[发明专利]一种生物转化玉米纤维生产燃料乙醇的方法

说明书

本发明属于燃料乙醇生产的技术领域，具体涉及一种生物转化玉米纤维生产燃料乙醇的方法。以玉米淀粉生产工业剩余物——玉米纤维为原料，开发了一种高效生物转化玉米纤维生产燃料乙醇的方法，选择C6/C5共发酵酵母LF1，与步骤（1）的玉米纤维水解液进行半同步糖化发酵；并根据不同浓度的水解液，提供了不同的脱毒策略，妥善的解决了水解液中抑制物对菌株发酵的毒害作用，大幅度的提升了发酵效率，并最终通过发酵体积放大及优化形成了玉米纤维原料高效生物转化生产燃料乙醇的整体工艺流程，为下一步中试示范生产奠定了基础。

技术领域

本发明属于燃料乙醇生产的技术领域，具体涉及一种生物转化玉米纤维生产燃料乙醇的方法。

背景技术

发展生物质能源技术是世界范围内新能源格局的重要部分。燃料乙醇因具有高辛烷值、燃烧清洁等优点被认为是新能源发展的理想目标之一，其可持续发展的根本措施是实现以木质纤维素类生物质为原料的纤维素乙醇生产，这对替代石化资源等不可再生能源以及对大气雾霾污染、水土资源污染控制具有重要的战略意义。木质纤维素类生物质是地球上最丰富的可再生资源，兼具来源广、种类多和价格低等特点，以其为原料生产纤维素乙醇（也称为第二代燃料乙醇）是未来燃料乙醇发展的主流方向。目前纤维素乙醇生产原料的研究多以秸秆类农业剩余物居多，而对其他原料的研究较少，且因转化过程中成本居高不下严重阻碍了工业化进程。因此，拓展生产原料利用范围，实现原料利用多元化，对加速纤维素乙醇的工业化生产具有重要的意义。玉米纤维是玉米深加工过程产生的剩余物，全国年均生成量约300万吨，除部分用于饲料或膳食纤维行业外，更大宗地利用渠道尚在探索中。玉米纤维富含纤维素和半纤维素（约占65%），还含有一定比例的淀粉（13%）和粗蛋白（11%），且木质素含量极低（仅约2%），木质素是导致植物致密的结构和坚韧的刚性的主要原因，在以秸秆类为代表的木质纤维素原料利用的过程中，脱除木质素是提高原料水解效率的重要步骤，这无疑增加了应用成本。而玉米纤维低木质素的特性很好的避开了上述问题，不仅无需进行木质素脱除步骤，而且还预示玉米纤维结构松散，存在易于处理的潜在特点。总之，玉米纤维具有高含糖量、低木质素、富含氮源、物理结构松散易于处理，以及容易收、储、运等特点，这充分说它是一种纤维素乙醇生产的优良原料，具备纤维乙醇工业化应用的重要潜力，将其合理有效的高值转化，不仅可增加相关企业的收入亦可对环境产生有利的影响，并且对带动当地经济发展以及加快可再生能源的工业化进程具有重要意义。

发明内容

针对目前纤维素乙醇生产原料的部分局限性，以及实现对工业生产剩余物玉米纤维的高效高值转化，因此亟需开发对于非典型的、地域性的木质纤维素原料的燃料乙醇生产工艺。本发明以玉米淀粉生产工业剩余物——玉米纤维为原料，开发了一种高效生物转化玉米纤维生产燃料乙醇的方法，选择C6/C5共发酵酵母LF1，与步骤（1）的玉米纤维水解液进行发酵；并根据不同浓度的水解液，提供了不同的脱毒策略，妥善的解决了水解液中抑制物对菌株发酵的毒害作用，大幅度的提升了发酵效率，并最终通过发酵体积放大及优化形成了玉米纤维原料高效生物转化生产燃料乙醇的整体工艺流程，为下一步中试示范生产奠定了基础。

本发明的技术方案如下：

一种生物转化玉米纤维生产燃料乙醇的方法，包括以下步骤：

（1）玉米纤维发酵水解液的制备，采用稀酸预处理、纤维素酶酶解，离心除去固态物质，补充酵母粉、蛋白胨，即得；

（2）发酵，选择C6/C5共发酵酵母LF1，与步骤（1）的玉米纤维水解液进行半同步糖化发酵；所述的发酵酵母LF1为酿酒酵母( Saccharomyces cerevisiae)LF1，已于2015年09月08日保藏在“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号)”，保藏编号为CGMCC No .11331。

优选地，还包括将水解液规模放大发酵，生产高浓度乙醇。