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以龍鬚菜生產生質乙醇之最適條件及產業生命週期評估之探討

為了解決CX-30 鋼鐵灰 開 箱的問題，作者林枝揚 這樣論述：

　　本研究目的探討龍鬚菜經熱酸、市售酵素、及菌株 Pseudomonas vesicularis MA103 (MA103) 與 Aeromonas salmonicida MAEF108 (MAEF108) 所產多重粗酵素液水解，以批式與饋料批式發酵探討提升乙醇產率與發酵液中乙醇濃度之生產條件，並以生命週期評估未來發展龍鬚菜生質乙醇的生產成本與所產生之環境效益。MA103 及 MAEF108 接種於以龍鬚菜粉末與龍鬚菜熱酸萃多醣添加於人工海水之培養基 (AM-Gra-AP) 進行粗酵素液誘導，於第 2 天分別可得較佳 6.18 U 澱粉酶與 3.56 U 洋菜酶酵素活性。龍鬚菜最適水解時間

及溫度，以 0.4 N HCl 於 121oC 水解 30 min 可得到較佳 29.26 mg/mL 還原醣量。薄層色層分析圖與高效能液相層析圖顯示龍鬚菜多醣經熱酸萃取後，再以纖維素酶與 AM-Gra-AP 所誘導 MA103 與 MAEF108 之粗酵素液水解，所得之主要單醣為半乳糖。製程 I 以 5 g 龍鬚菜經 0.4 N HCl 於 121oC 熱酸萃取 20 min，添加 4,560 U 纖維素酶及 7,333 U 澱粉酶與經 MMB-Gra 誘導 MA103 及 MAEF108 之粗酵素液水解，經酵母菌發酵 7 days 後，可得到 28.56 g/100 g 乙醇產率；製程 I

I-1-a 以 10 g 龍鬚菜經 0.4 N HCl 於 121oC 熱酸萃取 30 min，添加 760 U 纖維素酶及經 MMB-Gra 誘導 MA103 及 MAEF108 之粗酵素液水解，經酵母菌發酵 7 days 後，可得到 10.03 g/100 g 乙醇產率。製程 III-1 探討最適酵母菌組合，得知以 BCRC 21550 與 BCRC 21686 為條件，其乙醇產率為 7.04 g/100 g，且該酵母菌組合經醣類利用性試驗皆顯示能有效利用半乳糖、葡萄糖、與甘露糖做為碳源生產乙醇；製程 III-2 探討龍鬚菜最適鹽酸水解濃度，得知以 0.4 N HCl 為條件，其乙醇產率為

7.56 g/100 g；製程 III-3 探討不同基質添加量，得知以 5.0% (w/v) 龍鬚菜為條件，其乙醇產率為 11.08 g/100 g。綜合上述最適條件，製程 V-2 以 5 g 龍鬚菜經 0.4 N HCl 於 121oC 熱酸萃取 30 min，添加 760 U 纖維素酶及經 AM-Gra-AP 誘導 MA103 及 MAEF108 之粗酵素液混合水解 96 hrs，經酵母菌發酵 7 days 後，可得到 15.47 g/100 g 乙醇產率。於饋料批式發酵顯示，龍鬚菜寡單醣水解液經 5 次饋料批式發酵 8 days，可得到 1.76% 之乙醇濃度及 13.34 g/100

g 乙醇產率。經生命週期評估分析，以製程 II-1-a 與 V-2 產製一公秉乙醇之成本分別為 NTD10,825,470.97 及 NTD4,792,521.90，較製程 I 減少 42.27% 與 74.45%，碳足跡卻較製程 I 分別增加 136.28% (6,969.43 kg CO2/kL) 與 40.66% (11,710.31 kg CO2/kL)，而製程 II-1-a 與 V-2 生產一公秉乙醇所需海藻量，於生長期吸收之 CO2 量分別高於乙醇生產過程之碳釋放量 94.97% 及 95.50%，而未來若添加 5% 乙醇於市售汽油可衍生年 490,645,538 元的環境效益；

若添加 10% 乙醇於市售汽油可衍生年 537,006,302 元的環境效益。