纖維素類(lèi)物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的研究進(jìn)展

酸酒科技2007年第4期(總第154期) LIQUOR- MAKING SCIENCE& TECHNOLOGY200No4(Tol.154)纖維素類(lèi)物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的研究進(jìn)展武冬梅,李冀新,孫新紀(新疆農墾科學(xué)院新疆石河子832000)摘要:隨著(zhù)全球性能源危機、糧食危機和環(huán)境危機的到來(lái),利用可再生的纖維素類(lèi)物質(zhì)生產(chǎn)燃料乙醇已引起世界各國的高度重視。將纖維素生物質(zhì)轉化為燃料酒精,可以降低傳統以糧食為原料的酒精發(fā)酵工業(yè)的成本,充分利用可再生資源。綜述了纖維素類(lèi)物質(zhì)轉化為酒精等方面的研究進(jìn)展,并重點(diǎn)闡述了纖維素發(fā)酵制燃料乙醇的預處理、糖化、發(fā)酵工藝。關(guān)鍵詞:燃料乙醇;纖維素;發(fā)酵中圖分類(lèi)號:TS2622;TS2612;TS2614文獻標識碼:A文章編號:1001-9286(2007)04-0116-05Research Advance in Fuel Ethanol Production by CelluloseWU Dong-mei, LI Ji-xin and SUN Xin-ji(Xinjiang Academy of Agriculture and Reclaimation Science, Shihezi, Xinjiang 832000,ChinaAbstract: With the forthcoming global energy crisis, food crisis and environmental crisis, the production of fuel ethanol byrenewable resource such as cellulose has brought about worldwide attention. Cellulose, instead of traditional grains, wasused in fuel ethanol production, which could reduce production cost. And such plentiful renewable resource should be ful-ly utilized. In this paper, the research advance in such field was introduced especially the pretreatment, the saccharificationd the fermentation techniquesKey words: fuel ethanol; cellulose fermentationfuel20世紀70年代的石油危機激起了對生物燃料代80%。我國的纖維素原料非常豐富僅農作物秸稈、替石油的研究,美國和巴西用玉米和甘蔗生產(chǎn)燃料乙醇皮殼一項,每年產(chǎn)量就達7億多噸,其中玉米秸35%)、獲得成功;到世紀交替之際,隨著(zhù)化石能源的漸趨枯竭,小麥秸(21‰)和稻草(19%是我國的三大秸稈資源,林以及減排溫室氣體保護環(huán)境的需要,發(fā)展生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)副產(chǎn)品、城市垃圾和工業(yè)廢物數量也很可觀(guān)。纖維素業(yè)成為各國的重要發(fā)展戰略已成為解決能源安全的必類(lèi)資源具有來(lái)源豐富、品種多、再生時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。與利然選擇。在巴西和美國之后,歐盟、日本、加拿大、印度等用玉米等農作物提取乙醇的傳統方法相比,纖維乙醇燃國也爭先恐后地投人到這場(chǎng)國際競賽。