本发明专利技术公开了一种同步糖化共发酵生产乙醇的方法，包括如下步骤：(1)将秸秆浸于氨水中进行预处理，得到固液混合物，分离，得到预处理后的固体，干燥；(2)将干燥固体、纤维素水解酶和水混合，调节pH，酶解，从酶解开始，补加干燥固体和纤维素水解酶；(3)向步骤(2)获得的混合液接种酿酒酵母，发酵，从发酵开始，补加干燥固体、纤维素水解酶和酿酒酵母，得到富含乙醇的发酵液体；所述酿酒酵母的保藏编号为CGMCC No.6634。本发明专利技术的方法可以在进行高固含量同步糖化共发酵时有效解决混合不均等问题。菌株的流加可以降低高固含量发酵时抑制物的浓度，改善菌株的活性，使乙醇产量提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物质新能源
，特别涉及一种综合使用底物、酶和菌株流加策略进行高固体含量同步糖化共发酵生产乙醇的方法。
技术介绍
目前，地球上原油的可探明储量没有增加而产量已接近了极限，人类正面临着能源与石油危机的严峻挑战。许多国家开始制定或调整能源政策，把生物能源的研究和开发摆在了重要的位置。乙醇作为安全、洁净的燃料及汽油添加剂目前己经备受关注。传统的乙醇发酵工业主要以玉米、小麦等粮食淀粉或甘蔗汁为原料，但其原料成本高达总成本的40%。而中国地少人多的国情现状，也决定了基于粮食为原料的乙醇大规模生产必将导致“与人畜争粮，与粮食争地”的不利局面。木质纤维原料是地球上最丰富、最廉价的可再生资源。我国的木质纤维原料也非常丰富，每年仅农作物秸杆就有7亿多吨，加上数量巨大的林业纤维废料和工业纤维废渣，每年可利用的木质纤维原料总量可达20亿吨以上。 近年来，木质纤维素乙醇技术虽然取得了长足的进步，但成本依然很高而无法进行商业应用。提高发酵最终乙醇浓度可以降低木质纤维素乙醇的生产成本，因为后续乙醇精馏的成本随着乙醇浓度的增加而降低。以下两个方面可以提高发酵最终乙醇浓度:第一，木质纤维原料中纤维素约占干重的35-45%，半纤维素约占20-40%，其中半纤维素主要组成部分是木聚糖，一般酵母无法利用木糖。因此通过基因重组方法将木糖代谢途径引入酵母，使酵母可以同时利用葡萄糖和木糖进行发酵可以有效提高乙醇浓度；第二，增加固体含量，进行高固含量发酵。但是，高固含量发酵会产生发酵混合物粘度增加、混合不均、传质受阻和抑制物浓度增加等不利因素。为了解决这些问题，在进行高固含量同步糖化共发酵时可以采用预酶解和分批补料等策略。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有木质纤维素乙醇生产中高固含量发酵时产生的发酵混合物粘度增加、混合不均、传质受阻和抑制物浓度增加等问题，提出一种综合使用底物、酶和菌株流加策略进行高固体含量同步糖化共发酵生产乙醇的方法。 本专利技术的技术方案概述如下: ，包括如下步骤: (I)将秸杆浸于氨水中进行预处理，得到固液混合物，分离，得到预处理后的固体，干燥； (2)方法一: 将干燥固体、纤维素水解酶和水按比例为2-4g:2-6FPU:80-92g混合，调节pH至 4.5-5.5，进行酶解，酶解12-48h ； 方法二: 将干燥固体、纤维素水解酶和水按比例为2-4g: 2-6FPU: 80-92g混合，调节pH至4.5-5.5，进行酶解，酶解12-48h ;从酶解开始，每间隔6_24h补加I次干燥固体和纤维素水解酶，共补加1-3次，每次补加2-4g干燥固体和2-6FPU纤维素水解酶； (3)向步骤(2)获得的混合液接种酿酒酵母，使浓度为0.5_2g/L，进行同步糖化共发酵，发酵72h-144h，从发酵开始，间隔12-24h补加I次干燥固体、纤维素水解酶和酿酒酵母，干燥固体和纤维素水解酶共补加2-5次，酿酒酵母补加2-4次，干燥固体每次补加量为2-4g，纤维素水解酶每次补加量为2-6FPU，酿酒酵母每次补加使浓度为0.5-2g/L，固液分离，得到富含乙醇的发酵液体；所述酿酒酵母的保藏编号为CGMCC N0.6634。 步骤(1)优选为，按质量比为1:5-10的比例将秸杆浸于质量浓度为25% -28%的氨水中，在160°C _220°C，进行浸泡预处理20-60min，得到固液混合物，分离，得到预处理后的固体，干燥。 同步糖化共发酵的温度较好的是33°C -39°C。 秸杆为农作物秸杆，优选玉米秸杆、小麦秸杆、高粱秸杆或水稻秸杆。 本专利技术具有如下优点: (1)底物和酶的流加可以在进行高固含量同步糖化共发酵时有效解决混合不均等问题。 (2)菌株的流加可以降低高固含量发酵时抑制物的浓度，改善菌株的活性，使乙醇广量提闻。 【具体实施方式】 本专利技术使用的酿酒酵母命名为SyBE005，已于2012年9月27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(CGMCC)，其保藏编号为CGMCC No6634，建议的分类名为:酿酒酵母Saccharomyces Cerevisiae0并已存活。保藏地址为北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，邮政编码100101，电话010-64807355。 下面通过具体实施例对本专利技术作进一步说明。 