玉米秸秆生产燃料乙醇的发酵工艺

吉林蔬菜专家论坛展示新形象创新发展玉米秸秆生产燃料乙醇的发酵工艺叶飞杨祥波王欢徐亚维薛健张欣(吉林农业科技学院生物工程学院吉林市132101)摘要:以玉米秸秆为原材料生产燃料乙醇具有很广阔的发展前景,本文详鈿论述了发酵过程中玉米秸秆的预处理方法,另针对发酵方法进行了详鈿的说明,以便为研究玉米秸秆生产燃料乙醇的新工艺提供理论基础。关键词:发酵工艺秸秆处理燃料乙醇玉米以秸秆为原料生产燃料乙醇,是开发新型生物质能源的发展分钟高温髙压,造成木质素的软化,然后迅速使原料减压,造成纤方向,也是解决农业废弃物对环境污染问题的突破口。吉林省是维素晶体和纤维束的爆裂,使木质素和纤维素分离。在我国,可采玉米种植大省,有着大量的秸秆原材料,如果玉米秸秆的生物质用赖文衡教授硏究的间歇蒸汽爆破器对秸秆进行爆破处理。经这能得到利用,对于吉林省玉米产业的发展具有重要的经济价值和种爆破器爆破的玉米秸秆,纤维素水解转化率可达70%以上。蒸社会意义。另外以玉米秸秆为原料发酵生产燃料乙醇,这也是与汽爆破法的设备包括一个蒸汽发生器,一个恒压反应器,一个接吉林省燃料乙醇产业的很好对接,避免了单纯用粮食发酵乙醇面收器和一个冷凝器。反应器罐体是绝缘的,以便使温度保持恒定。临的粮食紧缺问题,同时解决原始燃烧玉米秸秆对环境的污染。把玉米秸秆放入反应器中,利用蒸汽对玉米秸秆进行加热,加热1发酵工艺原理后把反应器底部阀门打开,使反应器压力迅速降到大气压水平由于玉米秸秆的相当部分由半纤维素构成,其水解产物是以固体及液体产物被收集到收集器底部的旋风分离器,气体产物通木糖为主的五碳糖,还有相当量的阿拉伯糖生成(可占五碳糖的过收集器顶部进人冷凝器。经这种爆破器爆破的玉米秸秆,纤维10%-20%),故五碳糖的发酵效率是决定过程经济性的重要因素。素水解转化率(ECC)可达70%以上,而且这种技术对环境影响轻木糖的存在对纤维素酶水解起抑制作用,将木糖及时转化为酒精微汽爆废汽中含有少量糠醛可回收对玉米秸秆的高效率酒精发酵是非常重要的。目前人们研究最多23湿氧化法且最有工业应用前景的木糖发酵生产乙醇,所涉及到的微生物有湿氧化法是20世纪80年代初提出来的,在加温加压条件下3种酵母菌种,即管囊酵母、树干毕赤酵母和体哈塔假丝酵母。水和氧气共同参加反应。和其他处理方法相比较,湿氧化法在对2玉米秸秆预处理玉米秸秆处理上是非常有效的,纤维素遇碱,只引起纤维素膨胀玉米秸秆化学结构复杂,纤维素、半纤维素不但被木质素包形成碱化纤维素,但能保持原来骨架。加入NaCO,后起缓和作裹,而且半纤维素部分共价和木质素结合,纤维素具有高度有序用,防止纤维素破坏,使木质素和半纤维素溶解于碱液中,而与纤晶体结构,因此必须经过预处理,使纤维素、半纤维素、木质素分维素分离,这样得到的纤维素纯度较高,并且像糠醛这样的副产离开,切断它们的氢键,破坏晶体结构,降低聚合度。物非常少。2.1酸处理法3发酵方法酸处理法处理纤维质原料历史很悠久,可追溯到1980年而3.1直接发酵法在德国可能更早。首先将捆状或碎片状的原料粉碎成微小颗粒后直接发酵法是基于纤维分解细菌直接发酵纤维素生产乙醇送到预处理反应器中,高压蒸汽和硫酸对原料进行处理,蒸汽温不需要经过酸水解或酶水解前处理过程。一般利用混合菌直接发度在200-250℃,硫酸浓度为0.5%-1%。原料在这种环境下维持酵,例如热纤梭菌( e lostridium thermoce Uum能分解纤维素,但乙时间少于1分钟,然后快速释放压力。在主要成分中,半纤维素是醇产率较低(50%);热硫化氢梭菌Col- stridium thermohyd)不能利第一个参与反应的木聚糖部分解聚和溶解,然后水解成木糖,外用纤维素但乙醇产率相当高,如果进行混合发酵,产率可达70%。