[发明专利]一种纤维质原料固态发酵生产燃料乙醇的方法和装置

摘要

本发明公开了一种纤维质原料固态发酵生产燃料乙醇的方法及装置，本发明将混合菌固态发酵产酶和底物降解同步发酵产乙醇耦合在一起，充分利用固态发酵过程微生物及其新陈代谢作用合成的有效酶对底物的连续酶解作用，促使底物中纤维素和半纤维素获得有效降解；充分利用底物降解过程产生的高浓度糖及其未降解基质和发酵同步合成的复合酶混合物，将碳源基质同步糖化发酵转化为乙醇，乙醇产率达到理论转化率的37%以上，此过程避免了高成本商业纤维素酶的应用，可以大大降低燃料醇的生产成本；本发明提供的固态浅盘发酵装置，结构简单、制作容易，可克服单一菌株发酵产酶的缺陷及固态发酵反应器中基质温湿度分布不均一、易感染杂菌等问题。

主权项

一种纤维质原料固态发酵生产燃料乙醇的方法，包括以下步骤：a、原料碱法预处理：取粉碎过60目筛后的纤维质原料，在固液质量比1:20的条件下与0.5mol/L的NaOH溶液混合，80℃水浴搅拌反应2h后，固液分离，固体经过滤洗涤至pH中性，50℃烘干至恒重保存；b、固态发酵培养基配置：往经碱处理的纤维质原料里添加麸皮，所述纤维质原料与麸皮的质量比为7:3，再加入配置好的Mandel营养盐溶液，固液比为1:2.5，充分搅拌均匀得到底物；c、固态浅盘发酵培养：在简易固态浅盘发酵装置的发酵浅盘中装入步骤b得到的底物，随后将浅盘置于发酵反应器，121℃高压灭菌20min，冷却后，按体积比为8%的接种量均匀接种孢子悬液，然后将发酵反应器放入恒温恒湿箱中，于28～30℃、接触空气条件下，连续发酵培养72h，发酵产物经无菌水浸提，测总糖含量和酶活力；所述孢子悬液的制备过程为：将里氏木霉CICC40359、斜卧青霉LSM‑1或CICC40361菌株分别在PDA培养基上30℃恒温培养6～7d，待孢子成熟后，将孢子接入PDA液体种子培养基中，在30℃好氧条件下培养48h，使菌丝量干重达6～8g/L，按照体积接种比CICC40359:LSM‑1为1:3或CICC40359:CICC40361为1:2接种；d、乙醇发酵：将步骤c发酵72h后的混和底物平行样从浅盘移至三角瓶中，加入0.2M,pH5.0的HAc‑NaAc缓冲液，充分搅拌后接入酿酒酵母进行乙醇发酵，定时取样检测乙醇含量和底物中残余糖含量。