以不溶性澱粉直接生產生質酒精製程開發

吳國暐 ； 陳志平

《化工》 56卷3期 (2009/06) Pp. 55-65

https://doi.org/10.29803/CE.200906.0007

摘要

微生物發酵生產生質酒精的原料來源可包括澱粉，與纖維素，但評估技術成熟度，短程內最適合的原料應為澱粉。目前由澱粉生產酒精製程中，導致成本居高不下的兩大主因，在於酵母菌無法直接利用不溶性澱粉類物質，故需添加大量的澱粉分解酵素，及必須在高溫下蒸煮澱粉類物質，以獲得高產率的酒精生產量。為降低蒸煮過程中能源的消耗，直接使用未經蒸煮的不溶性粗澱粉物質為原料，將可節省約50%的能源消耗與成本。針對於此，本研究使用一株基因工程酵母菌，其對不溶性粗澱粉有極高的水解能力，且澱粉水解酵素均表現於菌體表面，利用菌體本身之絮集特性，可使用多孔性載體進行菌體固定化，或以重力沉降方式分離。由實驗結果得知，以適當條件進行高濃度自由菌體發酵，酒精濃度可達58g/L，且經重覆使用5次，菌體仍可充分保持其發酵能力。利用固定化菌體系統，可使用管柱式生物反應器進行生質酒精生產的製程開發，但酒精濃度會隨操作時問的增加而緩慢降低。利用沉降式生物反應器以自然絮集方式分離自由菌體生產生質酒精，酒精濃度可達50g/L以上，並可長時間連續發酵，降低生產成本。