木薯纤维素乙醇发酵的纤维素酶成本评价.pdf

312 方镇宏 等/木薯纤维素乙醇发酵的纤维素酶成本评价 生 物 工 程 学 报 Chinese Journal of Biotechnology March 25, 2013, 29(3): 312−324 /cjbcn ©2013 Chin J Biotech, All rights reserved 研究报告 木薯纤维素乙醇发酵的纤维素酶成本评价 1 2 2 1 1 方镇宏 ，邓红波 ，张小希 ，张建 ，鲍杰 1 华东理工大学生物工程学院 生物反应器工程国家重点实验室，上海 200237 2 中国石油吉林燃料乙醇有限责任公司，吉林 吉林 132101 方镇宏, 邓红波, 张小希, 等. 木薯纤维素乙醇发酵的纤维素酶成本评价. 生物工程学报, 2013, 29(3): 312−324. Fang ZH, Deng HB, Zhang XX, et al. Evaluation of the cellulase cost during the cassava cellulose ethanol fermentation process. Chin J Biotech, 2013, 29(3): 312−324. 摘 要: 木薯中的纤维素成分约占木薯干重的 10 ％ ( W/W) 。文中以木薯燃料乙醇生产的木薯纤维素酒渣为原 料，从纤维素酶成本角度评估了三种利用木薯纤维素组分发酵生产乙醇的方法，包括木薯纤维素酒渣的直接糖 化和乙醇发酵、木薯纤维素酒渣预处理后的糖化与乙醇发酵、木薯乙醇发酵中同步淀粉与纤维素糖化以及乙醇 发酵。结果表明，前两种方法的纤维素利用效率不高，酶成本分别达到 13 602、11 659 元/吨乙醇。第三种方 法，即在木薯乙醇发酵过程同时加入糖化酶和纤维素酶，进行同步淀粉与纤维素糖化，进而进行乙醇发酵，木 薯纤维素乙醇的收益最高。发酵结束时的乙醇浓度从 101.5 g/L 提高到 107.0 g/L，纤维素酶成本为3 589 元/吨 乙醇。此方法利用木薯纤维素与木薯淀粉同时进行，不会带来额外的设备及操作投入，酶成本低于产品乙醇价 格，可实现盈利，因此第三种方法为木薯纤维用于乙醇发酵的最适方法，本研究结果将为木薯乙醇产业深度利 用木薯纤维提供依据。 关键词: 木薯纤维素酒渣，乙醇发酵，同步淀粉与纤维素糖化，成本评价 Received: October 9, 2012; Accepted: December 12, 2012 Supported by: National Basic Research Program of China (973 Program) (No. 2011CB707406), National High Technology Research and Development Program of China (863 Program) (No. 2012AA022301), National Natural Science Foundation of China (No. , China Postdoctoral Science Foundation (Nos. 2011M500742, 2012T50380), Fundamental Research Funds for the Central Universities of China (Nos. WF0913005,