摘要:
生物丁醇作為可再生生物能源,具有良好應(yīng)用前景.在生物丁醇發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中,生物丁醇的產(chǎn)物抑制,低ABE溶劑產(chǎn)率,發(fā)酵液中低溶劑濃度使得生物丁醇發(fā)酵及分離成本高居不下.固定化發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)載體保護(hù)細(xì)胞而不易流失,使得其對(duì)惡劣生長(zhǎng)環(huán)境的抵抗能力增強(qiáng),發(fā)酵體系具有更高的溶劑時(shí)空產(chǎn)率和發(fā)酵穩(wěn)定性.近年來(lái),以植物纖維為固定化載體的纖維床反應(yīng)器作為一種新型的細(xì)胞固定化方法而受到廣泛關(guān)注.本文利用農(nóng)業(yè)廢棄木質(zhì)纖維素秸稈殘?jiān)鳛楣潭ɑd體進(jìn)行ABE連續(xù)固定化發(fā)酵生產(chǎn)生物丁醇.在固定化批次發(fā)酵過(guò)程中,ABE產(chǎn)率和糖對(duì)溶劑轉(zhuǎn)化率較傳統(tǒng)游離發(fā)酵相比分別提高了68%和24%,達(dá)到了0.37g/L·h和0.41g/g.對(duì)甜高粱渣載體粒徑、添加量、發(fā)酵底物濃度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化,并利用稀NaOH,稀H2SO4,氨水,H2O2進(jìn)行固定化載體改性.結(jié)果表明,利用稀NaOH改性載體進(jìn)行發(fā)酵,獲得理想ABE發(fā)酵產(chǎn)率.在最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下,進(jìn)行長(zhǎng)期ABE固定化反復(fù)批次發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵,總發(fā)酵時(shí)間達(dá)1000h.在連續(xù)發(fā)酵過(guò)程中,當(dāng)稀釋率為0.08/h時(shí),ABE獲得最高濃度,達(dá)到16.5g/L,產(chǎn)率達(dá)到1.32g/L·h.實(shí)現(xiàn)在較高ABE發(fā)酵產(chǎn)率的同時(shí),獲得理想的溶劑濃度.該方法能夠顯著提高生物丁醇的時(shí)空產(chǎn)率,降低丁醇分離工藝成本,具有良好的應(yīng)用前景.