CN113106128B - 一种高浓度杨木同步糖化发酵制备乙醇的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高浓度杨木同步糖化发酵制备乙醇的方法。该高浓度杨木同步糖化发酵制备乙醇的方法为将初始固体负荷浓度为16～32％的AlCl₃耦合乙醇预处理杨木中添加营养盐、调节pH、灭菌，再加入纤维素酶、酵母，进行分批补料同步糖化发酵，通过合理的预处理结合分批补料同步糖化发酵，有效提升了高浓度杨木产乙醇的效率，且纤维素酶用量低，同步糖化发酵72h后，反应液中乙醇的浓度高达60.39g/L，有效提升了高浓杨木同步糖化发酵生产乙醇工艺的经济性。

Description

一种高浓度杨木同步糖化发酵制备乙醇的方法

技术领域

本发明属于生物质预处理技术领域，更具体地，涉及一种高浓度杨木同步糖化发酵制备乙醇的方法。

背景技术

随着能源的短缺和环境等问题的不断突出，生物质作为可以转化为液体燃料的可再生资源，正日益受到重视。在地球上丰富的生物质资源中，以木质纤维类生物质制备液体燃料最受人们关注。木质纤维类生物质制备液体燃料的方法是把该原料中的半纤维素、纤维素水解成木糖、葡萄糖等单糖，通过发酵生产乙醇。早期在发酵生产乙醇的工艺中水解与发酵过程是分开的，但是在酶解过程中产生的还原糖容易对纤维素酶产生抑制，进而导致酶解效率下降。为了减少产物抑制作用，进而研发了同步糖化发酵，即把酶解反应和发酵反应放在同一容器中进行。相较于分步糖化发酵工艺，同步糖化发酵过程不仅可以通过微生物消耗体系中产生的还原糖来降低最终产物抑制，还可以减少生产设备成本。通常，只有当蒸馏操作过程中乙醇浓度高于4％，蒸馏才具有实际经济意义，提高发酵液中的乙醇浓度可以降低后续分离过程的能耗，发酵液中乙醇浓度过低会导致整个生产过程失去工业化应用价值。

因此，为了实现纤维素乙醇的商业化生产，除了提高酶解效率，还需提高发酵液中的乙醇浓度。为了提高发酵结束时发酵液中的乙醇浓度，必须提高体系中可用于转化的还原糖浓度，相应的则需要提高反应体系的底物浓度。但是，当底物浓度过高时，反应过程中产生的葡萄糖会抑制纤维二糖酶的活性，进而导致酶解效率降低，其主要原因如下：高底物浓度会导致反应体系中自由水的含量降低、体系内部的传质和传热速率下降；纤维素酶的催化作用需要在有水的环境下进行，当反应体系中含水量降低时会导致纤维素酶的催化能力降低；体系中木质素的含量会随着底物浓度提高而升高，会导致纤维素酶在木质素上的无效吸附，体系中的酵母有效活力降低。此外，底物浓度的增加会导致发酵抑制物浓度的增加，会对酵母的生长产生抑制作用。

杨木生长速度快，生长周期短，环境适应性强，种植面积十分广泛，资源丰富，是生产生物能源和生物质化学品的重要原料，生物转化杨木制备生物能源与化学品具有较大潜力。专利CN 111534556 A提供了一种利用杨木制备高浓度单糖溶液的方法，采用乙酸-双氧水和氢氧化钠先后处理杨木可有效提高杨木酶解得率和酶解液中的单糖浓度。但该方法中纤维素酶用量大，成本高，因此，亟需开发一种能降低经济成本、提高乙醇产量的适于高浓度杨木原料同步糖化发酵的方法。

发明内容

本发明针对目前高浓度杨木同步糖化发酵存在的不足，旨在提供一种高浓度杨木同步糖化发酵制备乙醇的方法，本发明通过合理的预处理结合分批补料同步糖化发酵，有效提升了高浓度杨木产乙醇的效率。

本发明的首要目的是提供一种高浓度杨木同步糖化发酵制备乙醇的方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种高浓度杨木同步糖化发酵制备乙醇的方法，包括如下步骤：