料則是以稻草和木屑等纖維類(lèi)物質(zhì)為原料,在燃燒時(shí)產(chǎn)糧食是人類(lèi)賴(lài)以生存的重要戰略資源,面對世界和生的能量要大大高于生產(chǎn)時(shí)耗費的能量。據悉,纖維乙我國人口的急劇膨脹和總體上的糧食短缺,用糧食生產(chǎn)醇燃料燃燒時(shí)排放的溫室氣體不僅比汽油減少90%,乙醇的發(fā)展規模必將受到限制。我國相關(guān)政策規定,目而且遠低于谷物類(lèi)乙醇燃料。因此,以纖維素降解發(fā)酵前作為絕對主流的糧食生產(chǎn)燃料乙醇產(chǎn)量,在2020年生產(chǎn)乙醇是一個(gè)具有巨大潛力的新領(lǐng)域叫。之前被限制在150萬(wàn)千升以下,只占到那時(shí)燃料乙醇規從發(fā)展的眼光看,只有以纖維作為燃料乙醇生產(chǎn)的劃總產(chǎn)量的很少一部分。近年來(lái)以農作物秸稈為代表的原料,依靠生物技術(shù)基因技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展,通過(guò)各類(lèi)纖維類(lèi)生物質(zhì)生產(chǎn)燃料乙醇技術(shù),被專(zhuān)家們認為是篩選種植高能、高產(chǎn)生物資源,利用我國大量的農業(yè)廢未來(lái)解決燃料乙醇原料成本高、原料有限的根本出路,棄資源和工業(yè)廢棄物資源,完成由糧食生產(chǎn)燃料乙醇并被認為具有良好的發(fā)展前景。纖維素生產(chǎn)燃料乙醇的轉變,實(shí)現利用纖維質(zhì)生產(chǎn)酒精纖維素是地球上資源量最豐富的可再生資源,每年技術(shù)中國煤化工上滿(mǎn)足未來(lái)人類(lèi)對液體僅陸生植物就可以產(chǎn)生纖維素約500億噸;纖維素資源能源HCNMHG還是最主要的生物質(zhì)資源,它占地球生物總量的60%收稿日期:2007-01-26作者簡(jiǎn)介:武冬梅,女,碩士研究生,助理研究員,主要從事生物質(zhì)能源的研究。116武冬梅,李冀新,孫新紀·纖維素類(lèi)物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的研究進(jìn)展1國外纖維素類(lèi)物質(zhì)研發(fā)燃料乙醇概況規劃》專(zhuān)門(mén)對代表燃料乙醇發(fā)展方向的纖維素燃料乙醇美國在利用纖維素、半纖維素生產(chǎn)燃料乙醇方面的技術(shù)做出規劃,“十一五”期間要投入幾十個(gè)億財政資金開(kāi)發(fā)研究較早、較快,已形成由能源部、農業(yè)部和環(huán)保局扶持纖維素乙醇工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展,并在稅費方面實(shí)行共同負責并由相關(guān)企業(yè)和研究所承擔有關(guān)研究項目的減免。研發(fā)體系。美國政府曾規劃在2001~2003年期間利用2006年9月,河南天冠年產(chǎn)3000t的纖維乙醇項纖維素物質(zhì)為原料建設6個(gè)燃料乙醇工廠(chǎng),但由于纖維目在河南鎮平縣奠基,天冠稱(chēng)這是國內首條千噸級纖維素制乙醇的工業(yè)規模技術(shù)一直未達到成熟有關(guān)纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化試驗生產(chǎn)線(xiàn)。幾乎同時(shí),山東澤生生物科技發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的工藝研發(fā)有所停頓公司宣布他們首創(chuàng )秸稈無(wú)污染爆破技術(shù),并在固態(tài)菌種美國能源部199年提出計劃,到2015年把燃料乙發(fā)酵方面做出突破將建成年產(chǎn)3000的纖維素乙醇示醇的成本降低36%并擬定了開(kāi)發(fā)方向:研發(fā)轉基因技范工程。