玉米秸秆水解液发酵制取燃料乙醇的研究

【摘要】： 发展燃料乙醇产业有助于解决能源紧张、减少环境污染、促进农业发展和新农村建设。本文综述了生物质水解发酵生产燃料乙醇的研究进展;分析了玉米秸秆及其酸水解液的组分;对五种菌株的发酵性能进行了比较,确定用于水解液发酵的菌种,驯化出一株耐高温酿酒酵母,并对其进行了抑制剂耐受性分析;最后驯化出一株能够适应水解液发酵的高产乙醇菌株。 通过对比酿酒酵母、休哈塔假丝酵母、嗜单宁管囊酵母、好食脉孢菌与间型脉胞菌等五种菌种的发酵性能,酿酒酵母种液制备时间最短(对数生长期在6～13 h),在以葡萄糖为碳源的发酵中乙醇得率最高,可用于水解液发酵。 对酿酒酵母经过一梯度温度的驯化,筛选出了一株可在42℃下生长良好的耐高温菌株。通过优化,确定发酵条件为:温度30℃、转速150 rpm、初始pH 5.0、接种量10 %。该耐高温酿酒酵母不能直接用于水解液发酵,需要经过驯化后方能使用。 通过抑制剂耐受性试验,得知该耐高温酿酒酵母可耐受甲酸、乙酸、糠醛的最大浓度分别为2.0 g/L、5.0 g/L、8.0 g/L;生物量得率和甲酸浓度(0～3.0 g/L)几乎表现为一线性关系,且随甲酸浓度增大而直线下降;由混合抑制剂正交试验知,三种抑制剂对耐高温酿酒酵母发酵产乙醇的抑制性由大到小依次为甲酸、乙酸、糠醛;欲提高水解液发酵制取乙醇得率,则必须尽量降低抑制剂的含量,尤其是甲酸的含量。 通过水解液梯度驯化,筛选出一株能够适应水解液发酵的菌株,仍具耐高温性,乙醇得率79 %,糖醇转化率40 %。 【关键词】：燃料乙醇 耐高温酿酒酵母 玉米秸秆 水解
【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TQ223.122
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 引言9-16
• 1.1.1 研究背景9
• 1.1.2 国内外研究现状及评述9-16
• 1.2 研究目标和主要研究内容16-17
• 1.2.1 关键问题与研究目标16-17
• 1.2.2 主要研究内容17
• 1.3 研究技术路线17-19
• 第二章 玉米秸秆稀硫酸水解液的制取19-25
• 2.1 试验原料及仪器19-20
• 2.1.1 原料及试剂19
• 2.1.2 主要仪器19-20
• 2.2 实验方法20-22
• 2.2.1 玉米秸秆组成成分分析方法20-21
• 2.2.2 玉米秸秆水解21-22
• 2.2.3 玉米秸秆水解液成分分析22
• 2.3 结果与讨论22-24
• 2.3.1 玉米秸秆组成成分22
• 2.3.2 玉米秸秆硫酸水解液成分22-24
• 2.4 小结24-25
• 第三章 玉米秸秆水解液发酵菌种的选择、温度驯化及发酵条件的优化25-35
• 3.1 试验材料与研究方法25-27
• 3.1.1 试验材料25-26
• 3.1.2 试验方法26-27
• 3.2 结果与分析27-34
• 3.2.1 乙醇的分析方法27-28
• 3.2.2 发酵菌种的选择28-31
• 3.2.3 耐高温酿酒酵母的筛选31
• 3.2.4 耐高温酿酒酵母发酵条件的优化31-34
• 3.2.5 水解液发酵探索性试验结果34
• 3.3 小结34-35
• 第四章 玉米秸秆酸水解副产物对糖液酵母发酵转化的影响35-49
• 4.1 试验材料与研究方法35-36
• 4.1.1 试验材料35
• 4.1.2 试验方法35-36
• 4.2 结果与分析36-48
• 4.2.1 葡萄糖及酵母生物量的分析方法36-38
• 4.2.2 抑制剂对耐高温酿酒酵母发酵的影响38-48
• 4.3 小结48-49
• 第五章 耐高温酿酒酵母的驯化49-52
• 5.1 试验材料与方法49-50
• 5.1.1 试验材料49-50
• 5.1.2 试验方法50
• 5.2 结果与分析50-51
• 5.3 小结51-52
• 第六章 结论与讨论52-54
• 6.1 结论52-53
• 6.2 讨论53
• 6.3 展望53-54
• 参考文献54-59
• 附录59-61
• 在读期间的学术研究61-62
• 致谢62