S1.将AlCl₃耦合乙醇预处理杨木与水混合，使得AlCl₃耦合乙醇预处理杨木的绝干质量与水的质量比为16～32：100，得到预处理杨木-水混合料；

S2.向步骤S1得到的预处理杨木-水混合料中添加营养盐、调节pH、灭菌，得到灭菌杨木混合料；

S3.向灭菌杨木混合料中加入纤维素酶、酵母，进行同步糖化发酵；

S4.步骤S3发酵开始后，每隔12～24h补充按照步骤S1～S2方法制备的灭菌杨木混合料，再加入纤维素酶、酵母，进行同步糖化发酵。

本发明上述方法中，通过采用特定的AlCl₃耦合有机溶剂预处理杨木，以及结合分批补料、补酵母、补酶的方法，有效地提升高浓度杨木同步糖化发酵产乙醇的浓度。

在众多预处理过程中，有机溶剂预处理因其可循环利用、低毒性和可产生易于酶解的预处理残渣等优点而受到人们青睐。通常，基于乙醇的有机溶剂预处理在通过自催化(半纤维素中乙酰基降解为乙酸)或通过添加酸催化剂提供的酸性条件下进行。然而，在自催化所产生的弱酸性条件下木质素和半纤维素难以被降解，还需要提高预处理温度以获得高效的糖化发酵的底物。添加酸催化剂所产生的强酸性条件可脱除大部分半纤维素和木质素，但剧烈的预处理条件也会导致纤维素降解或生成的木糖降解为糠醛。为了克服这些问题，研究人员提出使用路易斯酸强化的有机溶剂预处理，以降解半纤维素和木质素，尽可能多的保留纤维素，并提高预处理底物的糖化发酵效率。在这些路易斯酸中，AlCl₃因其低成本、毒性小、酸性强等独特的性质可有效催化有机溶剂预处理过程，因此本申请中选取AlCl₃耦合有机溶剂预处理杨木作为发酵产乙醇的底物。

然而在发酵生产乙醇的过程中，只有当乙醇浓度高于4％时才能有效降低分离过程的能耗，蒸馏才具有实际经济意义，才能实现乙醇的工业化生产。因此人们会通过增加发酵过程中的底物浓度来进一步提升乙醇浓度，但是高浓发酵会降低底物的流动性，降低酶对纤维素的可及性，此外高浓会产生底物浓度的增加会导致发酵抑制物浓度的增加，会对酵母的生长产生抑制作用，为缓解这种现象，本申请将采用分批补料、补酶、补酵母的方式来提升乙醇生产的经济性。在分批补料过程中，当前一段加入的物料水解后流动性良好的时候继续加入下一段物料，同时补充新鲜的纤维素酶和酵母，以提升同步糖化发酵的效率。

在其中一些优选实施例中，步骤S1所述AlCl₃耦合乙醇预处理杨木的方法为：向杨木原料中按绝干质量体积比为1g：8～15mL加入50～70％(v/v)的乙醇水溶液，再加入0.01～0.03mol/L_{乙醇水溶液}的AlCl₃，在180～200℃下反应5～20min，分离得到预处理杨木，见实施例1～4。

最优选地，步骤S1所述AlCl₃耦合乙醇预处理杨木的方法为：向杨木原料中按绝干质量体积比为1g：10mL加入60％(v/v)的乙醇水溶液，再加入0.025mol/L_{乙醇水溶液}的AlCl₃，在200℃下反应10min，分离得到预处理杨木，见实施例1。

其中，AlCl₃耦合乙醇预处理杨木的方法中，所述的杨木原料为经风干、搓丝、粉碎得到的杨木；所述分离为采用真空抽滤或离心分离；所述反应为在密闭反应器中反应，如反应釜。

在其中一些优选实施例中，步骤S2所述营养盐包括质量比为1～3：0.5～1.5：0.5～1.5：0.1～0.5的酵母提取物、NH₄Cl、KH₂PO₄、MgSO₄·7H₂O，见实施例1～4。

在其中一些优选实施例中，步骤S2所述营养盐的添加量为2.1～6.5g/L_水，见实施例1～4。

在其中一些优选实施例中，步骤S2所述调节pH为调节至4.5～6.0，见实施例1～4。

在其中一些优选实施例中，步骤S2所述灭菌为放入高压灭菌锅中121℃灭菌20～30min，见实施例1～4。

在其中一些优选实施例中，步骤S3或S4所述酵母为酵母活化液，所述酵母活化液的制备方法为：称取2g葡萄糖溶于100mL去离子水中，接入6.6g酿酒酵母，2g蛋白胨，1g酵母提取物，先在160rpm摇床上36℃活化10min，然后在160rpm摇床上34℃活化60min，见实施例1～4。

