酶与乙醇整合生产让纤维素乙醇更经济环保

在木质纤维素乙醇发酵中，纤维素酶的成本占很大比重。未来一个潜在的选择趋势是：利用微生物和木质纤维素为原料，整合酶和乙醇生产替代从厂外生产商购买酶。本研究以云杉采伐剩余物为原料进行整合酶发酵，并与购买酶的现有数据比较，模拟研究了这样两个生产乙醇的集成工艺设计，研究内容包括温室气体排放情况、主要的能量平衡，生命周期评估和技术的经济性分析。

使用酶和乙醇生产整合的酶过程，可以避免粗发酵液中含有真菌和基质残留、细胞去除过程、酶纯化步骤。已有报道里氏木霉的高活性纤维素酶突变体是最广泛使用的纤维素酶生产菌，它可以稳定生长并分泌大量可降解云杉中木质纤维素的酶，因此用它做工艺设计的评估。LCA使用两种计算方法ISO 14040/14044的标准计算法和欧洲可再生能源法。

案例分析结果显示，整合酶发酵的过程中，每MJ乙醇的温室气体排放量要低于外购酶的情况（图1）。能量使用情况无显著差别（图2）。整合酶的乙醇达到盈亏平衡成本的最低销售价格为0.568-0.622欧元/L，外购酶是0.581欧元/L。

图1.温室气体（GHG）排放量

图2.能量使用情况

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