2006年10月,上海天之冠可再生能源有限公術(shù),使產(chǎn)纖維素酶酵母的活性比現有水平提高10倍以司與華東理工大學(xué)也合作完成纖維素生產(chǎn)燃料乙醇的上;完善同步糖化發(fā)酵法(SSF)和并行糖化共發(fā)酵法(SS中試,并嘗試建造年產(chǎn)5000t的生產(chǎn)線(xiàn)。CF,即糖化和五碳糖、六碳糖共發(fā)酵)的技術(shù);選育纖維國內的清華大學(xué)、山東大學(xué)、浙江大學(xué)、武漢大學(xué)素直接發(fā)酵菌種,用以開(kāi)發(fā)直接發(fā)酵法DMC。美國南京大學(xué)以及林業(yè)部下屬部門(mén)等多家科研單位與企業(yè)極力宣傳乙醇燃料的優(yōu)點(diǎn)鼓勵利用鋸末、草類(lèi)和廢棄結成合作伙伴,研究纖維素乙醇的工業(yè)化生產(chǎn)。枝葉等農業(yè)廢物提取纖維乙醇燃料的技術(shù)研發(fā),希望在國外研究機構也看好了中國的豐富秸稈資源,也非6年內纖維乙醇實(shí)現商業(yè)化。美國能源部宣布將安排常想成為合作伙伴25億美元用于研究開(kāi)發(fā)纖維素乙醇技術(shù)2006年9月的一次生物質(zhì)能源論壇上,國家發(fā)改日本政府積極促進(jìn)纖維素制乙醇技術(shù)的發(fā)展,建立委工業(yè)司司長(cháng)劉鐵南公布了燃料乙醇國家準入七大原了較完善的與纖維素燃料乙醇相關(guān)的研發(fā)體系,對生產(chǎn)則,其中之一就是“因地制宜,非糧為主”,還有相關(guān)政策過(guò)程中的一些關(guān)鍵性的尚不夠成熟的工藝組織了專(zhuān)門(mén)規定,目前作為絕對主流的糧食生產(chǎn)燃料乙醇產(chǎn)量,在的研究機構進(jìn)行專(zhuān)題研究。主要包括纖維素的前處理、2020年之前被限制在150萬(wàn)千升以下,只占到那時(shí)燃糖化和發(fā)酵技術(shù)開(kāi)發(fā)、纖維素酶育種、乙醇膜脫水技術(shù)料乙醇規劃總產(chǎn)量的很小一部分。這足以表明,代表未發(fā)酵液中乙醇的膜分離等技術(shù)的開(kāi)發(fā)。目前日本已經(jīng)來(lái)燃料乙醇發(fā)展方向的纖維素乙醇技術(shù)已進(jìn)入空前競完成了從720kg蔗渣中制取200L酒精的中試。爭的狀態(tài)。巴西從20世紀80年代開(kāi)發(fā)的用甘蔗渣生產(chǎn)酒精3纖維素類(lèi)物質(zhì)預處理工藝的技術(shù)居世界領(lǐng)先地位,并已在多個(gè)國家注冊了專(zhuān)利。纖維類(lèi)物質(zhì)包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。纖維巴西 Dedini S/ A Indu strias de base基礎工業(yè)公司對被素是一種以很多的葡萄糖單體以β-1,4糖苷鍵連接的稱(chēng)為Dedn快速水解法的先進(jìn)技術(shù)擁有專(zhuān)有權直鏈多糖,多個(gè)分子平行緊密排列成絲狀不溶性微小纖世界其他國家和地區也看中纖維乙醇燃料的巨大維,其基本組成單位是纖維二糖是多組分物料口。纖維潛力。早在2004年,艾歐基公司就生產(chǎn)出加拿大首罐商素常常與半纖維素和木質(zhì)素等物質(zhì)以嵌入的形式存在,用纖維乙醇燃料,并添加到加拿大石油公司加油站的汽其油中公開(kāi)銷(xiāo)售。艾歐基公司還打算在200年之前與殼的影響很小。預處理的主要目的是通過(guò)破壞木質(zhì)素和牌公司合資興建一家纖維乙醇燃料工廠(chǎng)。半纖維素,來(lái)降低纖維素的結晶性,增加其多孔性,這樣瑞典提出,2020年之后利用纖維素生產(chǎn)的燃料乙才能使酶制劑與纖維素充分接觸,完成酶促反應。目前醇全部替代石油燃料,徹底擺脫對石油的依賴(lài)。所用的纖維素原料的預處理方法主要有物理法、化學(xué)2國內纖維素研發(fā)燃料乙醇概況法、物理化學(xué)結合法、生物法。