在其中一些优选实施例中，步骤S3或S4所述纤维素酶的用量为10～20FPU/g_{预处理杨木的绝干质量}，酵母活化液的用量为40～60mL/L_水，见实施例1～4。

最优选地，步骤S3或S4所述纤维素酶的用量为15FPU/g_{预处理杨木的绝干质量}，见实施例1。

在其中一些优选实施例中，步骤S3或S4所述同步糖化发酵的条件为在32～37℃，转速为100～200转/分下发酵，见实施例1～4。

本发明还请求保护上述方法在高浓度杨木发酵制备乙醇方面的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种高浓度杨木同步糖化发酵制备乙醇的方法，通过合理的预处理结合分批补料同步糖化发酵，有效提升了高浓度杨木产乙醇的效率，在杨木固体负荷浓度为16～32％，纤维素酶的用量为10～20FPU/g杨木绝干料时，同步糖化发酵72h后，反应液中乙醇浓度高达60.39g/L，有效提升了高浓杨木同步糖化发酵生产乙醇工艺的经济性。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。

下述实施例中的部分原料和方法：

所用杨木原料经风干、搓丝、粉碎处理后其粒径<1毫米，其组分含量为纤维素47.16％，半纤维素13.56％，木素22.86％。

酵母活化液制备：称取2g葡萄糖溶于100mL去离子水中，接入6.6g酿酒酵母，2g蛋白胨，1g酵母提取物，先在160rpm摇床上36℃活化10min，然后在160rpm摇床上34℃活化60min。

所用纤维素酶为赛力二代。

乙醇浓度采用高效液相色谱法直接测定。

实施例1一种高浓度杨木同步糖化发酵制备乙醇的方法

S1.向杨木原料中按绝干质量体积比为1g：10mL加入60％(v/v)乙醇水溶液，再加入0.025mol/L_{乙醇水溶液}的AlCl₃，于反应釜中200℃下反应10min，离心分离得到AlCl₃耦合乙醇预处理杨木；将预处理杨木与去离子水混合，使得预处理杨木的绝干质量与去离子水的质量比为32：100，得到预处理杨木-水混合料；

S2.向步骤S1得到的预处理杨木-水混合料中添加营养盐、调节pH至4.8、放入高压灭菌锅中121℃灭菌20min，得到灭菌杨木混合料；其中，营养盐的添加量为4.3g/L_去离子水，营养盐中酵母提取物、NH₄Cl、KH₂PO₄、MgSO₄·7H₂O的质量比为2:1:1:0.3；

S3.向16g(绝干质量)灭菌杨木混合料中加入15FPU/g_{预处理杨木绝干质量}的纤维素酶、50mL/L_去离子水的酵母活化液，在34℃，120rpm摇床上进行同步糖化发酵；

S4.待步骤S3发酵12h后，补入8g(绝干质量)灭菌杨木混合料(按照步骤S1-S2方法制备得到)，按补入灭菌杨木混合料算，加入15FPU/g_{预处理杨木绝干质量}的纤维素酶、50mL/L_去离子水的酵母活化液，于34℃，120rpm摇床上继续同步糖化发酵；继续发酵12h，补入8g(绝干质量)灭菌杨木混合料(按照步骤S1-S2方法制备得到)，按补入的灭菌杨木混合料算，加入15FPU/g_{预处理杨木绝干质量}的纤维素酶、50mL/L_去离子水的酵母活化液，于34℃，120rpm摇床上继续同步糖化发酵。

实施例2一种高浓度杨木同步糖化发酵制备乙醇的方法

S1.向杨木原料中按绝干质量体积比为1g：10mL加入50％(v/v)乙醇水溶液，再加入0.025mol/L_{乙醇水溶液}的AlCl₃，于反应釜中200℃下反应10min，离心分离得到AlCl₃耦合乙醇预处理杨木；将预处理杨木与去离子水混合，使得预处理杨木的绝干质量与去离子水的质量比为25：100，得到预处理杨木-水混合料；

S2.向步骤S1得到的预处理杨木-水混合料中添加营养盐、调节pH至4.8、放入高压灭菌锅中121℃灭菌20min，得到灭菌杨木混合料；其中，营养盐的添加量为4.3g/L_去离子水，营养盐中酵母提取物、NH₄Cl、KH₂PO₄、MgSO₄·7H₂O的质量比为2:1:1:0.3；

