厨余垃圾同步糖化发酵产纤维素乙醇的工艺优化

为提高纤维素乙醇产率,以未经腐烂的果皮和蔬菜垃圾作为原料,采用酿酒酵母与纤维素酶作为催化添加剂进行同步糖化发酵,结合单因素实验和正交实验,优化了利用厨余垃圾同步糖化发酵产生纤维素乙醇的工艺条件。结果表明:在单因素实验中,采用SSF(同步糖化发酵)工艺时,纤维素酶酶加量、酵母用量、发酵温度和初始pH等因素均能使乙醇产率升高,差异不显著;在正交试验中,采用SSF工艺时,对乙醇产率影响的因素从强到弱为发酵温度>纤维素酶酶加量>酵母用量,且在纤维素酶酶加量30 mg、酵母用量10 mL、初始pH=5、发酵温度45℃、发酵72 h条件下,乙醇浓度最高,可达6.43 g/L,产率为0.089 g/(L·h)。研究发现,采用SSF工艺,为提高乙醇产率、实现废弃物资源化、缓解能源短缺压力等方面提供了新的方向。

表达漆酶的重组酿酒酵母菌株同步糖化发酵产乙醇特性研究

将来源于硬毛拴菌(Trametes trogii CICC 2689)的lcc1基因通过Di-CRISPR技术整合到酿酒酵母Y6中以实现漆酶的稳定表达,考察漆酶在酚类抑制剂及同步糖化发酵中的抗逆作用。结果显示:平板拮抗和液体摇瓶实验中,重组菌株Y6/Lac的生长状况、对数期生长速率及延滞期较对照菌株Y6均表现出相应优势;同时Y6/Lac对碱木质素的降解率提高41%,同步糖化发酵产乙醇效率提高14%。

玉米酒精的浓醪同步糖化发酵工艺研究

以我国目前玉米酒精生产工艺为基础,通过选择液化[拌料干物浓度(dry solid,DS)、液化pH、液化时间、耐高温α-淀粉酶剂量、液化温度]和同步糖化发酵(葡萄糖淀粉酶剂量、酵母接种量、发酵温度等)等过程主要控制参数建立实验室玉米酒精发酵方法。实验确定液化条件为拌料DS 25%、液化pH 5.6、液化时间120 min、耐高温α-淀粉酶剂量40 U/g、液化温度88℃,此时液化醪黏度(91.2±2.8)mPa·s、还原糖为(11.65±0.03)g/100 g,符合同步发酵玉米酒精的液化指标要求。实验确定同步糖化发酵条件为葡萄糖淀粉酶剂量150 U/g、酵母接种量3%、发酵温度32℃,在该条件下酒精发酵过程稳定,CO 2失重数据最大标准差为0.38,占相应CO 2平均失重仅为2.96%;在发酵成熟醪中乙醇含量为(12.58±0.04)g/100 mL,发酵效率为97.71%,粮酒转化率为2.425 t/t,实验结果符合我国玉米酒精生产的实际情况。因此该方法可以为酒精生产工艺的优化及原辅料的选择提供数据参考。

不同糖化发酵剂及酿酒功能性微生物组合发酵对清香型白酒生产及品质的影响研究

以清香型白酒二米查发酵用糟醅为发酵基质,二米查发酵工艺为基础,采用不同糖化发酵剂和不同发酵用菌株组合强化或纯种发酵的方式,探究不同糖化发酵剂及酿酒功能性微生物组合发酵对清香型白酒生产及品质的影响。结果表明,大曲为糖化发酵剂,库德毕赤酵母FJZ和红曲霉Hm组合强化发酵生产的清香型白酒无色透明、无悬浮、无沉淀,具有酒枣香、玫瑰香、酱香、乙酸乙酯香气,带酱感,清香风格典型。本研究可为功能性酿酒用菌种的开发利用及不同风格白酒的发酵生产提供技术支撑。

