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随着能源危机和环境问题的日益突出,使得新型可再生能源开发迫在眉睫。丁醇具有能量密度较高等优点,在替代汽油作为燃料方面性能优于乙醇。利用木质纤维质原料发酵生产丁醇,能够有效降低发酵过程的原料成本。本文在研究玉米秸秆水解液中有毒物质对丁醇发酵影响的基础上,探索了不同脱毒方法对玉米秸秆水解液中有毒物质的去除效果及其对丁醇发酵的影响,构建了玉米秸秆水解液高效脱毒技术体系;通过萃取剂的选择、丁醇萃取发酵条件的优化,建立高效的纤维丁醇萃取发酵工艺,以期为纤维丁醇工业化生产提供技术支撑。首先对6种玉米秸秆水解液中存在的抑制物进行研究,分析这些物质对发酵过程的影响。结果表明:在1 g/L添加量发酵结果中对C.acetobutylicum CICC 8016抑制作用从高到低依次为香豆酸、甲酸钠、乙酰丙酸、糠醛、5-HMF。添加0.5 g/L甲酸钠就可以抑制78.7%的总溶剂产量,添加3 g/L乙酰丙酸对总溶剂的抑制率只有12.4%。1 g/L糠醛存在时就会使发酵有所延滞,2 g/L就完全抑制了菌体生长和溶剂产生;而5-HMF在0.1~1 g/L的添加浓度对菌体生长和溶剂产生影响均不太明显。香豆酸在0.2 g/L以下的水平可以促进菌体生长,超过0.5 g/L抑制作用开始体现,1 g/L完全抑制菌体生长和溶剂产生。通过对overliming、汽提、萃取、离子交换树脂、旋转蒸发这5种脱毒方法的比较,得出Overliming、萃取、旋转蒸发、D941树脂对糖类损失率较低;汽提对甲酸和乙酸去除效果较好;Overliming、萃取、汽提旋转蒸发对5-HMF去除效果较好,但是Overliming和萃取对糠醛去除效果较差;阴离子交换树脂对脱毒效果整体较好,其对总酚去除率可达到86.2%以上。利用脱毒后水解液进行丁醇发酵结果表明使用阴离子交换树脂脱毒后丁醇发酵产量较其他处理高,其中D301弱碱性阴离子交换树脂对水解液脱毒后进行发酵丁醇和总溶剂产量最高,分别达到6.89和10.27 g/L,总溶剂得率为0.36 g/g,总糖利用率达到99.1%。D301脱毒后的5.7%水解糖丁醇发酵总溶剂为11.4 g/L。通过萃取剂的选择和玉米秸秆水解液丁醇发酵研究,确定油醇适合用于丁醇萃取发酵。玉米秸秆水解液萃取发酵的最适油醇添加时间为0 h,添加比例为1:1,得到优化后的发酵结果为丁醇产量3.28 g/L,总溶剂产量4.72 g/L,与传统发酵过程相比二者产量分别提高905.5%和881.4%。经过D301脱毒后5%水解糖浓度进行油醇萃取发酵萃取发酵(油醇添加比例为1:1),丁醇和总溶剂产量分别达到10.34 g/L、14.72 g/L,发酵得率为0.31 g/g。