用玉米秸秆纤维作载体制备固定化酵母细胞并用于餐厨废弃物发酵生产燃料乙醇的方法

摘要

本发明公开了一种利用玉米秸秆纤维作为载体制备固定化酵母细胞并用于餐厨废弃物发酵生产燃料乙醇的方法，是将玉米秸秆经过纤维素酶修饰后作为载体制备固定化酵母细胞，并通过对餐厨废弃物中的生物质废弃物进行酶解，离心分离，调节糖度和pH值，然后接种固定化酵母细胞进行厌氧发酵，蒸馏提纯得出工业乙醇。本发明采用的固定化细胞方法具有操作方便、成本低、发酵过程中传质效率高及可实现重复分批发酵和连续发酵等特点；此外本发明采用餐厨废弃物为原料生产燃料乙醇还具有原料便宜、投资少、成本低等特点，且实现了餐厨废弃物的无害化、减量化和资源化。

主权项

一种利用玉米秸秆纤维作为载体制备固定化酵母细胞并用于餐厨废弃物发酵生产燃料乙醇的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将干玉米秸秆去皮、切成小块，称取一定量秸秆小块转入pH＝4.8，0.05M磷酸盐缓冲液中，再加入纤维素酶在40℃条件下进行酶解反应，纤维素酶用量是5‑50FPU/g秸秆，酶解时间为0.5‑6h，反应结束后，用自来水冲洗，直至pH呈中性；(2)载体干燥：将上述制备好的玉米秸秆载体在50℃条件下干燥至恒重，待用；(3)细胞预培养：将酵母菌接入装有YPD培养基的发酵罐中，30℃，150rpm条件下培养24h，再在4℃，8000rpm条件下离心得到菌体，最后重悬于生理盐水制成1×109cells/mL酵母细胞浓缩液，待用；(4)固定化细胞制备：向上述每升细胞悬浮液中浸入1‑1000g干燥后载体，30℃、100rpm条件下培养24h，再过滤、除去游离细胞，待用；(5)对餐厨废弃物进行分拣，将其中的非生物质废弃物挑选出来进行分类回收；(6)经过分拣后的餐厨废弃物按照1∶0.5‑2的比例与水混合，然后加入α‑淀粉酶和糖化酶酶解，温度保持在40‑80℃，时间为1‑8h；每克生物质废弃物添加α‑淀粉酶1‑50u、糖化酶1‑200u；(7)分拣后的餐厨废弃物经过酶解后再经过离心，得到酶解液，酶解液用于乙醇发酵，固形物残渣送入沼气池中；(8)检测酶解液的糖度和pH值，并对这两个参数进行调整，调整后的糖度为18‑22％，pH值为4‑7；(9)然后酶解液接种工业酒精酵母进行厌氧发酵，接种量为1％‑10％(w/v)，发酵温度30‑34℃，最后制得含有8％‑11％乙醇发酵液；(10)乙醇提纯，将乙醇发酵液进行蒸馏提纯，获得燃料乙醇产品。