中國科學(xué)院早在1980年就在廣州召開(kāi)了“全國纖物理法維素化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì )議”,把開(kāi)發(fā)利用纖維素資源作為動(dòng)力311機械研磨法燃料提上了議事日程。粗通討扭碎蚧碎、碾磨等物理方法我國在“十五"規劃中制定了發(fā)展燃料乙醇的規劃,降低中國煤化工后原料顆粒的大小通規劃中分三步走,其中的第三步就是利用植物秸稈稻常CNMHG顆粒的大小通常為殼等纖維素生產(chǎn)燃料乙醇,并全面推廣。02~2mm。有研究表明,通過(guò)振蕩球磨的方法處理《變性燃料乙醇及車(chē)用乙醇汽油“十一五”發(fā)展專(zhuān)項云杉和白楊能夠有效打破纖維的結晶性并能提高纖維117釀酒科技2007年第4期(總第154期) LIQUOR-MAKING SCIENCE& TECHNOLOGY2007No4(Iol.154)的消化率。機械研磨法所消耗的能量隨顆粒大小和原料3.31蒸汽爆破法的特點(diǎn)而各不相同。其缺陷是能耗較高蒸汽爆破法是由 W.H Mason于1927年提出來(lái)312高溫分解法的,是最常用的預處理纖維素的方法。蒸汽爆破是將片纖維素原料加熱到300℃以上時(shí),纖維素迅速被分狀原料置于高溫、高壓一段時(shí)間后,立即降至常溫、常解為氣體和殘留的固體。當溫度較低的時(shí)候,分解速度壓,使原料進(jìn)行爆炸性分解。蒸汽爆破的初始溫度一般會(huì )減慢,除此之外還會(huì )產(chǎn)生一些不穩定的副產(chǎn)品在熱為160~180℃,相對壓力為069~483MPa,在蒸汽爆分解的過(guò)程中增加氧能夠加快反應進(jìn)程,而以氯化鋅和破過(guò)程中,高壓蒸汽滲入纖維內部,以氣流的方式從封碳酸鈉作為催化劑,則可以在較低的溫度下得到純的纖閉的孔隙中釋放出來(lái),使纖維發(fā)生一定的機械斷裂,同維素。時(shí)高溫、高壓加劇纖維素內部氫鍵的破壞,游離出新的32化學(xué)法羥基,增加了纖維素的吸附能力。經(jīng)蒸汽爆破后,木質(zhì)素321臭氧法與纖維素分離,使得纖維素酶水解的接觸面增大。影響臭氧也常被用來(lái)降解如麥秸、甜菜渣等纖維素類(lèi)物爆破效果的因素有停留時(shí)間、溫度、原料大小和水分含質(zhì)中的木質(zhì)素和半纖維素。此法的優(yōu)點(diǎn)是:可高效去除量,其中,預處理時(shí)間和溫度是影響蒸汽爆破的主要因木質(zhì)素;不產(chǎn)生對進(jìn)一步反應起抑制作用的物質(zhì);反應素。低溫、長(cháng)時(shí)間停留(190℃,10min)或高溫、短時(shí)間停在常溫常壓下進(jìn)行。缺點(diǎn)是需要臭氧量比較大,整個(gè)過(guò)留(270℃,1min)都可以?xún)?yōu)化半纖維素的水解性。汽爆程成本較高。預處理比機械粉碎需要的能量低,并且沒(méi)有額外的費322酸處理法用。但汽爆法也存在一些缺陷,如有可能積累對微生物濃酸如硫酸和鹽酸可用來(lái)處理纖維素,這些酸能溶生長(cháng)起抑制作用的物質(zhì)。解木質(zhì)素和半纖維素。目前利用稀酸處理纖維素的技術(shù)目前,中科院已開(kāi)發(fā)出了無(wú)污染低壓爆破新技術(shù)已經(jīng)很完善被認為是較成熟而又有效的方法。用稀酸從根本上解決了汽爆的污染問(wèn)題,并大幅度降低了生處理后的纖維素的平均聚合度下降,達到較高的反應速成本,開(kāi)創(chuàng )了纖維素類(lèi)物質(zhì)全利用的新局面。率,有效地提高纖維素的水解率囚,同時(shí)半纖維素也能被3.32氨水處理(氨纖維爆破)水解為單糖進(jìn)入水解液。稀酸水解法不需要嚴格的反應氨解是另一種除去木質(zhì)素的預處理方法,通過(guò)氨解條件,而且可以提髙木聚糖轉化為木糖的轉化率,這對可以使纖維素的晶型與結晶度發(fā)生變化,聚合度降低,提高整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)濟性來(lái)說(shuō)是非常重要的。