纤维素燃料乙醇同步糖化发酵工艺演示文稿

纤维素燃料乙醇同步糖化发酵工艺演示文稿本文档共30页；当前第1页；编辑于星期日\21点52分（优选）纤维素燃料乙醇同步糖化发酵工艺本文档共30页；当前第2页；编辑于星期日\21点52分目录燃料乙醇发展前景工艺流程同步糖化发酵工艺半连续发酵工艺关键控制点及染菌防治本文档共30页；当前第3页；编辑于星期日\21点52分燃料乙醇发展前景本文档共30页；当前第4页；编辑于星期日\21点52分燃料乙醇的必要性作为未来石油化工产品的替代品减少温室气体排放，符合可持续发展要求原料来源广泛，可再生取代对水质污染严重的MTBE纤维素乙醇在我国的优势不与民争粮，不与粮争地调整农业产业结构便于收集，适合大规模工业化生产改善玉米芯、秸秆焚烧带来的环境污染减少汽车尾气中有毒物质的排放能源危机粮食短缺环境污染多元化能源格局资源丰富清洁可再生本文档共30页；当前第5页；编辑于星期日\21点52分燃料乙醇的世界生产水平巴西:约为1265万t/年美国:800万t/年中国:200万t/年欧盟:176万t/年印度:实际开工不到100万t/年燃料乙醇作为木质纤维素生物炼制的先锋产品，其开发已受到包括中国在内的世界各国和石油大公司的普遍重视。本文档共30页；当前第6页；编辑于星期日\21点52分IogenCorporration（Canada）Pilotsystemscale:3000ton/afeedstock:straw,grassesandcornstalksNationalRenewableEnergyLaboratory（America）Pilotsystemscale:300ton/afeedstock:wood,strawTsukishimaKikaiCo.,LTD.（Japan）Pilotsystemscale:100ton/dayfeedstock:wastehousewood河南天冠集团(中石油)年产30万吨燃料乙醇生产线

原料:薯干、鲜薯、木薯安徽丰原集团（中粮生化）年产：37~38万吨乙醇原料:薯干、鲜薯、木薯EtekEtanolTeknikAB

（Sweden）Pilotsystemscale:500liter/dayfeedstock:willow本文档共30页；当前第7页；编辑于星期日\21点52分纤维素乙醇在中国：中国石化、中粮集团联合丹麦诺维信（Novozyme）公司，以燃料乙醇为目标产品进行研究开发，已在中粮集团建设500吨/年中试示范生产线。此外，河南天冠集团、安徽丰原集团、吉林燃料乙醇有限公司、华东理工大学等也建成规模不等的纤维素燃料乙醇中试生产线。山东龙力生物科技股份有限公司成为国内第一家纤维素燃料乙醇定点生产企业。国内开展木质纤维素生物质糖关键技术及生物质糖后续发酵的研究单位主要有南京林业大学、清华大学、山东大学、南京工业大学、中国科技大学、华东理工大学、华南理工大学、浙江大学、广西大学、中国科学院（微生物所、过程研究所、大连物化所、广州能源所、青岛能源所）等。本文档共30页；当前第8页；编辑于星期日\21点52分工艺流程本文档共30页；当前第9页；编辑于星期日\21点52分工艺流程纤维素酶制备同步糖化发酵产品分离纯化本文档共30页；当前第10页；编辑于星期日\21点52分预处理技术纤维素酶制备同步糖化发酵产品分离纯化玉米芯6目滚筒筛0.1～0.3%硫酸预处理1.6～1.8%硫酸水解(蒸汽爆破)木糖渣水解液木质素分离纯化木糖分离纯化脱木质素渣木质素（纤维素含量85%以上）本文档共30页；当前第11页；编辑于星期日\21点52分预处理技术纤维素酶制备同步糖化发酵产品分离纯化纤维素酶菌种（斜卧青霉）摇瓶培养无菌空气一级菌种扩培木糖渣二级菌种扩培配料及营养盐产酶发酵纤维素酶