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

马铃薯皮渣微生物发酵燃料乙醇的研究    王克勤

棉花秸秆预处理与乙醇化初步研究    王华

酵母菌生长曲线的测定及其转葡萄芪合酶基因重组菌遗传稳定性的检测    郭春叶;龚月生;刘林丽;曹雨莉;

发展“燃料酒精”的建议    章克昌

木糖发酵生产乙醇的研究    刘健,陈洪章,李佐虎

耐高温酿酒酵母的选育——Ⅱ.菌株的选育及产酒发酵特性初探    曾云中,吴雪昌,金珊,朱晓平,陈士怡

玉米秸秆稀硫酸水解研究    卫民;陈玉平;杨德琴;蒋剑春;

生物质资源与林产化工    宋湛谦;

生物质生产酒精的研究进展    王倩,张伟,王颉,李长文

生物质发酵生产乙醇的研究进展    阴春梅;刘忠;齐宏升;

耐酸高产清酒酵母ZJ-14发酵条件研究    蒋军;吴天祥;汪君;

苹果酒酵母菌的驯化试验    宋安东,康怀彬,李艳梅,张世敏,吴云汉

生物质超低酸水解制取燃料乙醇的研究    庄新姝

发酵木糖产酒精酵母诱变育种研究    牟建楼

戊糖酒精发酵    刘天霞

纤维素物质同时糖化法制备燃料乙醇的研究    刘钟骏

ABS汽车灯罩镀亮铬处理工艺    陈海燕;朱有兰;李才取;田燕;

ABS汽车防撞护栏材料的研制及应用    周拥仔;龙春光;华熳煜;陈曙光;戴春霞;

基于二次回归正交设计的注塑件件重预测方法研究    于同敏;褚宝磊;

影响K55石油接箍管冲击合格率因素的分析    顾有君;解德刚;艾宁;

基于偏最小二乘回归的高炉焦比影响因素分析    郭天永;车玉满;孙鹏;李连成;孙波;

印度粉矿对鞍钢烧结矿低温还原粉化指标影响    张立国;翟立委;李艳茹;张飞宇;任伟;袁慧;

根霉Rhizopus sp. TC1产酶条件的研究    陈阿娜;汤斌;张庆庆;翟光雯;周逢云;

休哈塔假丝酵母发酵木糖产乙醇的研究    周逢云;汤斌;张庆庆;陈阿娜;翟光雯;陈中碧;

Plackett-Burman设计在漆酶发酵培养基主要影响因子筛选中的应用    王诗然;赵世光;薛正莲;钱森和;魏明;

拮抗酵母菌对哈密瓜采后病害抑制效果的初步研究    裴世琪;童军茂;寇霄腾;王鑫腾;

助熔剂法制备单氟磷酸钠的研究    李志祥;杜璐杉;明大增;

马铃薯葡萄糖培养基制作方法的改进    丁浩;张帆;曹研;吕龙;杜木英;

绿液预处理对麦草化学成分及酶水解糖化的影响    黄婷;陆青山;金永灿;谷峰;张厚民;Hasan Jameel;Richard Phillips;李忠正;

慈竹竹黄两步法水解制糠醛    殷艳飞;房桂干;邓拥军;韩善明;焦健;刘姗姗;刘春;

蜂窝夹层板结构抗冲击正交试验优化设计    张延昌;顾金兰;王自力;张世联;

纤维素酶及其在废木质纤维素制可还原糖中的应用    姜晓云;王家德;

苜蓿生产燃料乙醇研究    邢启明;孙启忠;高凤芹;

高剂量率电子束诱变筛选高产量耐高温酒精酵母    许竞早;朱虹;汪世龙;孙晓宇;朱融融;姚思德;

