利用大型绿藻浒苔生物质制取乙醇的研究

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以我国沿海常见大型绿藻浒苔为原材料,通过水解实验降解浒苔生物质,并利用降解产生的单糖,通过微生物厌氧发酵制取生物能源乙醇,探索海藻生物质的能源化利用过程。   实验所用材料是2008年我国黄海海域大规模爆发的绿潮藻浒苔,经过物理加工后分析其营养成分,得到藻粉中含有水分12.4%、蛋白质12%、脂肪0.54%、粗纤维15%、灰分29%。其中的粗纤维可以用于制取乙醇。   用硫酸对浒苔粉进行水解,通过单因子及正交实验探讨了温度、时间、酸度、料水比对水解结果的影响,实验表明,温度对水解结果的影响最显著,最佳水解组合为:温度100℃、时间70min,酸度5%、料水比4.5%,并用液相色谱法检测水解液中单糖组分,测得水解液中含有木糖、葡萄糖、鼠李糖和少量甘露糖、半乳糖,其中木糖、葡萄糖、鼠李糖摩尔比为1.00∶1.71∶1.29。   由于化学法对环境不友好,所以设计一系列实验通过筛选海泥种的细菌和霉菌,得到六株能产纤维素酶的菌种,通过培养提取粗酶液水解浒苔,结果表明霉菌的效果好于细菌,经鉴定,细菌为枯草芽孢杆菌,霉菌为木霉、根霉和黑曲霉。   浒苔水解液经过无害化处理,去除其中含有的有害因子,用五种酵母菌进行发酵,并通过绘制酵母菌生长曲线,得出各菌种最佳接种时间和厌氧发酵时间为:IwSc1酵母菌第10h为接种时间,第28h开始进行厌氧发酵;啤酒酵母第12h为最佳接种时间,第28h为厌氧发酵起始时间;酿酒酵母第10h为最佳接种时间,第30h为厌氧发酵起始时间;1770酵母菌第20h为最佳接种时间,第28h为厌氧发酵起始时间;1766酵母菌第20h为最佳接种时间,第28h为厌氧发酵起始时间。并对各菌种的发酵结果进行气相色谱检测,酿酒酵母所产酒精量最高,为2.1g/L,酒精得率为26%。   通过5L发酵罐对水解过程进行连续监测,得到pH值与乙醇含量的变化曲线。从而得到具体发酵时间确定。
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