同步糖化发酵甘蔗渣产乙醇的尖孢镰刀菌筛选及其产醇性能

为获得同步糖化发酵(Simultaneous saccharification and fermentation,SSF)产乙醇的优良尖孢镰刀菌菌株,对14株尖孢镰刀菌依次进行纤维素酶活力测定、刚果红平板染色、滤纸片崩解试验筛选,获得纤维素降解能力较强的菌株,进而以甘蔗渣为底物,进行SSF产乙醇试验,探究其纤维素降解及糖转化性能。结果表明:菌株mh2的纤维素降解能力较强,其纤维素酶活力达到14.28 U/mL,透明圈直径为4.5 cm,能使滤纸片完全降解成糊状;并且对含残糖及去糖的甘蔗渣均具有良好的同步糖化发酵产醇效果,乙醇得率分别可达98、41.7 g/kg,其乙醇转化率最高可达33.36%;此外mh2纤维素酶系统中的滤纸酶、内切葡聚糖酶、β-葡聚糖苷酶、外切葡聚糖酶活力分别达到25.63、15.69、19.61、22.44 U/mL,对甘蔗渣纤维素降解率达到25.6%,对葡萄糖和木糖的乙醇转化率分别可达0.443、0.213 g/g,分别是对照菌株Cs20降解率和葡萄糖、木糖乙醇转化率的1.58、1.17、3.8倍,表明mh2在SSF过程中具有良好的降解及糖转化性能。本研究可为丰富SSF菌株资源及单菌株利用木质纤维素生产乙醇的SSF研究提供数据参考。

木薯干原料同步糖化发酵生产乙醇

提出了用木薯干为原料,同步糖化发酵(SSF)开发燃料乙醇的新工艺.对各个影响条件进行了研究,获得了最佳的工艺条件:原料粉碎粒度0.45mm,加水比2.8,100℃下蒸煮30min,α?淀粉酶、糖化酶的添加量分别为10,180U/g,30℃下发酵48h.并与普通的先糖化后发酵(SHF)生产模式进行了对比,认为SSF具有工艺简单、能耗低、发酵迅速、醪液酒精度高等众多优点,值得工业推广.

汽爆玉米秸秆同步糖化发酵产乙醇的工艺优化

该文对同步糖化发酵玉米秸秆生产纤维乙醇的工艺条件进行了研究,分别利用单因素试验和正交试验考察了影响发酵的工艺条件。结果显示:温度37℃、pH值4.8、底物15%(质量分数)、表面活性剂Tween-200.15%(质量分数)、纤维素酶用量30U/g、酵母用2%的葡萄糖溶液活化,接种量5‰(相对底物干质量)、培养基的组成:KH2PO42.5g/L,(NH4)2SO42.0g/L,MgSO4·7H2O0.15g/L,CaCl20.35g/L、发酵时间60h为同步糖化发酵(SSF)生产乙醇的最优工艺条件,该条件下乙醇的体积分数为2.85%,乙醇得率达理论值的88.12%。

木质纤维生物质同步糖化发酵(SSF)生产乙醇的研究进展

综述了有关木质纤维生物质原料同步糖化发酵生产乙醇的最新研究进展和未来发展方向:同步糖化发酵是一种用于从木质纤维原料生产乙醇的工艺过程,此工艺的优点是酶水解与发酵同时进行,可以减少最终产物对酶水解的抑制作用,并减少投资成本,是最具发展潜力和优势的工艺之一。近年来在优化预处理工艺、降低纤维素酶成本以及己糖戊糖协同发酵等方面的研究都取得了长足的进步,其中以小麦秸秆为原料进行同步糖化发酵所得到的乙醇浓度接近40g/L。

菊芋原料同步糖化发酵生产丁二酸

对菊芋原料发酵生产丁二酸进行了研究,用Actinobacillus succinogenes和Aspergillusniger同步糖化发酵,发现同步糖化发酵效果优于糖化后再发酵,在同步糖化发酵过程中还原糖质量浓度始终保持在10～40 g/L,可以避免高浓度的还原糖对A.succinogenes的抑制。5 L搅拌罐中同步糖化补料分批发酵96 h产丁二酸98.2 g/L,对消耗糖产率95.4%,生产强度1.02g/（L.h）。