源硫酸的存在对于木糖单体的形成尤为重要,若缺乏外源酸,就吕福英介绍了热纤梭菌的生理生化特性及发酵生产的研究进展会形成木糖低聚物。更进一步,酸的增加可提高工艺的一致性,因并对热纤梭菌发酵生产乙醇的因素以及乙醇等发酵产物对热纤为天然酸水平变化范围相当大,若预处理更进一步进行,木糖会梭菌的抑制作用作了概述。但热纤梭菌产生乙醇也存在以下问脱水产生糠醛,糠醛是不需要的。木糖脱水形成糠醛,只有少量的题:发酵不完全、发酵速度慢、终产物乙醇和有机酸对细胞有相当纤维素发生水解反应生成葡萄糖,而木质素经历了解聚作用,在大的毒性,需要进一步改进水或酸中维持不溶解状态。3.2间接发酵法2.2蒸汽爆破法间接发酵是日前研究最多的一种方法。使用纤维素酶水解纤蒸汽爆破法是用蒸汽将原料加热至200-240℃,维持30s,20维素,收集酶解后的糖液作为酵母发酵的碳源先用纤维素酶水解纤维素,酶解后的糖液作为发酵碳源。但是受末端产物抑制,低细作者简介胞浓度以及底物基中国煤化工此可采取的方法叶飞,新疆塔城人,硕士,副教授,从事生物工程方面教学与研究。有:减压发酵法基金项目:吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目(吉教科合字[2012第319HCNMHG法,还可以通过号);吉林农业科技学院校内科学技术研究项目(吉农院合字[2011第228号筛选在高糖浓度下咼穗旳微生物突变菌株来克服只有合作,才会成功。吉林蔬菜杂志,圆您致富之梦!·39蔬菜科技服务新农村致富百姓专家论坛基质抑制。发酵,如酵母与纤维二糖酶一起固定化。将纤维二糖基质转化成3.3同步糖化发酵法(SSF法)乙醇,被看作是玉米秸秆生产乙醇的重要方法。SF这种方法的原理和间接发酵法相同,是为了克服反馈抑4问题与展望制作用,由 Gauss等提出的在同一反应器中糖化和发酵同步进利用玉米秸秆生产燃料乙醇是生物质产品商业化的重要目行。先用纤维素酶水解纤维素,酶解后的糖液作为发酵碳源。由于标,燃料乙醇是一种巨大的再生能源,以玉米秸秆为原料生产燃乙醇产量受以下限制:末端产物抑制,低细胞浓度以及底物基质料乙醇具有其他淀粉质原料不可比拟的优势。因此,利用玉米秸抑制。为了克服反馈抑制作用,Gaus等1976年提出在同一个反秆生产乙醇是利用再生资源解决液体燃料的一个国际性大问题,应罐中进行纤维索水解(糖化)和乙醇发酵的同步糖化发酵法不少国家在多年以前就开展此项工作,目前还没有实现大规模工l13-1sl。这样纤维素酶对纤维素的酶水解和发酵糖化过程在同业化生产;而且到目前为止,还没有一种经济、高效的预处理技术装置内连续进行,水解产物葡萄糖由菌体的不断发酵而被利可应用于玉米秸秆的预处理上。因此,今后应开发预处理新技术用,消除了葡萄糖因基质浓度对纤维素酶的反馈抑制作用。在工培育价廉高活力的新型纤维素酶及五碳糖六碳糖同步发酵的新艺上采用一步发酵法,简化了设备,节约了总生产时间,提高了生菌种,研发出流程短、效率高、能耗低的玉米秸秆生产乙醇新工产效率。但也存在一些抑制因素,如木糖的抑制作用,糖化和发酵艺,从而降低乙醇生产成本。温度不协调。张继泉在这方面进行了大量的实验研究,并取得了参考文献定的进展。冯丽敏.玉米秸秆制取燃料乙醇的研究进展,农业科技与装备,201034固定化细胞发酵(1):44-45固定化细胞发酵能使发酵罐内细胞浓度提高,细胞可连续使21张迪,丁长河,李里特等玉米秸秆生产燃料乙醇技术酸酒,206用,使最终发酵液酒精浓度得以提高。常用的固定化载体有海藻(3汤斌陈中碧,张庆庆,等玉米秸秆发酵燃料乙醇预处理条件的优酸钠、卡拉胶、多孔玻璃等。