稀酸預可及度增加,從而提高纖維素原料水解效率。半纖維素處理有高溫連續反應和低溫間歇反應2種基本類(lèi)型。稀的回收率隨氨濃度的增加而增大,木質(zhì)素的脫除率也隨酸預處理的缺陷是去除木質(zhì)素效果較差,處理后一部分之上升,但纖維素基本上沒(méi)有損失。氨水處理的優(yōu)點(diǎn)是糖轉化為有毒的脫氫化合物,對微生物產(chǎn)生不同程度的條件較為溫和,試劑易于回收利用,對纖維素和半纖維毒性;另一方面稀酸處理的費用要比許多物理化學(xué)預處素的破壞較小,不會(huì )產(chǎn)生對后續發(fā)酵不利的副產(chǎn)物凹。缺理方法高、能耗大、對環(huán)境污染嚴重。點(diǎn)是生產(chǎn)成本相對較高。323堿處理法333CO2爆破氫氧化鈉可以裂解木質(zhì)素,溶解部分半纖維素,纖CO2爆破也被用于纖維素的預處理。研究者認為在維素則由于水化作用而發(fā)生膨脹。氫氧化鈉的濃度、反汽爆過(guò)程中加入CO2可以有效促進(jìn)酶水解。Dale和應溫度、氫氧化鈉的洗脫方法及原料中木質(zhì)素含量對預 Moreira用該法處理苜蓿(4 kg CO/kg纖維,壓力為處理的效果有一定的影響。56MPa),在經(jīng)過(guò)24h的酶解后得到了75%的葡萄324氧化脫木質(zhì)素糖。這個(gè)量要相對低于蒸汽爆破和氨水處理,但另外的氧化處理是另外一種有效的脫去纖維素中木質(zhì)素研究發(fā)現叫,CO2爆破不僅成本較低,而且不會(huì )像蒸汽爆的方法,主要是用過(guò)氧化氫進(jìn)行氧化脫木質(zhì)素的反應,破那樣產(chǎn)生抑制產(chǎn)物。從而達到破壞天然植物纖維的物理結構的目的34生物法325有機溶劑處理在生物法處理纖維素原料過(guò)程中,常用于降解纖維常用于纖維素原料預處理的有機溶劑包括甲醇、乙素和中國煤化工菌、褐腐菌、軟腐菌等真醇、丙酮等,這些有機溶劑的使用能夠破壞內部的木質(zhì)菌。白腐菌和軟腐菌作用于素和半纖維素之間的連接鍵。有機溶劑處理可以降低成纖維CNMHG木質(zhì)纖維素的最有效的本,但容易造成環(huán)境污染擔子菌類(lèi)。生物法處理纖維素具有能耗低、無(wú)污染、條件33物理與化學(xué)結合法溫和等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)又具有周期長(cháng)、菌體會(huì )利用部分纖118武冬梅,李冀新,孫新紀·纖維素類(lèi)物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的研究進(jìn)展維素與半纖維素,使植物纖維素的水解得率降低等不解液中的混合物。足54同步糖化發(fā)酵法(SSF法)4纖維素原料的糖化工藝同步糖化發(fā)酵法開(kāi)創(chuàng )于20世紀70年代,該工藝將纖維素酶解和乙醇發(fā)酵在同一個(gè)反應器中進(jìn)行,由于纖4.1酸法糖化維素酶解產(chǎn)生的葡萄糖立即為酵母所利用,所以纖維二酸法糖化是最古老的方法,至今已有近100年的歷糖和葡萄糖的濃度很低解除了纖維二糖和葡萄糖對纖史。目前常用的有稀酸水解濃酸水解。酸水解的糖轉化維素酶的抑制作用,提高了酶解效率簡(jiǎn)化了反應設備,率取決于酸的濃度和濾液的加熱時(shí)間。稀酸水解需要有降低污染的可能性節約了總生產(chǎn)時(shí)間,提高了生產(chǎn)效較高的溫度和壓力,酸的濃度大概為2%~5%纖維素率。同步糖化發(fā)酵法也存在一些抑制因素,如纖維素酶生成葡萄糖的產(chǎn)率較低,因而乙醇的產(chǎn)率也較低。濃酸酶解與乙醇發(fā)酵溫度不協(xié)調。10%-30%水解所需的溫度和壓力稍低,但較長(cháng)的反中國科學(xué)院過(guò)程工程研究所生化工程國家重點(diǎn)實(shí)應停留時(shí)間,可以達到較高的乙醇產(chǎn)率。