（内切酶，外切酶，β-葡萄糖苷酶）本文档共30页；当前第12页；编辑于星期日\21点52分预处理技术纤维素酶制备同步糖化发酵产品分离纯化酵母活化发酵罐空消灭菌投料调pH，控温加纤维素酶加酿酒酵母补料同步糖化发酵温度，pH，酸度，残糖检测乙醇酵母蛋白CO2本文档共30页；当前第13页；编辑于星期日\21点52分预处理技术纤维素酶制备同步糖化发酵产品分离纯化6、酵母蛋白1、食品级木糖2、高分子材料木质素3、纤维素酶4、燃料乙醇5、食品级CO2本文档共30页；当前第14页；编辑于星期日\21点52分同步糖化发酵工艺本文档共30页；当前第15页；编辑于星期日\21点52分纤维素酶制备酶制剂车间由六大系统组成1、无菌空气系统2、循环水系统3、蒸汽系统4、消泡系统5、料液管路系统6、自控系统（温度电极、pH电极、溶氧电极、消泡电极、搅拌变频、通气自控）发酵罐结构及灭菌演示本文档共30页；当前第16页；编辑于星期日\21点52分同步糖化发酵发酵罐空消一次投料加纤维素酶加脱木素渣加酿酒酵母补料同步糖化发酵酵母活化酒发酵罐区组成：活化罐发酵罐上料绞龙渣场本文档共30页；当前第17页；编辑于星期日\21点52分分批培养中微生物的生长迟滞期对数生长期稳定期死亡期时间酵母对数值本文档共30页；当前第18页；编辑于星期日\21点52分迟滞期对数生长期稳定期死亡期微生物生长分为：迟滞期、对数生长期、稳定期和死亡期迟滞期：菌体没有分裂只有生长，因为当菌种接种入一个新的环境，细胞内的核酸、酶等营养物质被稀释，这时细胞不能分裂。是微生物适应环境的过程本文档共30页；当前第19页；编辑于星期日\21点52分对数生长期：当细胞内的与细胞分裂相关的物质浓度达到一定程度，细胞开始分裂，这时细胞生长很快，比生长速率几近常数。这个时期称为对数生长期迟滞期对数生长期稳定期死亡期细胞出芽率出芽率是反应酵母菌体细胞旺盛与否、培养条件是否适宜、营养是否丰富的重要标志，主要是反应酵母细胞的繁殖状况，出芽酵母多，表明酵母正处于繁殖旺盛期，即对数期，正好作菌种用，成熟酒母醪中要求酵母细胞出芽率在20—30％，最低不得低于15％，出芽率过低，则应查找原因，采取相应措施，以期提高出芽率。本文档共30页；当前第20页；编辑于星期日\21点52分图一图四图三图二图一：酵母结构图二：酵母出芽生殖、分裂生殖图三：电子显微镜下酵母出芽生殖图四：光学显微镜下酵母形态本文档共30页；当前第21页；编辑于星期日\21点52分迟滞期对数生长期稳定期死亡期随着细胞生长，培养液中的营养物减少，代谢废物积累，导致细胞生长速率下降，进入减速期和稳定期。最后当细胞死亡速率大于生成速率，进入死亡期对于初级代谢产物，在对数生长期初期就开始合成并积累，而次级代谢产物则在对数生长期后期和稳定期大量合成。发酵产物乙醇属于次级代谢产物。在稳定期积累。本文档共30页；当前第22页；编辑于星期日\21点52分灭菌5m3料酵母和无机盐无机盐和促进剂满灌测数温度30-32℃固形物10-13%通风/小时酸度<3酵母活化本文档共30页；当前第23页；编辑于星期日\21点52分发酵罐空消一次投料加纤维素酶加脱木素渣加酿酒酵母补料同步糖化发酵酵母活化纤维素酶是水解纤维素生产葡萄糖及纤维二糖的一类酶的总称。它不是单一酶,而是起协同作用的多组分酶系,包括葡聚糖内切酶(EG),葡聚糖外切酶(CBH)和β-葡萄糖苷酶(BG),其中起关键作用的是葡聚糖内切酶(EG),它随机切割纤维素多糖链内部的无定型区,产生不同长度的寡糖和新链,葡聚糖外切酶将寡糖和新链切割成纤维二糖，最后，在β-葡萄糖苷酶(BG)的作用下，将纤维二糖分解为葡萄糖。不溶性纤维素EG不溶性和可溶性纤维寡糖CBH纤维二糖葡萄糖BGBG纤维素酶的作用机理本文档共30页；当前第24页；编辑于星期日\21点52分温度pH值固形物（16-17%）8m3玉米水纤维素酶+酵母水物料发酵罐空消一次投料加纤维素酶加脱木素渣加酿酒酵母补料同步糖化发酵酵母活化本文档共30页；当前第25页；编辑于星期日\21点52分脱木质素渣产酒工艺本文档共30页；当前第26页；编辑于星期日\21点52分半连续发酵工艺本文档共30页；当前第27页；编辑于星期日\21点52分半连续发酵工艺指在发酵过程的中期周期性地放出部分含有产物的发酵液，然后再补加相同体积的新鲜培养基的发酵工艺半连续发酵工艺是指，主发酵阶段采用连续发酵，后发酵阶段采用间歇发酵的方式工艺流程如下:酒母2#发酵