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浅谈木质纤维素酒精的生产工艺
发布时间:2020-12-24 浏览
木质纤维素
    木质纤维素微生物发酵生产酒精的技术大致可分为直接法、间接法、同步糖化发酵法和固定化细胞发酵法。直接法是指用同一种微生物进行木质纤维素糖化水解和乙醇发酵的生产过程。直接法中常用的微生物是热纤梭菌。将改造后的重组热纤梭菌用于发酵,其酒精产量和乙酸产量可达9g/L..如果热纤维梭菌与热硫化氢梭菌协同工作,产量可以提高。采用混合菌发酵,可部分解决产率不高的问题;间接法是指首先用一种微生物对木质纤维素进行水解,然后收集酶解后的糖液,利用酵母发酵生产乙醇。
    此方法中常用木霉菌的纤维素酶对纤维素进行水解,产生的糖液经发酵后,酒精产量可达97 g/L。但是,此方法中的纤维素需要先用氢氧化钠进行预处理,因此成本较高;同时,糖化发酵指的是在同一容器内用一种微生物和一个能产生纤维素酶的酵母连续进行木质纤维素的糖化和发酵。
    该工艺过程中,纤维素水解后产生的葡萄糖可连续发酵,从而消除了高浓度的葡萄糖对木质纤维素酶活性的控制,简化了设备,缩短了生产周期,提高了生产效率。但是,在发酵过程中,木糖的控制作用,糖化与发酵温度的不协调,固定化细胞发酵技术具有细胞浓度升高,细胞可持续利用,之后发酵液酒精浓度升高等优点。
    主要探讨内容为固定化酵母和移动发酵单胞菌。常见的载体有藻酸盐,卡拉胶,多孔玻璃等。实验证明,固定化运动发酵单胞菌优于酵母菌。近年来,也有将微生物固定于气液界面进行发酵的报道,其微生物活性高于固态介质。固化法的新趋势是混合固化法进行发酵,如酵母与纤维二糖一起固化法发酵纤维二糖基质,并将其转化为酒精,这被认为是木质纤维素生产酒精的一个重要步骤。

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