Mn、Fe(Ⅱ)元素提高稻草秸稈制備燃料乙醇產(chǎn)率的研究.pdf

1、木質(zhì)纖維素原料來源廣泛、價(jià)格低廉，用其生產(chǎn)燃料乙醇具有十分廣闊的前景和巨大的潛力。針對(duì)目前纖維素乙醇生產(chǎn)的一些主要難題，本論文以稻草秸稈為原料，研究了在添加微量Mn、Fe（Ⅱ）鹽條件下制備乙醇的工藝。研究結(jié)果表明，添加金屬鹽后，能夠切實(shí)地促進(jìn)纖維素酶和發(fā)酵微生物的活性，提高乙醇制備的生化反應(yīng)強(qiáng)度從而提高了乙醇產(chǎn)率。
　　采用液化技術(shù)預(yù)處理稻草秸稈結(jié)果表明，預(yù)處理后稻草秸稈的結(jié)晶結(jié)構(gòu)被破壞，增大了原料的比表面積和孔隙度，稻草秸稈變得

2、多孔蓬松，使纖維素酶與稻草秸稈中的纖維素等成分能夠充分接觸，對(duì)后續(xù)的工藝十分有利。
　　采用正交實(shí)驗(yàn)法優(yōu)化研究了同時(shí)糖化發(fā)酵時(shí)添加不同金屬鹽適宜的工藝條件。結(jié)果表明，添加MnSO4進(jìn)行同時(shí)糖化發(fā)酵適宜的工藝條件為：接種比例（管囊酵母：釀酒酵母）1：3，接種量20％，發(fā)酵溫度32℃，MnSO4投加量8mg?g-1（底物），纖維素酶用量10U?g-1，乙醇產(chǎn)率最高可達(dá)到0.349g?g-1（稻草秸稈）；添加FeSO4·7H2O進(jìn)行同時(shí)

3、糖化發(fā)酵適宜工藝條件為：接種比例（管囊酵母：釀酒酵母）1：2，發(fā)酵溫度36℃，接種量20%，F(xiàn)eSO4·7H2O投加量4mg?g-1（底物），纖維素酶用量20U?g-1，乙醇產(chǎn)率最高可達(dá)到0.319g?g-1（稻草秸稈）。
　　單因素實(shí)驗(yàn)表明，采用同時(shí)糖化發(fā)酵法制備乙醇時(shí)，添加MnSO4主要促進(jìn)了纖維素酶和管囊酵母的活性，使發(fā)酵在較低溫度和纖維素酶用量較少的條件下提高乙醇產(chǎn)率，具有極大的經(jīng)濟(jì)可行性。添加FeSO4·7H2O對(duì)纖維素

4、酶的促進(jìn)作用較大，乙醇產(chǎn)率提高較少，此外FeSO4·7H2O投加量不應(yīng)過多，避免產(chǎn)生抑制作用并且能夠降低試劑成本。各個(gè)影響因素的動(dòng)力學(xué)特征均可用方程c=1 abt+描述。bt
　　添加Mn、Fe（Ⅱ）鹽，進(jìn)行了半同時(shí)糖化發(fā)酵制備乙醇的研究。結(jié)果表明，預(yù)水解時(shí)間為24h、糖化發(fā)酵時(shí)間為48h時(shí)乙醇產(chǎn)率最高。MnSO4在糖化發(fā)酵階段投加時(shí)效果較好，乙醇產(chǎn)率為0.381g?g-1（稻草秸稈）；FeSO4·7H2O則應(yīng)在預(yù)水解階段投加，乙