王葳1，賈樹彪1，佟曉芳2

(1.黑龍江大學生命科學學院，黑龍江哈爾濱150080；2.黑龍江省輕工科學研究院，黑龍江哈爾濱150010)

　　摘要：以美國ADM公司生產(chǎn)工藝為例著重介紹北美洲有代表性的用谷物原料生產(chǎn)燃料乙醇中的液化糖化連續(xù)發(fā)酵工藝。

　　燃料乙醇(fuelethanol)是指向汽油或柴油中加入一定比例的無水乙醇。一是解決作為一次能源汽油、柴油的潛在數(shù)量有限的問題；二是提高汽油和柴油的燃料水平，有利于加強環(huán)境保護。燃料乙醇和飲料乙醇生產(chǎn)工藝有許多相似性，燃料乙醇工業(yè)起步時是向酒精工業(yè)尋求技術的。在美國許多早期的燃料酒精工廠都模仿酒精廠的生產(chǎn)工藝，與酒精工業(yè)的主要不同是添加了一個脫水設備，這樣確保工廠有能力生產(chǎn)無水乙醇。以蔗糖為原料生產(chǎn)燃料乙醇的技術是以淀粉為原料生產(chǎn)乙醇技術的簡化，以淀粉生產(chǎn)乙醇又是以谷物原料生產(chǎn)燃料乙醇技術的簡化。

　　美國ADM公司濕法磨漿生產(chǎn)燃料乙醇工藝采用純糖液發(fā)酵和酵母回用技術。隨著燃料乙醇生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的積累，現(xiàn)在美國大型燃料生產(chǎn)企業(yè)多數(shù)已采用大顆粒玉米粉(3mm)只液化不糖化的工藝，即玉米粉液化后，降溫至30℃直接進入發(fā)酵罐發(fā)酵，生產(chǎn)效果還很好，這與液化噴射器技術越來越成熟，工作效率越來越高有關。燃料乙醇生產(chǎn)要解決的關鍵問題是提高乙醇的生產(chǎn)效率。

　　那么在發(fā)酵之前的淀粉糊化、液化就顯得至關重要。雖然幾乎所有的可發(fā)酵糖包括嵌入在纖維基質(zhì)中的可發(fā)酵糖在液化、糖化、發(fā)酵過程中基本上都能釋放出來并轉(zhuǎn)化成乙醇，但由于高溫及各種因素的存在，還是應該設法在糊化時將潛在的可發(fā)酵糖的溶解降到最低的限度，以避免過早消耗可發(fā)酵糖的副反應發(fā)生。

　　采取預熱的淀粉漿噴射的方式進入液化工序(即預熱的玉米粉漿通過液化噴射器進入液化程序)，可使內(nèi)在的可發(fā)酵物通過淀粉酶和糖化酶的作用充分釋放出來，非淀粉的可發(fā)酵物從纖維基質(zhì)中被釋放出來為酵母生長繁殖提供氮源。

　　這樣才能最大限度地保留和利用可發(fā)酵物質(zhì)。此外，控制適當?shù)膒H、酶水解條件、發(fā)酵技術條件等都是提高乙醇產(chǎn)率的保障。美國近年采用的原料干法粉碎技術、同步糖化、酵母繁殖和發(fā)酵(Simultaneous saccharification，yeast propagation and fermentation SSYPF)技術，降低了燃料乙醇生產(chǎn)的成本、大幅度提高了乙醇產(chǎn)率。燃料乙醇新技術的開發(fā)成功，引起了燃料乙醇工業(yè)的分化，使之形成獨立的發(fā)酵和蒸餾體系。