本文利用戊糖发酵效率较高的树干毕赤酵母,在小型中试规模上研究其间歇和连续发酵规律,并利用海藻酸钙固定化树干毕赤酵母,实现了固定化酵母三级连续发酵,同时探讨了在乙醇生产中利用低pH处理技术防治杂菌污染的可行性,主要研究结果如下:分别以60g/L的纯木糖和混合糖（葡萄糖与木糖比率为2:1）为发酵底物,研究了树干毕赤酵母纯木糖和混合糖代谢规律。结果表明,树干毕赤酵母对于混合糖的代谢速率明显快于纯木糖,至发酵20h,总糖浓度仅为5.22g/L,并且葡萄糖总是先被利用,在发酵12h已经利用完全。以混合糖为发酵底物,在工作体积为7L的机械搅拌罐中研究了树干毕赤酵母间歇发酵规律,结果表明,较为适宜的初始碳源浓度为60g/L;较为适宜的接入酵母浓度为0.5～1.0%;较为适宜的发酵温度为35.0～37.5℃:适宜的pH值范围为5.0～6.0之间;搅拌速度对溶解氧影响明显大于通气量,较为适宜的DO值范围为10～12%,即溶解氧浓度为0.80～0.96mg/L,此时乙醇得率可达0.422～0.434g/g。以混合糖为发酵底物,研究了游离态树干毕赤酵母单级连续发酵规律,结果表明,较为适宜的稀释率在0.04～0.06h^-1之间,此时糖利用率在75.51～87.38%之间,乙醇得率与理论得率之比在75%左右,而乙醇产率为0.586～0.754g/L·h之间;随流加糖浓提高,醪液残糖浓度不断增加,乙醇浓度增加则有一定限度,而酵母浓度变化不明显。在稀释率为0.06h^-1时,较为适宜的流加糖浓是45g/L;初始酵母浓度不会对达到“稳态”的连续发酵产生影响;通过在两种稀释率下总共288h的单级连续发酵表明,连续发酵在40h后基本可达到“稳态”,此后各项参数均稳定在一定范围内,可稳定连续发酵约104h。以45g/L混合糖为发酵底物,对树干毕赤酵母进行了2轮共40天三级串联连续发酵的研究。底物流加速率分别为:第1轮约350ml/h,第2轮约420ml/h。实验结果表明:第1轮发酵中,在稳定期（15天～20天）,45g/L还原糖在罐1中平均被利用了35.00g/L,余下10.00g/L还原糖,分别在罐2和罐3中被发酵了4.81g/L和2.84g/L,三级连续发酵平均总糖利用率为94.78%,平均总乙醇得率与理论得率之比为78.46%。在第2轮发酵中,45g/L还原糖在罐1、罐2和罐3中平均分别被利用了32.71g/L、4.18g/L和3.41g/L,,经过三级连续发酵,平均总糖利用率为89.56%,平均总乙醇得率与理论得率之比为76.00%。以明胶、卡拉胶、壳聚糖、海藻酸钙和聚乙烯醇等几种常用固定化材料包埋树干毕赤酵母,以60g/L混合糖为发酵底物,进行10轮发酵实验,结果表明,经过10轮发酵后,海藻酸钙和聚乙烯醇包埋发酵性能并未下降,残糖浓度最终为0.28g/L和0.43g/L,而明胶和卡拉胶,经过几轮发酵后,珠体破裂,酵母严重流失,发酵性能大蝠下降,综合考虑各种因素,选择海藻酸钙作为适宜的固定化载体材料。以海藻酸钙来包埋树干毕赤酵母,分别以葡萄糖、混合糖以及木糖为碳源进行了固定化酵母增殖实验并与游离酵母相比较,结果表明,无论游离酵母还是固定化酵母增殖,三种底物最终利用率均为葡萄糖＞混合糖＞木糖,最终酵母浓度为葡萄糖≈混合糖＞木糖,并且固定化酵母还原糖利用快于游离酵母;通过混合糖间歇发酵实验对比发现,固定化酵母发酵糖利用速率高,最终残糖浓度和乙醇浓度分别为3.11g/L、12.46g/L。