他的技术也在不断的发展中，其中酶解法因其产糖量高、对环境友好而备受亲睐。
　　 本论文以汽爆芦竹为原料、用斜卧青霉JUA10-1和瑞氏木霉T1-1c作为产酶菌株进行了纤维素水解产乙醇的工艺研究。通过试验不同的糖化发酵方法使乙醇的生产工艺得到了优化。实验证实，尽管同步糖化发酵法可以去除纤维二糖和葡萄糖所造成的产物抑制，但半同步糖化发酵法在低底物浓度时乙醇的产率较高。在半同步糖化发酵法中，较长的糖化时间可以得到较高的乙醇产率。我们对以斜卧青霉JUA10-1和瑞氏木霉T1-1c作为产酶菌株时的乙醇产率进行了比较，并得到了不同的趋势，这可能和不同菌株之间酶系的差异有关。同时也比较了斜卧青霉JUA10-1和瑞氏木霉T1-1c在以芦竹为底物时的纤维素酶生产，为纤维素酶的中试生产提供了工艺参数。