玉米秸稈水解液發(fā)酵制取燃料乙醇的研究

【摘要】： 發(fā)展燃料乙醇產(chǎn)業(yè)有助于解決能源緊張、減少環(huán)境污染、促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展和新農(nóng)村建設(shè)。本文綜述了生物質(zhì)水解發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的研究進(jìn)展;分析了玉米秸稈及其酸水解液的組分;對五種菌株的發(fā)酵性能進(jìn)行了比較,確定用于水解液發(fā)酵的菌種,馴化出一株耐高溫釀酒酵母,并對其進(jìn)行了抑制劑耐受性分析;最后馴化出一株能夠適應(yīng)水解液發(fā)酵的高產(chǎn)乙醇菌株。 通過對比釀酒酵母、休哈塔假絲酵母、嗜單寧管囊酵母、好食脈孢菌與間型脈胞菌等五種菌種的發(fā)酵性能,釀酒酵母種液制備時間最短(對數(shù)生長期在6～13 h),在以葡萄糖為碳源的發(fā)酵中乙醇得率最高,可用于水解液發(fā)酵。 對釀酒酵母經(jīng)過一梯度溫度的馴化,篩選出了一株可在42℃下生長良好的耐高溫菌株。通過優(yōu)化,確定發(fā)酵條件為:溫度30℃、轉(zhuǎn)速150 rpm、初始pH 5.0、接種量10 %。該耐高溫釀酒酵母不能直接用于水解液發(fā)酵,需要經(jīng)過馴化后方能使用。 通過抑制劑耐受性試驗(yàn),得知該耐高溫釀酒酵母可耐受甲酸、乙酸、糠醛的最大濃度分別為2.0 g/L、5.0 g/L、8.0 g/L;生物量得率和甲酸濃度(0～3.0 g/L)幾乎表現(xiàn)為一線性關(guān)系,且隨甲酸濃度增大而直線下降;由混合抑制劑正交試驗(yàn)知,三種抑制劑對耐高溫釀酒酵母發(fā)酵產(chǎn)乙醇的抑制性由大到小依次為甲酸、乙酸、糠醛;欲提高水解液發(fā)酵制取乙醇得率,則必須盡量降低抑制劑的含量,尤其是甲酸的含量。 通過水解液梯度馴化,篩選出一株能夠適應(yīng)水解液發(fā)酵的菌株,仍具耐高溫性,乙醇得率79 %,糖醇轉(zhuǎn)化率40 %。 【關(guān)鍵詞】：燃料乙醇 耐高溫釀酒酵母 玉米秸稈 水解
【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TQ223.122
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 引言9-16
• 1.1.1 研究背景9
• 1.1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及評述9-16
• 1.2 研究目標(biāo)和主要研究內(nèi)容16-17
• 1.2.1 關(guān)鍵問題與研究目標(biāo)16-17
• 1.2.2 主要研究內(nèi)容17
• 1.3 研究技術(shù)路線17-19
• 第二章 玉米秸稈稀硫酸水解液的制取19-25
• 2.1 試驗(yàn)原料及儀器19-20
• 2.1.1 原料及試劑19
• 2.1.2 主要儀器19-20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法20-22
• 2.2.1 玉米秸稈組成成分分析方法20-21
• 2.2.2 玉米秸稈水解21-22
• 2.2.3 玉米秸稈水解液成分分析22
• 2.3 結(jié)果與討論22-24
• 2.3.1 玉米秸稈組成成分22
• 2.3.2 玉米秸稈硫酸水解液成分22-24
• 2.4 小結(jié)24-25
• 第三章 玉米秸稈水解液發(fā)酵菌種的選擇、溫度馴化及發(fā)酵條件的優(yōu)化25-35
• 3.1 試驗(yàn)材料與研究方法25-27
• 3.1.1 試驗(yàn)材料25-26
• 3.1.2 試驗(yàn)方法26-27
• 3.2 結(jié)果與分析27-34
• 3.2.1 乙醇的分析方法27-28
• 3.2.2 發(fā)酵菌種的選擇28-31
• 3.2.3 耐高溫釀酒酵母的篩選31
• 3.2.4 耐高溫釀酒酵母發(fā)酵條件的優(yōu)化31-34
• 3.2.5 水解液發(fā)酵探索性試驗(yàn)結(jié)果34
• 3.3 小結(jié)34-35
• 第四章 玉米秸稈酸水解副產(chǎn)物對糖液酵母發(fā)酵轉(zhuǎn)化的影響35-49
• 4.1 試驗(yàn)材料與研究方法35-36
• 4.1.1 試驗(yàn)材料35
• 4.1.2 試驗(yàn)方法35-36
• 4.2 結(jié)果與分析36-48
• 4.2.1 葡萄糖及酵母生物量的分析方法36-38
• 4.2.2 抑制劑對耐高溫釀酒酵母發(fā)酵的影響38-48
• 4.3 小結(jié)48-49
• 第五章 耐高溫釀酒酵母的馴化49-52
• 5.1 試驗(yàn)材料與方法49-50
• 5.1.1 試驗(yàn)材料49-50
• 5.1.2 試驗(yàn)方法50
• 5.2 結(jié)果與分析50-51
• 5.3 小結(jié)51-52
• 第六章 結(jié)論與討論52-54
• 6.1 結(jié)論52-53
• 6.2 討論53
• 6.3 展望53-54
• 參考文獻(xiàn)54-59
• 附錄59-61
• 在讀期間的學(xué)術(shù)研究61-62
• 致謝62

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