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几个主要因素对用固定麦酒酵母的甜高梁生物乙醇发酵的影响文章来源:中国新能源网 | 发布日期:2008-08-26 | 作者:陈恒 | 点击次数:
用于通过发酵的乙醇生产的原料可分为三类:糖、淀粉和纤维素物质。各种糖(来自甘蔗、甜菜、甜高果、糖蜜和水果)能直接转化为乙醇。淀粉(来自玉米、木薯、马铃薯和其他根作物)必须先用酶水解成为可发酵的糖。纤维素(来自木、农业残余物等)同样必须先用矿物酸等转化为糖。在糖生成后,来自微生物的酶容易把它们发酵成为乙醇。甜高梁是生产乙醇的一种原料,它是一种高生物质并且产糖的作物。甜高梁的秆含有可溶碳水化合物(葡萄糖和蔗糖)和不可溶碳水化合物(纤维素和半纤维素)。因此,在许多能源作物中,甜高梁是最有希望的作物中的一种,对乙醇生产尤其如此。 在生物学反应器中,固定的微生物比自由的微生物,有许多好处。固定化的微生物能更有效力。因为在连续运行中可防止微生物被冲走。因此,为了维持生物学反应器中高微生物密度的微生物分隔和/或再循环,就不再需要这样生物学工艺过程可运行得更有效率。 在发酵工艺过程中,有很多影响乙醇产出和发酵速率的因素,如发酵温度,搅动率、pH值,以及颗粒原料比率(固定化的酵母颗粒重量对发酵溶液重量的比率)。微生物固定化工艺改变了微生物的环境的、生理学的、生物形态学的特性以及催化活动。结果是自由酵母发酵同固定化酵母发酵是不同的。报告发表在《Bioresource Technology》,2008年,No.4上的一个研究,探究了甜高梁秆汁被固定化的酵母发酵生成乙醇时,主要运行变量对乙醇产出和CO2重量损失率的影响。 为了获得较高的乙醇产出和较快的乙醇发酵速率,在摇动试管进行正交实验。实验结果显示,乙醇发酵的最佳条件应是37℃的发酵温度,200rpm的搅动速率,25%的颗粒原料比率和5.0的pH值。验证实验在摇动试管和5L的生物学反应器进行。用摇动试管的验证实验显示,乙醇产出为98.0%,CO2重量损失速率为1.020g/h。用5L生物学反应器的验证实验显示,乙醇产出为93.24%,发酵时间为11小时。可以得出结论,正交实验所决定的最佳运行条件,是适合于用固定化麦酒酵母从甜高梁秆汁生产乙醇的。
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