《改变生活的生物技术》课程教学资源（阅读材料）微生物发酵生产燃料乙醇

微生物发酵产生燃料乙醇 13307100362毛佳睿 自从1886年第一辆汽车诞生以来,汽车为我们的出行提供了很大的便利。众所 周知,汽车的动力来自于汽油的燃烧。然而,如今世界正面临能源紧张的危机, 石油枯竭造成了汽油的供应短缺,为人们的出行增添困扰。生物技术作为21世 纪前沿科学的一项高新技术越来越深刻地影响着世界经济,并推动着社会发展的 进程。随着生物技术的突飞猛进和地球上石油资源的逐渐短缺,生物技术和新能 源燃料的关系也越来越密切。 生物技术名称:发酵工程。 技术的应用原理:发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。是采用现代 工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把 微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培 养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。随着 科学技术的进步,发酵技术也有了很大的发展,并且已经进入能够人为控制和改 造微生物,使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。从广义上讲,发 酵工程由三部分组成:是上游工程,中游工程和下游工程。其中上游工程包括优 良种株的选育,最适发酵条件(、温度、溶氧和营养组成)的确定,营养物的

微生物发酵产生燃料乙醇 13307100362 毛佳睿 自从 1886 年第一辆汽车诞生以来，汽车为我们的出行提供了很大的便利。众所 周知，汽车的动力来自于汽油的燃烧。然而，如今世界正面临能源紧张的危机， 石油枯竭造成了汽油的供应短缺，为人们的出行增添困扰。生物技术作为 21 世 纪前沿科学的一项高新技术越来越深刻地影响着世界经济,并推动着社会发展的 进程。随着生物技术的突飞猛进和地球上石油资源的逐渐短缺,生物技术和新能 源燃料的关系也越来越密切。 生物技术名称：发酵工程。 技术的应用原理：发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。是采用现代 工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把 微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培 养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。随着 科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改 造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。从广义上讲，发 酵工程由三部分组成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括优 良种株的选育，最适发酵条件（pH、温度、溶氧和营养组成）的确定，营养物的

准备等。中游工程主要指在最适发酵条件下,发酵罐中大量培养细胞和生产代谢 产物的工艺技术。下游工程指从发酵液中分离和纯化产品的技术:包括固液分离 技术,细胞破壁技术,蛋白质纯化技术,最后还有产品的包装处理技术 技术的应用实例与效果:微生物发酵产生燃 料乙醇 燃料乙醇可作为新的燃料替代品,减少对石 油的消耗。作为可再生能源,可直接作为液 体燃料或者同汽油混合使用,可减少对不可 再生能源-石油的依赖。燃料乙醇的主要原cAR 料有雅津甜髙粱、玉米、木薯、海藻、雅津 糖芋、苦配巴树等。发酵法采用各种含糖(双糖)、淀粉(多糖)、纤维素(多缩 己糖)的农产品。农林业副产物及野生植物为原料,经过水解(即糖化)、发酵 使双糖、多糖转化为单糖并进一步转化为乙醇。淀粉质在微生物作用下,水解为 葡萄糖,再进一步发酵生成乙醇。发酵法制酒精生产过程包括原料预处理、蒸煮、 糖化、发酵、蒸馏、废醪处理等。燃料乙醇作为汽油添加剂,可提髙汽油的辛烷 值。且乙醇对烷烃类汽油组分(烷基化油、轻石脑油)辛烷值调合效应好于烯烃 类汽油组分(催化裂化汽油)和芳烃类汽油组分(催化重整汽油),添加乙醇还 可以较为有效地提高汽油的抗爆性。 燃料乙醇主要特点 纤维素原料乙醇生产的工艺流程图 一可作为新的燃料,减少对石油的消耗 一可直接作为浓体州料成者回汽油泥合位 催化剂 周,而不用更换发动机,汽油中都入燃料 的托油的,有线地 一作为汽沟添尔剂,可减少汽油浦耗量 一乙時是可再生能,若采用高,小 脱水一性剂 物质发屏生产乙,其燃烧所排的 c2在数量上本持丰,这对减少大气污 及抑制温宝效应意义重大 酵母

准备等。中游工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢 产物的工艺技术。下游工程指从发酵液中分离和纯化产品的技术：包括固液分离 技术，细胞破壁技术，蛋白质纯化技术，最后还有产品的包装处理技术。 技术的应用实例与效果：微生物发酵产生燃 料乙醇。 燃料乙醇可作为新的燃料替代品，减少对石 油的消耗。作为可再生能源，可直接作为液 体燃料或者同汽油混合使用，可减少对不可 再生能源-石油的依赖。燃料乙醇的主要原 料有雅津甜高粱、玉米、木薯、海藻、雅津 糖芋、苦配巴树等。发酵法采用各种含糖（双糖）、淀粉（多糖）、纤维素（多缩 己糖）的农产品。农林业副产物及野生植物为原料，经过水解（即糖化）、发酵 使双糖、多糖转化为单糖并进一步转化为乙醇。淀粉质在微生物作用下，水解为 葡萄糖，再进一步发酵生成乙醇。发酵法制酒精生产过程包括原料预处理、蒸煮、 糖化、发酵、蒸馏、废醪处理等。燃料乙醇作为汽油添加剂，可提高汽油的辛烷 值。且乙醇对烷烃类汽油组分（烷基化油、轻石脑油）辛烷值调合效应好于烯烃 类汽油组分（催化裂化汽油）和芳烃类汽油组分（催化重整汽油），添加乙醇还 可以较为有效地提高汽油的抗爆性