本文主要对以汽爆玉米秸秆为原料生产乙醇的酶解和发酵过程进行了研究,并着重考察了高汽爆秸秆浓度下的酶解和发酵过程。 摇瓶实验结果表明,酶解的最优条件为温度50℃,pH值4.8～5.2,加酶量20FPU/g干秸秆。应用酿酒酵母进行发酵的最优条件为温度30～32℃,装液比0.7～0.8。 分批补料工艺是提高乙醇浓度的有效方法,在30％(w/w)水洗汽爆秸秆固含物浓度下酶解72h后,酶解液中葡萄糖浓度达124.4g/l,而最终发酵乙醇浓度为57.5g/l,纤维素转化率和糖醇转化率分别达到87.3％和90.4％,秸秆-乙醇得率为0.192 g乙醇/g秸秆。在实验过程中发现乙酸是对发酵过程产生抑制的最主要的物质。当其浓度达2.3g/l以上即对发酵过程产生影响,达3.8g/l时则会完全抑制发酵。而对汽爆玉米秸秆进行水洗可以使秸秆中有害副产物浓度降低三分之二,保证了高浓度固含物酶解液发酵过程的顺利进行。 50L和100L反应器实验表明,混合是高固含物浓度汽爆秸秆酶解和发酵过程中最关键的问题。在100L反应器中改进搅拌效率后,当固含物浓度为28％时葡萄糖和乙醇的浓度分别为120.7g/l和56.9g/l,纤维素转化率和糖醇转化率分别达到90.7％和92.3％,秸秆-乙醇得率为0.203 g乙醇/g秸秆。进一步将固含物浓度提高至35％(w/w),则葡萄糖和乙醇的浓度可分别达到145.0g/l和67.8g/l,纤维素转化率和乙醇得率分别为87.2％和91.5％,汽爆秸秆-乙醇得率为0.194 g乙醇/g秸秆。但酶解周期明显延长,生产率下降。