论文部分内容阅读
随着化石燃料的的日益减少及其带来的一系列环境问题,使得可再生的清洁能源——生物燃料备受关注,尤其是以“非粮”物质为原料的“第二代生物燃料”。本论文对以木质纤维素为原料一步法发酵生产丁酸和以甘油为原料一步法生产燃料乙醇进行了初步研究。实验菌株溶纤维丁酸弧菌WH-2可以利用纤维素一步法发酵生产丁酸,为提高菌种生产性能,对其进行了诱变,并对发酵培养基进行了优化。用微波诱变法对溶纤维丁酸弧菌WH-2进行诱变育种,得到一株正突变的菌株,其丁酸产量为0.29g/L,较野生菌提高了33.03%,且产丁酸能力稳定;用响应面法优化产丁酸培养基,先通过Plackett-Burman试验从要考察的10种培养基成分中筛选出对产丁酸能力影响最大的3种培养基成分NaHCO3、NaCl和MgSO4·7H2O,再用最陡爬坡试验使中心点最大限度的逼近最大响应区域,确定响应面的中心点为NaHCO37.4g/L、NaCl0.7g/L MgSO4·7H2O0.24g/L;最后由Box-Behnken试验预测出3种成分的最佳浓度为NaHCO37.26g/L. NaCl0.80g/L、MgSO4·7H2O0.27g/L,预测最大的丁酸产量为0.379g/L,验证试验的的丁酸产量为0.383g/L,与预测值接近,与优化培养基前相比丁酸产量提高了32.07%。经过一系列优化后溶纤维丁酸弧菌WH-2产丁酸量提高了75.69%。实验中发现溶纤维丁酸弧菌WH-2具有发酵甘油生产乙醇的能力,为了考察该菌株利用生物柴油废液中粗甘油生产乙醇的可能性,以单因素试验考察了甘油浓度、培养基初始pH、培养时间和培养基中CaCO3的添加量对乙醇产量的影响。实验结果表明低的甘油浓度更有利于乙醇的生产,培养基的弱碱环境更有利于甘油的消耗和乙醇的合成。确定适宜的底物甘油浓度为10g/L,培养基初始pH为7.5,培养时间为60h,CaCO31的添加量为15g/L,乙醇的产量为2.422g/L,甘油摩尔转化率为71.32%。从而得出结论:溶纤维丁酸弧菌WH-2利用生物柴油废液中粗甘油生产乙醇的研究是可行的。