木质纤维素发酵产乙醇研究开题报告

国内外同类研究概况

随着世界人口的增加和各国工业化程度的提高，能源的消耗也在稳步增加。石油是满足能源需求的主要资源，但是石油资源是有限的，科学家们预测2050年原油的生产将由现在的每年250亿桶下降到50亿桶[1]，所以开发新的可替代能源引起科学家们广泛的兴趣。乙醇是一种可以通过糖发酵获得的可再生能源。在美国，乙醇已经被广泛地作为特殊的石油替代品。从20世纪80年代开始，用玉米生产的燃料乙醇就被作为酒精－汽油混合燃料或者氧化燃料来使用。这些气体燃料中包含乙醇的体积量高达10%。使用乙醇混合燃料不但可以减少汽油的用量，还可以减少温室气体的排放。然而使用玉米生产的乙醇燃料比石化燃料成本高，因为玉米既要提供食品和饲料、又要用于大量地生产乙醇，这是不可行的，毕竟土地资源是有限的。废弃木质纤维原料比如农林废弃物、草、锯末和木片等是潜在的生产乙醇的可再生性资源。据最新资料表明全球生物燃料乙醇产量、消费与进出口总产量呈上升趋势，全球生物燃料乙醇，1984～1998年总产量为128.8～205.2亿l，平均每年以5.5%的增长率呈平稳、缓慢的上升发展状态，1999～2009年总产量为188.2～727.8亿l，平均以每年54%的增长率呈快速的上升发展趋势[2]。世界各国中美国以纤维素制乙醇的技术开发较早。美国能源部1999年提出计划,到2015年把燃料乙醇的成本降低36%,并拟定了开发方向:研发转基因技术,使产纤维素酶酵母的活性比现有水平提高10倍以上;完善同步糖化发酵法(ssf)和并行糖化共发酵法(sscf,即糖化和五碳糖、六碳糖共发酵)的技术;选育纤维素直接发酵菌菌种,以开发直接发酵法(dmc)。1999年,美国可再生能源研究所和有关开发企业的关键的发酵技术已达到相当高的水平,但尚存在一些问题。当时,用纤维素降解的糖化液中糖的浓度可达12%～20%,发酵液中乙醇的浓度可达6%～10%,其中用酵母对糖蜜发酵,间歇式工艺所产的乙醇的浓度为12%～13%,而连续式工艺仅8%～11%。

1纤维素的水解

3. 研究的基本内容与计划

实验内容：以树干毕赤酵母为出发菌株，研究木质纤维素水解糖的脱毒及发酵产乙醇过程，优化发

酵培养基、发酵条件及发酵过程。

实验计划：1-2周，查资料，了解研究内容，对实验涉及仪器、操作方法有一定了解。

4. 研究创新点

实验对比有机改性的膨润土、硅藻土、沸石去除抑制物的能力，以筛选出去除抑制物最佳的吸附剂材料，从pH、温度、用量、时间、吸附等温线等方面优化吸附条件。