高底物浓度纤维乙醇同步糖化发酵工艺的比较

引言日益加剧的能源危机和环境污染,正迫使人们寻求新的可再生替代能源。纤维乙醇作为一种重要的生物质替代能源,经过近40多年的发展,已经具备了实现工业化生产的潜力。

中药药渣同步糖化发酵生产乙醇的工艺研究

目的确定中药药渣发酵生产乙醇的最佳工艺条件,为中药药渣资源化利用的产业化奠定基础。方法取藿香正气水药渣为原料,对影响同时糖化法生产乙醇的发酵时间、发酵温度、pH值、接种量、纤维素酶用量等因素进行了优化研究。结果藿香正气水药渣经稀硫酸预处理后,在发酵时间4 d、温度37℃、pH值4.8、接种量为0.03 g酵母粉/g药渣、纤维素酶用量为1.6 g/g药渣的条件下,乙醇产量最高,为16.89 g/L。结论中药药渣同步糖化发酵生产乙醇具有潜在的应用前景。

蒸汽爆破麦草同步糖化发酵转化乙醇的研究

近年来对木质生物资源同步糖化发酵转化乙醇的研究较多,但是,麦草同步糖化发酵转化乙醇的最佳工艺条件还未确定。文中采用正交试验设计的方法,对在混合酶(纤维素酶Celluclast 1.5 1,β-葡萄糖苷酶Novozym 188)与酿酒酵母菌作用下,稀硫酸催化的蒸汽爆破麦草原料同步糖化发酵转化乙醇的工艺条件进行研究,详细讨论了反应温度、底物质量浓度、发酵液pH值、纤维素酶浓度对乙醇质量浓度和得率的影响。结果表明,工艺条件对乙醇质量浓度和得率的影响程度由高到低依次为:底物质量浓度、纤维素酶浓度、发酵液pH值、反应温度。最佳工艺条件为反应温度35℃,底物质量浓度100 g/L,发酵液pH值5.0,纤维素酶浓度30 FPU/g。在此条件下,随着反应时间的延长,乙醇质量浓度持续上升。反应72 h后,乙醇质量浓度和得率分别达到22.7 g/L和65.8%。

农作物秸秆同步糖化发酵制燃料乙醇条件研究

用农作物秸秆做原料进行同步糖化发酵制取燃料乙醇,同步糖化发酵的温度不协调以及单批次同步糖化发酵原料用量影响乙醇产量等问题始终制约着工艺的应用。文中进行了主要农作物玉米秸秆和稻草秸秆的3种预处理方式同步糖化发酵和同步糖化发酵工艺过程的补料试验研究。试验结果显示,稀酸预处理稻草粉在液固比为8∶1时,同步糖化发酵效果最好,乙醇含量为11.16 g/L,残糖浓度最低为12.07 g/L;补料方式H下乙醇浓度达到最大值10.09 g/L,此补料方式下添加吐温-80、混合菌种时的乙醇产率变化不明显。

一株酵母菌高温驯化与同步糖化发酵研究

对实验室筛选出的一株耐高温酵母菌Y8(Candida maltosa)进行高温驯化,对驯化后菌株的高温产乙醇特性及同步糖化发酵进行研究。结果表明,与原菌株Y8相比,经驯化的菌株Y8-5(Candida maltosa)在高温条件下的生长发酵能力得到进一步提高。在46℃,4%葡萄糖情况下,其发酵性能均能接近正常发酵温度(30℃)下酵母的发酵水平。46℃、以3%(w/v)玉米秸秆、30PFU/g酶,用该菌株进行同步糖化和发酵,得到13.93g/L的乙醇,达到理论产率的88.2%。菌株Y8-5显示了较好的耐高温性能和乙醇发酵特性,为同步糖化发酵技术生产燃料乙醇提供了高温菌种的应用基础。

小麦秸秆同步糖化发酵制取燃料乙醇

利用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae BY4742对小麦秸秆同步糖化发酵(simultaneously saccharification and fermentation,SSF)生产燃料乙醇的条件进行了研究,系统考察和研究了温度、固体含量、纤维素酶投加量、酵母菌浓度对SSF过程中乙醇浓度和产率的影响,并对以上参数做了初步优化,以提高最终乙醇浓度和产率。结果表明,小麦秸秆同步糖化发酵乙醇的最优条件为:温度38℃,固体含量16.0%(m/V),纤维素酶投加量35FPU/g底物,酵母菌浓度8 g/L。在此条件下,NaOH预处理后的小麦经过120 h同步糖化发酵,乙醇浓度达到最大值,为38.32 g/L,产率达理论产率的71.71%,木糖浓度为12.94 g/L。