发酵菊芋粉生产乙醇和乳酸的研究    周正;曹海龙;李曙光;白雪芳;杜昱光;

浅论淀粉的能源转化技术    张品;王艳丽;刘钟栋;韩杰;白红超;

阔叶木生物质精炼两种利用模式的研究    迟聪聪

纸浆污泥纤维素酶水解糖化与增效工艺及机理的研究    吕健

产业层面循环林业模式研究    张金环

运动发酵单胞菌基因操作体系的改进及其在生物炼制过程中的应用    董宏伟

淀粉/纤维素类生物质发酵联产氢气和甲烷的机理研究    谢斌飞

稻草秸秆的预处理及生产乙醇的研究    孙万里

酵母甘油代谢工程与基因组重排构建乙醇高产菌株及相关机理研究    王品美

工业炉窑壁面散热及热污染控制的研究    钱惠国

利用两种大型海藻制备生物能源的探索研究    冯大伟

玉米秸秆发酵生产酒精的研究    张强

脆性水稻秸秆的生物预处理及发酵    刘晨娟

一株热带假丝酵母利用木糖生长及其产酒精特性的研究    刘兰杰

蓖麻成熟期胚抑制消减cDNA文库构建及其差异表达基因分析    高艳平

毕赤酵母木糖还原酶的改造及重组酿酒酵母发酵木糖生产乙醇的初步研究    董莉莉

漆酶高产菌株的选育及其酶学性质研究    王诗然

呼吸性煤尘物理化学特性的研究及应用    伍修锟

玉米秸秆预处理及对发酵产氢效果影响研究    曾召刚

汽爆玉米秸秆同步糖化发酵产乙醇的工艺研究    赖智乐

极低酸中稻壳水解特性及转化乙酰丙酸的实验研究    魏巍

基于AMESim的小泵径抽油泵泵效的仿真分析    赵宇

超声波法预处理对秸杆纤维素水解的促进作用    翟光雯;汤斌;张庆庆;陈阿娜;陈中碧;

功率超声波在农产品加工中应用的研究进展    钟赛意,汤国辉,王善荣

超声波处理对植物纤维的影响研究进展    赵强;蒲俊文;

秸秆同步固态发酵法生产酒糟饲料蛋白的初步研究    孙君社,苏东海,李雪

马铃薯生产加工现状及发展前景    赵萍,李春雷,张轶,巩慧玲

秸秆微贮饲料育肥肉牛试验    巩蕾

木质纤维素预处理技术研究进展    赵律;李志光;李辉勇;谢磊;周智;

中国马铃薯产业发展现状与趋势    吕世安

可再生生物质资源    

花卉秸秆和牛粪联合堆肥的中试研究    张相锋,王洪涛,周辉宇,张义安,聂永丰

稻草秸秆同步糖化发酵制备纤维素乙醇的研究    刘海臣

超声波与助剂强化玉米秸秆预处理与酶水解的研究    崔玲

稻壳粉的热稳定性研究初探    王和平,陆晓中,孙晓民,季常青

农作物秸秆的综合利用    韩学凤,张鹏,易欣欣

气相色谱法测定饮料中乙醇含量    谢勇,刘晓宇

紫红曲的原生质体紫外线诱变育种    谌斌

木糖发酵生产乙醇的研究    刘健,陈洪章,李佐虎

纤维素酒精发酵的研究进展    刘耘,鄢满秀

发酵木糖酵母菌株的选育    孙玉英,谭海刚,张继泉,关凤梅,王瑞明

富硒乳酸菌种的筛选    黄高明

紫外诱变柠檬酸生产菌黑曲霉的选育    潘涛;周剑;虞龙;

耐高温酒精酵母菌驯化与筛选    马立安

康氏木霉纤维素酶的发酵及其对稻草降解利用的初探    刘小杰

纤维素热裂解机理试验研究    廖艳芬

生物质热裂解机理试验研究    谭洪

乙酰丙酸绿色高效制备方法研究    蔡磊

酒精生产酵母菌株木糖代谢工程及其发酵工艺的初步研究    史文龙

木屑水解液发酵制酒精    袁铁彪 ,何啓祥 ,张家锐 ,陈騊声

净化木糖水解液的废粉状活性炭再生试验总结    贾铭勋;王玉山;马玉雯;

