利用煙草下腳料發(fā)酵制取乙醇.pdf

1、全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和不可再生資源的稀缺性，燃料乙醇作為一種生物質(zhì)能源引起人們廣泛的關(guān)注。傳統(tǒng)的生物質(zhì)乙醇主要是利用糧食通過高溫蒸煮發(fā)酵的方法生產(chǎn)，此法消耗大量糧食和大量能源。但是在目前耕地面積同趨減少，糧食總體產(chǎn)量逐年下降，糧食價(jià)格日益上揚(yáng)的情況下，利用生物質(zhì)廢棄物發(fā)酵制取乙醇不僅能夠使廢物資源化，同時(shí)符合國家非糧乙醇和節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)政策。利用固廢發(fā)酵制取乙醇，近年來一直是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，不少學(xué)者利用不同的生物質(zhì)固廢發(fā)酵制取乙醇。本文旨在

2、探討利用煙草下腳料發(fā)酵制取乙醇，并對其不同的發(fā)酵工藝進(jìn)行探討，為其資源化提供新思路。
　　 研究煙草下腳料酸解法發(fā)酵制取乙醇，考察了硫酸濃度(20％-60％)，固液比（5％-20％），時(shí)間（20min-180min），溫度（20℃-60℃）對水解的影響。通過四因素三水平正交實(shí)驗(yàn)和單因素實(shí)驗(yàn)得出最佳的水解條件是：水解溫度為50℃，時(shí)間為100min，固液比為10％，硫酸濃度為50％時(shí)水解得率最高。煙草下腳料在最佳硫酸水解條件下，經(jīng)

3、五倍稀釋，中和pH值至5-6。取經(jīng)過濾后的水解液(FH)用釀酒酵母（Sacchharomyces cerevisiae）發(fā)酵產(chǎn)生乙醇，未過濾水解液（UFH，包括水解殘?jiān)┘尤肜w維素酶和釀酒酵母（Sacchharomyces cerevisiae）進(jìn)行發(fā)酵。經(jīng)稀釋五倍的過濾部分水解液發(fā)酵乙醇最大的乙醇濃度是1.09g/L，經(jīng)五倍稀釋未過濾水解液為1.23g/L．最大的乙醇產(chǎn)量分別為54.5g/kg（煙草）和61.5g/kg(煙草)。

4、>　　 在同步糖化發(fā)酵（即SSF發(fā)酵）制取乙醇的研究中，考察了因素發(fā)酵溫度（20℃-35℃），菌株接種量(5％-15％)，初始pH值(2.5-7.5)，搖床轉(zhuǎn)速(0，150rmp/min)對發(fā)酵產(chǎn)率的影響。結(jié)果確定了SSF發(fā)酵制取乙醇的最佳條件為：發(fā)酵溫度30℃，初始pH值為3.5，接種量為10％，搖床速度為150轉(zhuǎn)/min。以發(fā)酵時(shí)間，纖維素酶用量和固液比三個(gè)作為變量，乙醇產(chǎn)率作為響應(yīng)值，利用響應(yīng)曲面分析法(RSM)建立了酵母發(fā)酵煙

5、草下腳料關(guān)于乙醇產(chǎn)量的工藝二次數(shù)學(xué)模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模擬表明，最佳的工藝參數(shù)為：發(fā)酵時(shí)間為68h，固液比為5％和纖維素酶的量為30U/g。
　　 在固定化復(fù)合發(fā)酵的研究中，通過實(shí)驗(yàn)表明三種酵母菌共固定比單一酵母菌固定或兩兩酵母菌共固定具有優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上，利用正交試驗(yàn)探討了發(fā)酵溫度(20-35℃)，固定化小球的填充率(5-24％)，發(fā)酵時(shí)間(24-96h)和初始pH值(3.5-6.5)對乙醇產(chǎn)率的影響。結(jié)果表明固定化最佳發(fā)酵條件為