驗室針對同步糖化發(fā)酵法存在的主要問(wèn)題研究發(fā)明了4.2酶法糖化纖維素生物轉化制備乙醇的分散、耦合、并行系統。在這有很多種酶可以催化纖維素水解生成葡萄糖但以一系統中,糖化、發(fā)酵和乙醇的分離分別單獨進(jìn)行。在糖1956年發(fā)現的 Trichoderma真菌菌種分泌的纖維素酶效化部分,酶解可以在較高溫度下進(jìn)行,酶解液經(jīng)過(guò)核孔果最佳,它是多種酶的混合物。包括葡聚糖內切酬(ED)、膜把酶和酶解液分離開(kāi),纖維素酶返回糖化部分繼續酶β-葡萄糖苷酶(GL纖維二糖水解酶(CHB),這3種酶解,糖液進(jìn)入發(fā)酵段進(jìn)行乙醇發(fā)酵,這樣既解決了酶解協(xié)同作用,共同催化纖維素水解。ED先在纖維素分子內溫度和發(fā)酵溫度不一致的問(wèn)題,又解除了糖對酶解的抑部打開(kāi)缺口,形成大量非還原性末端然后由CBH作用制作用。同樣,在發(fā)酵部分,發(fā)酵液依靠膜使酵母細胞和于非還原性末端形成纖維二糖,最后由L將纖維二糖發(fā)酵液分離,酵母細胞返回發(fā)酵段繼續發(fā)酵,分離得到水解為葡萄糖。這些酶對結晶狀的纖維素催化速度非常的發(fā)酵液可進(jìn)行蒸餾得到乙醇。解除了乙醇對酵母活性慢。水解的中間產(chǎn)物和終產(chǎn)物抑制纖維素水解酶的活的抑制作用。由該系統對纖維素進(jìn)行酶解纖維素的轉性。因而酶解糖化工藝中酶的消耗量大很難實(shí)現大規化率達81模的工業(yè)化生產(chǎn)。5.5固定化細胞發(fā)酵法目前丹麥諾維信公司的研究結果表明,纖維素酶在固定化酵母細胞發(fā)酵法能使反應器內細胞密度增過(guò)去7年中的價(jià)格下降了85%多,他們最樂(lè )觀(guān)的估計加,細胞可連續使用,最終提高發(fā)酵液的乙醇濃度。常用是在208年形成規?；a(chǎn),這時(shí)纖維素酶就不再是的載體有明膠、海藻酸鈉、卡拉膠、多孔玻璃等。固定化發(fā)展纖維素水解制燃料乙醇的制約因素了。細胞發(fā)酵的新動(dòng)向是混合固定細胞發(fā)酵,如酵母與纖維5纖維素原料的發(fā)酵工藝二糖酶一起固定化,將纖維二糖轉化成乙醇,此法引人纖維素發(fā)酵生成乙醇的方法有直接發(fā)酵法、間接發(fā)注目,有希望成為纖維素生產(chǎn)乙醇的重要手段。酵法、混合菌種發(fā)酵法、SSF法、固定化細胞發(fā)酵法等。6問(wèn)題與展望5.1直接發(fā)酵法纖維素發(fā)酵制燃料乙醇符合“不與人爭糧、不與糧直接發(fā)酵法的特點(diǎn)是由纖維分解細菌直接發(fā)酵纖爭地”原則,用以生產(chǎn)燃料乙醇,具有誘人的開(kāi)發(fā)前景。維素生產(chǎn)乙醇,不需要經(jīng)過(guò)酸解或酶解前處理過(guò)程。該目前用纖維素生產(chǎn)燃料乙醇的技術(shù)都已經(jīng)過(guò)關(guān),在工藝設備簡(jiǎn)單,成本低廉;缺點(diǎn)是乙醇產(chǎn)率不高,產(chǎn)生有生物質(zhì)利用的關(guān)鍵技術(shù)方面如木質(zhì)纖維素水解、微生物利用、生物反應器與產(chǎn)品提純技術(shù)等,已取得重大進(jìn)52間接發(fā)酵法展,但其中用于纖維素發(fā)酵的生物酶價(jià)格過(guò)高,使燃料間接發(fā)酵法先用纖維素酶水解纖維素酶解得到的乙醇的成本在6500元,導致纖維素酒精的價(jià)格無(wú)法糖液再進(jìn)行發(fā)酵。該法中乙醇產(chǎn)物的形成受末端產(chǎn)物與糧食酒精相競爭,不適合工業(yè)化生產(chǎn)。今后還要加強低濃度細胞以及基質(zhì)的抑制。為了克服乙醇產(chǎn)物的抑對以下技術(shù)的研究①以基因工程手段選育高產(chǎn)纖維素制,必須不斷的從發(fā)酵罐中移出乙醇還可以采取改進(jìn)酶V凵中國煤化工的生產(chǎn)成本;②進(jìn)行固工藝的方法減少抑制產(chǎn)物。