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淺談木質纖維素酒精的生產工藝
發布時間：2020-12-24 瀏覽
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木質纖維素微生物發酵生產酒精的技術大致可分為直接法、間接法、同步糖化發酵法和固定化細胞發酵法。直接法是指用同一種微生物進行木質纖維素糖化水解和乙醇發酵的生產過程。直接法中常用的微生物是熱纖梭菌。將改造后的重組熱纖梭菌用于發酵，其酒精產量和乙酸產量可達9g/L..如果熱纖維梭菌與熱硫化氫梭菌協同工作，產量可以提高。采用混合菌發酵，可部分解決產率不高的問題；間接法是指首先用一種微生物對木質纖維素進行水解，然后收集酶解后的糖液，利用酵母發酵生產乙醇。
此方法中常用木霉菌的纖維素酶對纖維素進行水解，產生的糖液經發酵后，酒精產量可達97 g/L。但是，此方法中的纖維素需要先用氫氧化鈉進行預處理，因此成本較高；同時，糖化發酵指的是在同一容器內用一種微生物和一個能產生纖維素酶的酵母連續進行木質纖維素的糖化和發酵。
該工藝過程中，纖維素水解后產生的葡萄糖可連續發酵，從而消除了高濃度的葡萄糖對木質纖維素酶活性的控制，簡化了設備，縮短了生產周期，提高了生產效率。但是，在發酵過程中，木糖的控制作用，糖化與發酵溫度的不協調，固定化細胞發酵技術具有細胞濃度升高，細胞可持續利用，之后發酵液酒精濃度升高等優點。
主要探討內容為固定化酵母和移動發酵單胞菌。常見的載體有藻酸鹽，卡拉膠，多孔玻璃等。實驗證明，固定化運動發酵單胞菌優于酵母菌。近年來，也有將微生物固定于氣液界面進行發酵的報道，其微生物活性高于固態介質。固化法的新趨勢是混合固化法進行發酵，如酵母與纖維二糖一起固化法發酵纖維二糖基質，并將其轉化為酒精，這被認為是木質纖維素生產酒精的一個重要步驟。
