【正文】 ( TrichodermareeseiTJK2108) ,由河北省唐山職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物化學(xué)實驗室通過( Trichodermareesei Rut C230 選育得到。因此 ，現(xiàn)階段國家對生物燃料乙醇項目建設(shè)實行核準(zhǔn)制。每年地球上由光合作用生成的植物體總量達l011 kg， 40％是纖維素。如巴西甘蔗能量比達到 1︰ 8以上，玉米、小麥等糧食作物及木薯、甘薯大約是 1︰ ～ ，產(chǎn)生正效益 [1]。 4 燃料乙醇生產(chǎn)原料 一次能源必將耗竭，研究、開發(fā)可再生能源勢在必行。這一產(chǎn)量的制定主要取決于全國用于非糧生產(chǎn)的鹽堿地和荒地面積 。財政補貼額逐年減少， 2020 年每生產(chǎn)一噸燃料乙醇國家給予 1373 元補貼，到 2020 年底將采取彈性補貼方式以盡可能避免企業(yè)虧損 [1]。以 此為契機， 8年前中國上馬了燃料乙醇項目，也意在解決過剩陳化糧問題。 “十一五 ”期間將生產(chǎn) 600 萬噸生物液態(tài)燃料，其中燃料乙醇 500萬噸。為推廣燃料乙醇，美國制定了積極的經(jīng)濟激勵政策，計劃從 2020 年至 2020年，可再生能源燃料年用量從 1200 萬噸增加到 2300萬噸。 不過在現(xiàn)有 汽油發(fā)動機 上，單純的換用燃料乙醇也會在燃燒值、動力性 和 耐腐蝕性 上產(chǎn)生一定的性能下降，并不能很好體現(xiàn)燃料乙醇的優(yōu)勢。 燃料乙醇的出現(xiàn)不僅僅減少了對石油資源的依賴，燃料乙醇還可以很大程度的改善 汽車尾氣污染 和提升發(fā)動機燃燒效率。由于乙醇是燃油氧化處理的增氧劑，可以使汽油增加內(nèi)氧燃燒充分，達到節(jié)能和環(huán)保目的。因此燃料乙醇專用發(fā)動機便應(yīng)運而生。日本重點研究利用農(nóng)、林廢棄物等植物纖維素制備燃料乙醇。實踐證明我國過去以糧食為原料生產(chǎn)燃料乙醇，不符合國情，探索 非糧能源資源是大勢所趨 [1]。經(jīng)過 19992020 幾年間不懈努力，國家首批 4家燃料乙醇定點生產(chǎn) 企業(yè) 完成了規(guī)劃建設(shè)的 102 萬噸產(chǎn)能，基本實現(xiàn)了 “十五 ”提出的 “拉動農(nóng)業(yè)、保護環(huán)境、替代能源 ”三大戰(zhàn)略目標(biāo)。未來工作依據(jù)是國家《生物燃料乙醇及車用乙醇汽油 “十一五 ”發(fā)展專項規(guī)劃》，其總體思路是積極培育石油替代市場，促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展；根 據(jù)市場發(fā)育情況，擴大發(fā)展規(guī)模；確定合理 布局，嚴(yán)格市場準(zhǔn)入；依托主導(dǎo)力量，提高發(fā)展質(zhì)量；穩(wěn)定政策支持，加強市場監(jiān)管。并且國家將繼續(xù)實行生物燃料乙醇 “定點生產(chǎn)、定向流通、市場開放、公平競爭 ”的相關(guān)政策 燃料乙醇是通過對乙醇進一步脫水，再加上適量變性劑制 成。以混配乙醇汽油 (E10 乙醇汽油 ) 為例，每用 1000 萬噸就可節(jié)省 1O0 萬噸汽油，而要提煉這些汽油至少需要 300 萬噸原油，足見乙醇的能源戰(zhàn)略地位 [1]。然而以糧食為原料，勢必與人 “爭糧 ”、 “爭地 ”，利用非糧資源是大勢所趨。按全球人口平均，每人每天可分?jǐn)偟?56 kg。 “十一五 ”專項規(guī)劃要求燃料乙醇生產(chǎn)走 “非糧 ”路線。熱帶假絲酵母 ( Candida tropicalis) ,購于中國菌種保藏中心。 1. 2 玉米秸稈生產(chǎn)乙醇的總工藝流程 (圖 1) 1. 2. 1 玉米秸稈的預(yù)處理。取預(yù)處理后的玉米秸稈 ,過濾 ,濾渣用水和丙酮洗至 pH 值呈中性 ,其主要成分為纖維素。 1. 2. 4 發(fā)酵。 1. 2. 4. 2 最佳時間的確定。 1. 2. 4. 4 最佳纖維素酶用量的確定。 1. 2. 4. 6 最佳酵母菌接種比例的確定。 1. 3 乙醇含量測定 采用氣相色譜法 [11] 。正常條件下 ,纖維素的水解需要十分苛刻的條件 ,但是經(jīng)稀硫酸處理 ,半纖維素水解、纖維素和木質(zhì)素分離開后 ,可以大大增加纖維素的水解性 ,這時加入纖維素酶 ,纖維素酶先吸附到纖維素表面 ,然后其中的內(nèi)切酶在葡聚糖鏈的隨機位點水解底物產(chǎn)生寡聚糖 ,外切酶從葡聚糖鏈的還原或非還原端進行水解產(chǎn)生纖維二糖 ,β 2葡萄糖苷酶水解纖維素二糖為葡萄糖。