下面的实施例是为了使本领域的技术人员能够理好地理解本专利技术，但并不对本专利技术作任何限制。 实施例1 ，包括如下步骤: (I)按质量比为1:10的比例将玉米秸杆在不锈钢反应器内浸于质量浓度为25%的氨水中在220°C，进行浸泡预处理20min，得到固液混合物，分离，得到预处理后的固体，干燥； (2)将干燥固体、纤维素水解酶和水按比例为4g:6FPU:80g混合，调节pH至4.5，进行酶解，酶解12h ； (3)无菌操作，向步骤(2)获得的混合液接种酿酒酵母，使浓度为0.5g/L，进行同步糖化共发酵，在39°C，150rpm条件下，发酵144h，从发酵开始，间隔24h补加I次干燥固体、纤维素水解酶和酿酒酵母，干燥固体和纤维素水解酶共补加5次，酿酒酵母补加4次，干燥固体每次补加量为2g,纤维素水解酶每次补加量为2FPU,酿酒酵母每次补加使浓度为 0.5g/L，固液分离，得到富含乙醇的发酵液体；发酵液体最终乙醇浓度为56.2g/L。 实施例2 ，包括如下步骤: (I)按质量比为1:5的比例将小麦秸杆在不锈钢反应器内浸于质量浓度为28%的氨水中在160°C，进行浸泡预处理60min，得到固液混合物，分离，得到预处理后的固体，干燥； (2)将干燥固体、纤维素水解酶和水按比例为2g:2FPU:92g混合，调节pH至5.5，进行酶解，酶解48h ； (3)无菌操作，向步骤(2)获得的混合液接种酿酒酵母，使浓度为2g/L，进行同步糖化共发酵，在39°C，150rpm条件下，发酵72h，从发酵开始，间隔12h补加I次干燥固体、纤维素水解酶和酿酒酵母，干燥固体和纤维素水解酶共补加2次，酿酒酵母补加2次，干燥固体每次补加量为4g，纤维素水解酶每次补加量为6FPU，酿酒酵母每次补加使浓度为2g/L，固液分离，得到富含乙醇的发酵液体；发酵液体最终乙醇浓度为40.3g/L。 实施例3 ，包括如下步骤: (I)按质量比为1:5的比例将小麦秸杆在不锈钢反应器内浸于质量浓度为28%的氨水中在160°C，进行浸泡预处理60min，得到固液混合物，分离，得到预处理后的固体，干燥； (2)将干燥固体、纤维素水解酶和水按比例为2g:2FPU:80g混合，调节pH至4.5，进行酶解，酶解48h ;从酶解开始，每间隔24h补加I次干燥固体和纤维素水解酶，补加I次，每次补加2g干燥固体和2FPU纤维素水解酶； (3)无菌操作，向步骤(2)获得的混合液接种酿酒酵母，使浓度为2g/L，进行同步糖化共发酵，在33°C，150rpm条件下，发酵72h，从发酵开始，间隔12h补加I次干燥固体、纤维素水解酶和酿酒酵母，干燥固体和纤维素水解酶共补加2次，酿酒酵母补加2次，干燥固体每次补加量为2g，纤维素水解酶每次补加量为2FPU，酿酒酵母每次补加使本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种同步糖化共发酵生产乙醇的方法，其特征是包括如下步骤：(1)将秸秆浸于氨水中进行预处理，得到固液混合物，分离，得到预处理后的固体，干燥；(2)方法一：将干燥固体、纤维素水解酶和水按比例为2‑4g:2‑6FPU:80‑92g混合，调节pH至4.5‑5.5，进行酶解，酶解12‑48h；方法二：将干燥固体、纤维素水解酶和水按比例为2‑4g:2‑6FPU:80‑92g混合，调节pH至4.5‑5.5，进行酶解，酶解12‑48h；从酶解开始，每间隔6‑24h补加1次干燥固体和纤维素水解酶，共补加1‑3次，每次补加2‑4g干燥固体和2‑6FPU纤维素水解酶；(3)向步骤(2)获得的混合液接种酿酒酵母，使浓度为0.5‑2g/L，进行同步糖化共发酵，发酵72h‑144h，从发酵开始，间隔12‑24h补加1次干燥固体、纤维素水解酶和酿酒酵母，干燥固体和纤维素水解酶共补加2‑5次，酿酒酵母补加2‑4次，干燥固体每次补加量为2‑4g，纤维素水解酶每次补加量为2‑6FPU，酿酒酵母每次补加使浓度为0.5‑2g/L，固液分离，得到富含乙醇的发酵液体；所述酿酒酵母的保藏编号为CGMCC No.6634。
【技术特征摘要】
1.一种同步糖化共发酵生产乙醇的方法，其特征是包括如下步骤: (1)将秸杆浸于氨水中进行预处理，得到固液混合物，分离，得到预处理后的固体，干燥； (2)方法一: 将干燥固体、纤维素水解酶和水按比例为2-4g: 2-6FPU: 80-92g混合，调节pH至4.5-5.5，进行酶解，酶解12-48h ； 方法二: 将干燥固体、纤维素水解酶和水按比例为2-4g: 2-6FPU: 80-92g混合，调节pH至4.5-5.5，进行酶解，酶解12-48h ;从酶解开始，每间隔6_24h补加I次干燥固体和纤维素水解酶，共补加1-3次，每次补加2-4g干燥固体和2-6FPU纤维素水解酶； (3)向步骤(2)获得的混合液接种酿酒酵母，使浓度为0.5-2g/L，进行同步糖化共发酵，发酵72h-144h，从发酵开始，间隔...
【专利技术属性】
技术研发人员：元英进，朱家庆，李炳志，秦磊，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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