固定化细胞的新动向是混合固定细胞化,食品与发酵工艺,2008(6:36-38家居饰品的种类繁多,而最雅致、最有生活气息的,要属绿叶鲜花了。为方便消费者选配花卉,记者采访了设计师杨桦,杨桦就目前花卉市场的特点,推荐了几种适合家居摆放的花卉,涵盖了适合不同消费人适合家居摆放的花卉群的高、中、低档,并不失时尚较多,今年的价格比往年略低一些。蝴蝶兰的株高一般在70厘米左右较大,株高在13米左右适宜摆放在面积较大的空间。通常放在花架花期在两个多月。现在蝴蝶兰的颜色越来越多,除常见的红、粉、紫、白外,还有橙色的、带斑点的。如果花器合适,单株蝴蝶兰就有独特的格上,显得大方,温馨。大花惠兰抗寒性能好,易养护,正常浇水即可。花期调,但一般不同级别的蝴蝶兰穿插组合成不同花型,3株、5株、7株、12较长,一般在二、三个月,但花败后,一般不易再养出花来彩色马蹄莲:彩色马蹄莲是现在石家庄花卉市场上的花卉新品,但株均可,适合放在花架上。蝴蝶兰按花量的多少分A、B、C级,一般一株数量较少,新颖、高档,是送礼的佳品。一般的马蹄莲以白色居多,彩色有7朵以上的为A级,5朵以上的为B级,3朵以上的为C级,级别越莲是因为嫁接了其他花卉的基因,从而培育出了各种颜色。棵型较高价格越高。一般来说,花量大、花瓣挺拔、花茎较直、叶片有肉质手感小,株高在40厘米左右,适合放在桌子、茶几、角柜上,作为家具的点且较亮的属上品凤梨科花卉:凤梨科花卉的品种较多,不同品种的花型差别很大,缀。花期在一个月左右,一般三、四天浇一次水,并要一次浇透,叶片上例如丹尼斯红星、粉星、松果、米头、莺歌、红箭等很多品种,价格差别可以喷水,平时可以用水或啤酒擦拭叶片,亮亮的叶片更能衬托出彩色莲花瓣的高贵。花瓣的颜色一般有渐变的效果,叶型美观且多种多也大,上品的松果,单株也得六七百元,而一般的丹尼斯、红星等可能七样,并带着一些小斑点,花败后可以观叶八十元一棵。单株或组合的凤梨科花卉都能显示其大方、高贵的气质仙客来:仙客来属大众类花卉,品种多,不同品种的价格差别也大。如果送礼一般是3、4.5株组合在一起,单株就不太显档次。风梨科花卉石家庄是仙客来的一个生产基地,市场上的数量较多,相比其他城市,-般宜配花架放在客厅中,能营造节日喜庆的氛围石家庄的价格比较划算一些。粉色的、紫色的、红色带白边的等等应有水培花卉:与盆载花卉相比,水培花卉的观赏性较高,既可观花、观根,又可观根、养鱼,有花鱼共生的情趣,放在茶几或餐桌上,特别能为仙客来一簇一簇地集中在一起周围围绕着旺盛的叶子,摆在家里的茶节日家居添彩。水培花卉棵型较大的有滴水观音百鸟朝风等,中型的或桌子上,非常适合节日的喜庆氛围。仙客来的养护简单,适合北方有龙血树、春羽等,小型的品种较多,有白掌、火鹤、粉掌、合果芋、龟背的气候,既可观花又可观叶,价廉物美竹等。杜鹃:杜鹃又叫映山红,也是大众类的花卉。杜鹃的开花量特别大(江海媛平湖市臻尚园林绿化有限公司大连分公司单花的花期并不长,但整株的持续花期长,一批一批的,这边快败了,那(王文军长春经济技术开发区风景园林有限责任公司)边已开了,能持续开放两个月左右。杜鹃本身的株高并不太高,市场上到的高大杜鹃都是嫁接出来的,而且可以把许多颜色的杜鹃花芽嫁接到同一棵砧木上,从而开出五颜六色的花来。石家庄市场上的杜鹃有东的和福建的两种,山东过来的杜鹏叶子较密棵型较膨胀:福建过来的杜鹃棵型较简洁、瘦弱一些。株型较高的杜鹃适合放在电视两側较矮的适合许多盆一起放在木槽里,郁郁葱葱的,有回归自然的风光煤化工社鹃的养护主要注意喷水时不要把水喷到花上,否则花易腐烂。蝴蝶兰:蝴蝶兰是近几年一直流行的比较高档的花卉,认可的人也YHCN M·40·岁月花开花落,蔬菜科技带你走向致富之路!