丁醇是一種清潔并比乙醇優(yōu)越的燃料,,它的辛烷值達到113,,而乙醇為111。新近商業(yè)興趣已轉(zhuǎn)向丁酵,,生產(chǎn)丁醇有幾種較新的技術(shù):濃縮基質(zhì)發(fā)酵,,上流和下流工藝。除了開發(fā)優(yōu)越的微生物種類和新工藝技術(shù),,基質(zhì)成本在丁醇的商業(yè)化生產(chǎn)中扮演重要角色,。已經(jīng)找到和確定小麥稈是一種生產(chǎn)丁醇的合適基質(zhì)。
根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織,,2006年全球生產(chǎn)出約616×106t小麥,,包括在美國生產(chǎn)的51.0×106t。估計一年產(chǎn)出的小麥稈有1.85×109t,。小麥稈含有35-45%纖維素,,20-30%半纖維素和比例較低的木質(zhì)素(<20%)。低木質(zhì)素含量使小麥稈轉(zhuǎn)化為生物燃料特別有吸引力,。
近來一些研究顯示,,對小麥稈稀酸預處理是一個較可取的方法,它產(chǎn)生高可消化性的基質(zhì),,因而較易發(fā)生纖維素酶水解,,并從半纖維素產(chǎn)生相當多的糖。另有實驗顯示,,糖消耗速率大于小麥稈水解速率,,這使培養(yǎng)基的糖量受到限制,因此會對發(fā)酵有不良影響,,從而降低生產(chǎn)率,,而且小麥稈也沒有被完全水解。報告刊登在《Biomass and Bioenergy》,,2008年,,No.2上的一個研究,探究了1)發(fā)酵是否受糖限制影響,;2)把小麥稈水解提高到100%,;3)把同時糖化和發(fā)酵運行到停止產(chǎn)生丁醇/丙酮-丁醇-乙醇為止。上述三個目標完成后,,會提高小麥稈向丁酸轉(zhuǎn)化的效率,,使這條工藝路線在經(jīng)濟上比使用葡萄糖的工藝有吸引力。
該實驗采用拜氏梭菌D260在一次投料反應器從小麥稈水解物生產(chǎn)丁醇(丙酶-丁醇-乙醇)。實驗結(jié)果表明,,同時性的小麥稈水解到100%和發(fā)酵產(chǎn)生丁醇是可能的,。除了小麥稈,反應器還輸入糖溶液,,它含有葡萄糖,、木糖、樹膠糖,、半乳糖和甘露糖,。培養(yǎng)基消耗上述所有的糖。在發(fā)酵過程中后段(286-533小時),,培養(yǎng)基難于消耗木糖,。輸入糖到反應器的結(jié)果是丙酮-丁醇-乙醇的生產(chǎn)率提高了16%。不輸入糖時,,取得的生產(chǎn)率是0.31g/Lh,,輸入糖時,得到0.36g/Lh的生產(chǎn)率,。應該注意,,當培養(yǎng)基高度活躍時,生產(chǎn)率為0.77g/Lh,。一次投料運行了533小時,。(生物谷Bioon.com)