一体化SSFR工艺生产纤维素生物丁醇更具竞争性
美国农业研究服务中心(ARS)的研究人员开发了生产纤维素生物丁醇的一体化方法,其生产的生物丁醇较乙醇
作为汽油的替代品更具竞争性。
由Nasib Qureshi领衔的研究团队于2003年便开始投资从小麦秸杆生产纤维素生物丁醇。初期研究基于发酵工
艺,涉及预处理、酶法水解、采用Clostridium细菌的发酵和回收等4个步骤,后来研究小组将这4步反应中的3
个组合在一起,成为同时进行糖化、发酵和回收(SSFR)的一体化工艺。
在生物反应器经预处理小麦秸杆的稀酸中,同时采用三种商业化酶组合在一起进行糖化,并采用C.
beijerinckii P260培养菌进行发酵,该培养菌可产生丙酮、生物丁醇和乙醇的组合物(ASE)。该工艺不存在用稀
酸预处理过的原料所需的昂贵的脱酸步骤(加过量石灰),可大量节约成本。
第4步骤的气体气提程序用于去除产生的ASE,还能够解决因丁醇集聚在发酵有机物C. beijerinckii上的毒
化效应而引起的产品生成抑制问题。
在初期试运行中,该方法生物丁醇产率比传统的基于葡萄糖的发酵法提高2倍,但是发酵法的速度超过水解速
度。研究人员在工艺过程中加入小批量的辅加糖(称为“批量加入饲料”),可大大提高生物丁醇产量。在为期22
天的“批量加入”操作期间,C. beijerinckii P260培养菌将430g糖(葡萄糖、木糖、阿糖、半乳糖和甘露糖)
转化为192g ASE。如将该工艺放大,则可望从1t小麦秸杆产生307kg(99gal)ASE。
SSFR工艺可大大降低丁醇的生产成本,并使从木质纤维素原料商业化生产丁醇更具经济性。(章)