以水解液为原料的α-淀粉酶发酵工艺条件的研究    郑裕国,陆建卫,曹晓如,李筱琴

鹿角藻胶提取工艺探讨    邵梦欣,郝琳

成分及成型工艺对陶瓷型性能的影响    孙宇;

硫酸水解豆粕制备复合氨基酸的正交试验    白志川;方才君;刘正伏;

椰壳常压酸水解制备木糖    刘仁成;黄广民;姚伯元;窦智峰;

从花生壳提取木糖醇的工艺初探    牟晓红;

地沟油水解工艺的研究    贺纪陵;

乙酸甲酯的催化精馏水解实验研究    童阜广;

牛毛水解液脱色条件的研究    王全杰;杨淼坤;谭小军;

蛋白质碱水解液中色氨酸的紫外测定    刘智广;陈镔鍑;

游离细胞发酵木质纤维素稀酸水解液产乙醇研究    钱明宇;张晶;李学凤;潘亚平;杨秀山;

一株管囊酵母发酵稻草水解液制乙醇的研究    赵金生;杨震宇;都占魁;杨正宇;

固定化细胞木质纤维素稀酸水解液乙醇发酵研究    张晶;钱明宇;李学凤;潘亚平;杨秀山;

豆乳酒发酵条件优化    崔蕊静;李汉臣;杜茂宝;张梅申;

五倍子发酵工艺研究    胡昌江;瞿燕;

一种具有免疫活性多肽的研究    张骞;林永齐;

虾头浸出物——虾营养基料的研究和应用    田鸣华;

罗非鱼下脚料蛋白水解液对钝顶螺旋藻生长的影响    孙佳;洪鹏志;杨萍;

巴氏杀菌乳和UHT灭菌乳中复原乳的鉴定    

淡水鱼综合加工有待挖潜    张海洋

降低原料成本我国有优势技术    中国农业大学生物质工程中心副主任 李十中

绿色银瀑啤酒再铸辉煌    本报记者 李昌淑

氰纶工业废物处理领域专利技术    魏衍亮

购买酱油要注意标签    史纪萍 金泉明

生物技术开发 甲鱼增值    支勇平

北京研制出纯天然虾精粉    张缓

从柚皮中如何提取果胶    潘慧生

什么是专利法意义上的“新产品”    四川省高级人民法院法官 张冰

基因重组大肠杆菌发酵糖枫木片热水抽提物水解液转化合成生物乙醇的研究    刘亭君

玉米秸秆发酵生产酒精的研究    张强

利用秸秆水解液的微生物暗发酵产氢特性及机制研究    张坤

生物质发酵制氢过程基础研究    李涛

鸡蛋蛋黄蛋白质制备降血压肽的研究    廖丹葵

城镇有机垃圾水解及其水解液厌氧消化工艺与性能研究    刘国涛

近临界水中生物质及其废弃物水解制备氨基酸的工艺及动力学研究    程洪斌

废弃羊毛、禽毛角蛋白的降解及资源化利用研究    李闻欣

稀硝酸作用下玉米秸秆热水解及水解液生物酸化的研究    张蕊

五加科长刺楤木和异叶梁王茶皂甙的化学研究及雷酚内酯的结构问题    庾石山

生物质水解液发酵制乙醇的研究    赵胜涛

稻草秸秆成分分离及其水解液的发酵制取乙醇研究    李钦凤

玉米芯水解液的制备及生产酵母蛋白的工艺研究    胡金龙

杨木预水解液中低聚糖的分离和提纯    陈晓倩

玉米秸秆水解液发酵制取燃料乙醇的研究    曾凡洲

玉米芯水解液发酵生产木糖醇的应用研究    吴河龙

竹黄水解及发酵制备木糖醇的研究    刘春

玉米秸秆水解产物对L-乳酸发酵的影响    刘哲

利用糖蜜和秸秆水解液发酵生产丁醇的研究    王云

树干毕赤酵母在水解液中的驯化和木糖发酵    赵晨