固態(tài)培養(yǎng)過程中各主要影響因素的變化見表 2?？梢?,纖維素酶產(chǎn)生菌 ( Trichoderma reeseiTJK2108) 的固態(tài)培養(yǎng)時間以7 d 為最佳。產(chǎn)酶培養(yǎng)基初始 pH 值為 4. 8 。纖維素酶主要是胞外 37卷 3期 袁麗婷 玉米秸稈發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的工藝研究 923 酶。溫度過高 ,發(fā)酵過程中所需要的一些酶會因此失活 ,也影響乙醇產(chǎn)率。 2. 4 發(fā)酵時間對乙醇產(chǎn)率的影響 乙醇發(fā)酵需要一個合理的發(fā)酵周期 ,發(fā)酵時間的長短直接影響著乙醇產(chǎn)率的高低。發(fā)酵 72 h 以后 ,乙醇產(chǎn)率開始降低。 2. 5 轉(zhuǎn)速對乙醇產(chǎn)率的影響 纖維素酶解需要與底物充分接觸 。木糖醇脫氫酶將木糖醇轉(zhuǎn)化為木酮糖 。 2. 6 纖維素酶用量對乙醇產(chǎn)率的影響 預(yù)處理的玉米秸稈經(jīng)纖維素酶酶解成葡萄糖及纖維二糖 ,纖維素酶的用量直接決定著預(yù)處理玉米秸稈纖維素的最終水解情況及乙醇產(chǎn)率。因此 ,該試驗中發(fā)酵溫度較低為 31 ℃。 因此 ,選用 35 IU/ g 纖維素酶濃度較為合適 [17] 。 2. 8 酵母菌接種比例對乙醇產(chǎn)率的影響 采用混合菌種發(fā)酵生產(chǎn)乙醇 ,2 種菌的比例對乙醇產(chǎn)率有著一定的影響 ,熱帶假絲酵母既能發(fā)酵葡萄糖又能發(fā)酵木糖生產(chǎn)乙醇 ,但其發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)乙醇 能力較差 ,發(fā)酵木糖產(chǎn)乙醇能力較強 ,而釀酒酵母一般不能發(fā)酵木糖 ,但它能快速有效地發(fā)酵葡萄糖生產(chǎn)乙醇。將乙醇進一步脫水再加上適量汽油后形成變性燃料乙醇。作為重要能源戰(zhàn)略．美國還制定了相關(guān)的法律和扶持政策．對車用乙醇汽油的生產(chǎn)和使用給予財政補貼。 1996年．美國 國家地質(zhì)綜合考察部的一篇研究報告指出 作為汽油增氧劑的 MTBE，在喊少空氣污染的同時卻增加了水質(zhì)污染。如果 2020年美國在全國范圍內(nèi)全面禁止使用 MTBE，將極大地刺激車用乙醇汽油的 需求增長 這是由于含 10 乙醇的汽油不要求改變汽車發(fā)動機，可減少空氣污染．并有和 MTBE相同的效果，所以各酒精生產(chǎn)公司對燃料乙醇的發(fā)展持樂觀態(tài)度。 2020年該國燃料乙醇總產(chǎn)量達 793萬噸，約占該國 汽油消耗總量的 l／ 3。 2993年，敢洲共同體建議提高歐洲的燃料乙醇產(chǎn)量，要求汽油摻含 5 的乙醇，并將用生物物質(zhì)生產(chǎn)的乙醇貨物稅降低到相當(dāng)于礦物燃料貨物稅 10 的水平 歐共體積極發(fā)展車用乙醇汽油最直接的原因是解決農(nóng)產(chǎn)品過剩問題。美國國家研究委員會組織多個機構(gòu)的眾多專家研究并發(fā)表了“基于生物的工業(yè)產(chǎn)品：科研及產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)先領(lǐng)域”的研究報告。 2020年 4月，河南天冠集團公司和黑龍江華潤金玉實業(yè)有限公司老廠變性燃料乙醇改擴建項目已相繼投產(chǎn)．今年下半年將在兩省中心城市有選擇的進行推廣使用 據(jù)河南省領(lǐng)導(dǎo)透露．國家計委、中石 化公司已決定，從今 年 7月 1日起．在河南省鄭 、 洛陽、南陽三市的 24冢加油站率先試用車用乙醇汽油 目前，相應(yīng)的加油站改造和調(diào)配中心建設(shè)正加緊實施．已基本具備 7月 1日起在 3個試點城市推廣 試用的條件。九屆人大四次會議通過的《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十個五年計劃綱要》提出，要開發(fā)燃料乙醇等石油替代品，采取措施節(jié)約石油資源變性燃料乙醇是通過光合作用，從田間獲得的再生資源，是可以轉(zhuǎn)化的太陽能，資源十分豐富。糧食雖然增產(chǎn)．但并未形成“增產(chǎn) — — 消費 —— 刺激再生產(chǎn)”的良性循環(huán)。因此．不會對糧食供應(yīng)產(chǎn)生沖擊。 2． 3 推廣使用車用乙醇汽油的總體思路和原則車用乙醇汽油雖然在國外已成功使用，但在我國卻是一項全新的工作 為積極而穩(wěn)妥地在