53混合菌種發(fā)酵法體的CNMHG在的污染率高和成本高翅;的進(jìn)一步究對琟系原料的預處理,找到種纖維質(zhì)原料糖化液中都是葡萄糖、木糖、阿拉伯糖經(jīng)濟、節能、環(huán)保的工業(yè)化技術(shù),酶水解及水解發(fā)酵生產(chǎn)等單糖和寡糖混合物,混合菌種發(fā)酵法可以利用纖維水119釀酒科技2007年第4期(總第154期)· LIQUOR- MAKING SCIENCE& TECHNOLOGY2007No,4(Tl154)酒精等技術(shù),以有效地降低生產(chǎn)成本。這也是國際上纖8]于斌齊魯木質(zhì)纖維素生產(chǎn)燃料乙醇的研究現狀門(mén)化工進(jìn)維素酒精產(chǎn)業(yè)化存在的三大技術(shù)瓶頸。就國內來(lái)說(shuō),除展,2006,25(3):244-249了上述三大問(wèn)題外,纖維素原料的貯藏和運輸也是制約]文新亞,李燕松,酶解木質(zhì)纖維素的預處理技術(shù)研究進(jìn)展產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵問(wèn)題,因此,研究纖維素原料的貯藏和運[釀酒科技,2006,(8):97-100輸也是當務(wù)之急[10] Dale, B E, Moreira, MJ. A freeze-explosion technique for相信通過(guò)廣大科研工作者的不斷努力,這些問(wèn)題都increasing cellulose hydrolysis[U]. Biotechnol. Bioeng. Symp1982,(12):31-43可以得到很好的解決,發(fā)展纖維素燃料乙醇產(chǎn)業(yè)必將成1] Zheng Z, Lin HM, Tsao G T. Pretreatment for cellulose為解決石油替代、環(huán)境保護和“三農”問(wèn)題的重要舉措,hydrolysis by carbon dioxideexplosion[]. Biotechnol Prog.更是培育新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)的重要領(lǐng)域。1998,14:890-8參考文獻:[12]林向陽(yáng),阮榕生,李資玲,等利用纖維素制備燃料酒精的研究門(mén)可再生能源,2005,(6):51-54[]李盛賢,賈樹(shù)彪顧立文利用纖維素原料生產(chǎn)燃料酒精的研[13]常秀蓮木質(zhì)纖維素發(fā)酵酒精的探計門(mén)釀酒科技,200究進(jìn)展門(mén)釀酒,2005,32(2):13-16.(2):39-42.2]馬曉建,趙銀峰,祝春進(jìn),等以纖維素類(lèi)物質(zhì)為原料發(fā)酵生[14孫健,陳礪,王紅林纖維素原料生產(chǎn)燃料酒精的技術(shù)現狀產(chǎn)燃料乙醇的研究進(jìn)展[門(mén)食品與發(fā)酵工業(yè),2004,(11):門(mén)]可再生能源,2003,(6):5-93]王麗,陳衛平纖維質(zhì)原料制燃料酒精的研究進(jìn)展[門(mén)釀酒科[5]朱圣東,吳元欣喻子牛,等植物纖維素原料生產(chǎn)燃料酒精研究進(jìn)展UJ化學(xué)與生物工程,2003,(5)8-1技,2005,(3):57-60.4郭廷杰,美、日利用纖維素生物質(zhì)原料制燃料乙醇的技術(shù)開(kāi)0張繼泉,王瑞明,孫玉英利用木質(zhì)纖維素生產(chǎn)燃料酒精的研究進(jìn)展[釀酒科技,2003,(1):39-42發(fā)門(mén)].能源技術(shù),2004,25(2)61-63[17]許風(fēng),孫潤倉,詹懷宇木質(zhì)纖維原料生物轉化燃料乙醇的[5] Esteghlalian A, Hashimoto A G, Fenske JJ, et al. 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