农作物秸秆同步糖化发酵制燃料乙醇条件研究-王许涛

可再生能源RenewableEnergyResources第31卷第6期2013年6月Vol.31No.6Jun.2013收稿日期：2013-03-01。基金项目：教育部新世纪优秀人才支持计划（2012）；“十二五”863计划生物和医药技术领域国家科技计划子课题（2012AA022301B）。作者简介：王许涛（1971-），男，河南平顶山人，博士，副教授，从事可再生能源转换技术研究。E-mail:dsands@163.com通讯作者：宋安东（1972-），男，河南省宜阳人，博士，教授，从事可再生能源转换技术研究。E-mail：song1666@126.com0引言乙醇是一种重要的工业原料[1]，其生产一直是以粮食为主要原料，随着人口的日益增长、耕地面积的减少和现代工业对粮食消耗的不断增加，以粮为主要原料的生产工艺开始受到挑战。利用资源量丰富的可再生生物质作原料[2]，[3]发酵生产乙醇受到了科研工作者的关注，在决定生产工艺中的关键环节糖化和发酵的方法方面进农作物秸秆同步糖化发酵制燃料乙醇条件研究王许涛1,2，谢慧2，耿涛2，王风芹2，任天宝2，宋安东2（1.河南城建学院建筑环境与能源工程系，河南平顶山467036；2.河南农业大学生命科学学院，河南郑州450002）摘要：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11.16g/L，残糖浓度最低为12.07g/L；补料方式H下乙醇浓度达到最大值10.09g/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。关键词：秸秆；预处理；同步糖化发酵；补料；乙醇中图分类号：TK6；S216.2文献标志码：A文章编号：1671-5292（2013）06-0085-05StudyonfuelethanolbysynchronoussaccharificationandfermentationfromstrawsWANGXu-tao1，2，XIEHui2，GENGTao2，WANGFeng-qin2，RENTian-bao2，SONGAn-dong2（1.Henanuniversityofconstructiondepartmentofarchitecturalenvironmentandenergyengineering，Pingdingshan467036，China；2.Henanagriculturaluniversitycollegeoflifesciences，Zhengzhou450002，China）Abstract:Usingbiomassstrawsforfuelethanolsynchronoussaccharificationandfermentation(SSF).Boththecoordinationofsaccharificationandfermentationtemperatureandtheinitialamountofrawmaterialsforsingle-batchSSFwillaffecttheethanolyield.Inthispaper,thepretreatedstrawsinthreemethodswereusedasfeedstockforSSF.Thetestresultsshowedthatthestrawpowderpretreatmentwithdiluteacidinliquid-solidratio8∶1wasthebest,theethanolcontentwas11.16g/Landthelowestresidualsugarconcentrationwas12.07g/L.WithfeedingmethodHthemaximumethanolconcentrationwas10.09g/L,whenaddingTween-80andmixedbacteriaunderthisfeedingmethod,therewasnoobviouslychange.Keywords：straws；pretreatment；SSF；feeding；ethanol·85·行了大量的试验研究[4]~[9]。利用纤维素酶和酵母边糖化边发酵生产乙醇(SSF)是热点之一，但该工艺中存在木糖的抑制和糖化与发酵的温度不协调等问题[10]，[11]。当半纤维素产生的木糖、阿拉伯糖[12]浓度达到5%时，木糖对纤维素酶的抑制率可达10%[13]。在同步糖化发