固定化酵母由于凝胶的包裹作用,抵御发酵抑制物能力强于游离酵母。无论固定化还是游离酵母发酵,当外源性添加发酵抑制物时,其临界抑制浓度分别为:甲酸0.4%,乙酸0.4%,乳酸1.5%,乙醇4%;固定化酵母耐高糖渗透压的能力强于游离酵母,在初始糖浓超过60g/L情况下,经36h发酵,其最终乙醇浓度明显高于游离酵母发酵:固定化酵母耐受环境温度变化能力明显好于游离酵母,当环境温度为50℃时,游离酵母几乎不发酵,醪液中乙醇浓度仅为0.07g/L,而此时固定化酵母发酵乙醇浓度为3.75g/L。以海藻酸钙固定化的树干毕赤酵母为发酵菌种,在工作体积为7L发酵罐内分别进行两种稀释率和两种流加糖浓的单级连续发酵,结果表明,由于酵母流失较少,当稀释率由0.04h^-1提高到0.06h^-1时,并没有使“稳态”发酵指标下降,而乙醇产率却由0.647g/L·h提高至0.837g/L·h;当流加糖浓度由45.0g/L提高至60.0g/L时,乙醇浓度和乙醇产率分别由14.13g/L和0.868g/L·h提高至17.20g/L和1.032g/L·h。分别以游离和固定化树干毕赤酵母为发酵菌株,60.0g/L混合糖（葡萄糖与木糖比率为2:1）为发酵底物,前后进行了29轮间歇发酵,其间共进行4次不同低pH值（2.4～3.6）处理,结果表明,低pH处理对酵母具有一定损害,但经过多轮处理驯化和恢复性发酵,酵母完全可以适应低pH环境,经过4轮处理后,其糖利用率几乎不再下降,而固定化酵母对低pH值适应能力明显强于游离酵母,pH值为3.6的环境并不能引起其发酵性能下降,经过3次处理后对pH值为2.4～3.2的环境就已完全适应。实验室条件下pH值为2.4～2.8的处理条件是适宜的。以游离树干毕赤酵母为发酵菌株进行三级连续发酵,流加底物为45g/L混合糖（葡萄糖与木糖比率为2:1）,稀释率为0.04h^-1,总共进行24天连续发酵,期间共进行了3次低pH处理。结果表明,低pH值对游离酵母三级连续发酵的影响是逐级降低的,并且经过3次处理驯化和几轮恢复性发酵,低pH处理对游离酵母连续发酵影响已经很小,最终3个罐子的平均乙醇浓度和乙醇得率分别为13.73g/L和78.34%、15.67g/L和80.14%以及16.75g/L和81.94%,将低pH处理技术应用于游离酵母连续发酵中是可行的以海藻酸钙固定化的树干毕赤酵母为发酵菌种进行三级连续发酵,流加底物为45g/L混合糖（葡萄糖与木糖比率为2:1）,稀释率为0.05h^-1,总共进行了24天连续发酵,期间进行了3轮低pH处理。结果表明,低pH处理对固定化连续发酵影响小于游离酵母,并且对三级发酵影响是逐级降低的,第1轮处理使罐1的残糖浓度上升了9.81g/L,同时糖利用率、乙醇浓度、乙醇得率分别下降了21.80%、6.89g/L,23.72%,而罐2和罐3的发酵指标变化幅度均小于罐1:第2轮处理使罐1各项参数变化幅度小于第1轮处理,罐2和罐3由于未进行任何处理,各项参数变化很小。第3轮处理时,由于固定化酵母已经适应此低pH值环境,处理几乎未对3个发酵罐的发酵参数造成影响,其波动完全来自于底物浓度变化。