马铃薯渣生料同步糖化发酵生产乙醇工艺研究

采用生料同步糖化发酵法,将马铃薯提取淀粉后的废渣进行发酵制备乙醇,对各影响因素进行了探讨,获得了最佳发酵工艺条件。结果显示:适宜发酵条件为水料比3.5∶1.0、初始pH 4.5、酵母接种量0.4%、发酵温度32℃、糖化酶添加量160U/g、α-淀粉酶添加量10U/g、纤维素酶添加量10U/g、原料粒度0.40mm。

甘蔗渣高温同步糖化发酵制取燃料乙醇研究

研究添加不同量纤维素酶对甘蔗渣酶解效果的影响,结果表明葡萄糖浓度随加酶量增加而增加,最优的添加量为30FPU/(g原料)。利用克鲁维氏酵母(Kluyveromyces marxianus)NCYC 587,在42℃下进行甘蔗渣高温同步水解糖化发酵实验,发现额外添加β-葡萄糖苷酶能有效提高乙醇的质量浓度,经48h发酵,添加30IU/(g葡聚糖)的β-葡萄糖苷酶可提高乙醇浓度30%。通过分批补料方式提高固体浓度至20%,比较SSF和SHF两种工艺,发现前者经72h可产生36.2g/L乙醇,发酵效率为0.50g/(L·h),后者经120h可获得41.2g/L乙醇,发酵效率为0.34g/(L·h)。

以玉米秸秆为原料同步糖化发酵生产燃料乙醇

以玉米秸秆为原料,经酸法预处理后,采用同步糖化发酵SSF工艺生产燃料乙醇。正交试验获得的最佳体系为:培养温度34℃、发酵pH值5.5、发酵的液固比8:1、当发酵108h后,乙醇浓度可达8.33g/L。该实验为纤维质燃料乙醇的产业化生产提供技术依据。

糠醛渣纤维乙醇同步糖化发酵过程研究

以过碱化处理的糠醛渣为原料,采用正交试验法进行同步糖化发酵(SSF)转化乙醇工艺条件及过程研究。通过考察反应温度、pH、纤维素酶用量和表面活性剂浓度来优化同步糖化发酵转化工艺条件。在正交优化条件基础上,进行了5 L发酵罐试验,并同步分析表征了发酵过程中还原糖浓度、乙醇浓度、酵母细胞数、纤维素含量及其结构变化。同步糖化发酵转化糠醛渣生成乙醇的优化条件为:反应温度38℃,pH 4.2,纤维素酶用量20 FPU/(g纤维素),吐温-20质量分数0.15%,酵母接种量10%。发酵罐中同步糖化发酵糠醛渣生成乙醇的转化率达到72.33%,过程分析表明反应时间为27 h时,糠醛渣糖化发酵产乙醇的转化率达到最高,比其他纤维原料的反应转化时间大大缩短。同步糖化发酵过程中,糠醛渣纤维素含量逐步降低,纤维素表观结晶度呈下降趋势,纤维素微晶尺寸减小。

甘薯渣同步糖化发酵生产酒精的工艺优化

为了综合利用甘薯淀粉工业废渣,本研究以甘薯渣为原料发酵生产酒精,并对其同步糖化发酵工艺(SSF)进行优化。研究同步糖化发酵时影响酒精发酵工艺的9个因素,采用Plackett-Burman试验设计筛选出显著因素,并在筛选结果的基础上,用最陡爬坡途径逼近最大响应区域,然后利用响应面分析法确定其最佳参数。结果表明,影响酒精发酵工艺的显著因素为糖化酶、接种量和发酵温度。酒精发酵优化最佳参数为:α-淀粉酶8U/g,液化时间1.5h,液化温度90℃,硫酸铵质量分数0.15g/100g,pH值4,发酵时间36h,糖化酶151U/g,接种量0.3%,发酵温度36℃。在此条件下,验证试验得到的酒精体积分数达到17.15%,接近理论预测值16.95%。优化后的工艺可为甘薯渣同步糖化发酵生产酒精提供技术参考。