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隨著能源的日益短缺，利用纖維素類物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的研究逐漸受到世界各國(guó)的重視。棉花秸稈是新疆棉區(qū)大量存在的生物質(zhì)原料，其主要組成成分為木質(zhì)素、纖維素和半纖維素，眾多棉稈除少量用于造紙、制板、建筑和飼料生產(chǎn)等之外，大部分直接還田，利用率和生物轉(zhuǎn)化率較低。利用棉花秸稈發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇，既可以使棉稈資源得以充分利用，又可以解決由能源引起的環(huán)境危機(jī)、糧食危機(jī)及能源危機(jī),具有重大的社會(huì)意義。

隨著能源的日益短缺，利用纖維素類物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的研究逐漸受到世界各國(guó)的重視。棉花秸稈是新疆棉區(qū)大量存在的生物質(zhì)原料，其主要組成成分為木質(zhì)素、纖維素和半纖維素，其含量分別為15.3％、44.0％、10.7％[1]，使棉花秸稈中的木質(zhì)纖維素成分充分轉(zhuǎn)化，發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇，既可以使棉稈資源得以充分利用，又可以解決由能源引起的環(huán)境危機(jī)、糧食危機(jī)及能源危機(jī)[2]，具有重大的社會(huì)意義。
欲使棉花秸稈轉(zhuǎn)化為乙醇，首先是將其中的木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化還原糖類。目前，稀酸處理已成為水解糖化秸稈中半纖維素及部分纖維素的重要方法。Mohammad和Keikhosro在對(duì)木質(zhì)纖維素預(yù)處理方法作出綜述的基礎(chǔ)上，指出稀酸預(yù)處理中，半纖維素的去除率可高達(dá)100%[3]。張繼泉等用稀硫酸處理玉米秸稈，結(jié)果表明在硫酸濃度為1.0%，水解溫度120℃，水解時(shí)間2 h，秸稈粉粒度20-40 目，固形物含量10%的水解條件下，秸稈的水解率為19.2%，還原糖組成主要為木糖和葡萄糖[4]。王艷敏等指出木質(zhì)纖維素稀酸水解中，半纖維素首先被降解成單糖，接著水解才使纖維素進(jìn)一步降解成葡萄糖，而木質(zhì)素幾乎不被降解[5]。可見酸解液中主要含有葡萄糖和木糖等可溶性糖，其中的葡萄糖可以通過(guò)釀酒酵母轉(zhuǎn)化為乙醇，能夠轉(zhuǎn)化木糖的微生物也很多，如管囊酵母、畢赤酵母、假絲酵母等都能將木糖轉(zhuǎn)化為乙醇[6]，為此，探討木質(zhì)纖維素稀酸水解工藝、檢測(cè)水解還原糖含量并用于乙醇生產(chǎn)，對(duì)棉稈纖維素類物質(zhì)高效水解糖化及后續(xù)乙醇發(fā)酵生產(chǎn)十分必要。
本研究擬通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)探討硫酸濃度、水解時(shí)間、固液比和水解溫度對(duì)棉桿水解糖化的木糖得率和葡萄糖得率的影響，實(shí)現(xiàn)稀酸水解工藝的優(yōu)化，并通過(guò)管囊酵母、釀酒酵母單菌及混菌發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，探索棉桿稀酸水解糖液乙醇發(fā)酵途徑，為棉稈的水解糖化及后續(xù)乙醇發(fā)酵奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎(jiǎng)
無(wú)