S3.向13g(绝干质量)灭菌杨木混合料中加入15FPU/g_{预处理杨木绝干质量}的纤维素酶、50mL/L_去离子水的酵母活化液，在34℃，120rpm摇床上进行同步糖化发酵；

S4.待步骤S3发酵12h后，补入6g(绝干质量)灭菌杨木混合料(按照步骤S1-S2方法制备得到)，按补入灭菌杨木混合料算，加入15FPU/g_{预处理杨木绝干质量}的纤维素酶、50mL/L_去离子水的酵母活化液，于34℃，120rpm摇床上继续同步糖化发酵；继续发酵12h，补入6g(绝干质量)灭菌杨木混合料(按照步骤S1-S2方法制备得到)，按补入的灭菌杨木混合料算，加入15FPU/g_{预处理杨木绝干质量}的纤维素酶、50mL/L_去离子水的酵母活化液，于34℃，120rpm摇床上继续同步糖化发酵。

实施例3一种高浓度杨木同步糖化发酵制备乙醇的方法

S1.向杨木原料中按绝干质量体积比为1g：8mL加入50％(v/v)乙醇水溶液，再加入0.01mol/L_{乙醇水溶液}的AlCl₃，于反应釜中180℃下反应20min，真空抽滤分离，得到AlCl₃耦合乙醇预处理杨木；将预处理杨木与去离子水混合，使得预处理杨木的绝干质量与去离子水的质量比为16：100，得到预处理杨木-水混合料；

S2.向步骤S1得到的预处理杨木-水混合料中添加营养盐、调节pH至4.5、放入高压灭菌锅中121℃灭菌30min，得到灭菌杨木混合料；其中，营养盐的添加量为2.1g/L_去离子水，营养盐中酵母提取物、NH₄Cl、KH₂PO₄、MgSO₄·7H₂O的质量比为1:0.5:0.5:0.1；

S3.向8g(绝干质量)灭菌杨木混合料中加入10FPU/g_{预处理杨木绝干质量}的纤维素酶、40mL/L_去离子水的酵母活化液，在32℃，200rpm摇床上进行同步糖化发酵；

S4.待步骤S3发酵24h后，补入4g(绝干质量)灭菌杨木混合料(按照步骤S1-S2方法制备得到)，按补入灭菌杨木混合料算，加入10FPU/g_{预处理杨木绝干质量}的纤维素酶、40mL/L_去离子水的酵母活化液，在32℃，200rpm摇床上进行同步糖化发酵；继续发酵12h，补入4g(绝干质量)灭菌杨木混合料(按照步骤S1-S2方法制备得到)，按补入灭菌杨木混合料算，加入10FPU/g_{预处理杨木绝干质量}的纤维素酶、40mL/L_去离子水的酵母活化液，在32℃，200rpm摇床上进行同步糖化发酵。

实施例4一种高浓度杨木同步糖化发酵制备乙醇的方法

S1.向杨木原料中按绝干质量体积比为1g：15mL加入70％(v/v)乙醇水溶液，再加入0.03mol/L_{乙醇水溶液}的AlCl₃，于反应釜中200℃下反应5min，离心分离得到AlCl₃耦合乙醇预处理杨木；将预处理杨木与去离子水混合，使得预处理杨木的绝干质量与去离子水的质量比为32：100，得到预处理杨木-水混合料；

S2.向步骤S1得到的预处理杨木-水混合料中添加营养盐、调节pH至6.0、放入高压灭菌锅中121℃灭菌20min，得到灭菌杨木混合料；其中，营养盐的添加量为6.5g/L_去离子水，营养盐中酵母提取物、NH₄Cl、KH₂PO₄、MgSO₄·7H₂O的质量比为3:1.5:1.5:0.5；

S3.向16g(绝干质量)灭菌杨木混合料中加入20FPU/g_{预处理杨木绝干质量}的纤维素酶、60mL/L_去离子水的酵母活化液，在37℃，100rpm摇床上进行同步糖化发酵；

S4.待步骤S3发酵12h后，补入8g(绝干质量)灭菌杨木混合料(按照步骤S1-S2方法制备得到)，按补入灭菌杨木混合料算，加入20FPU/g_{预处理杨木绝干质量}的纤维素酶、60mL/L_去离子水的酵母活化液，在37℃，100rpm摇床上进行同步糖化发酵；继续发酵12h，补入8g(绝干质量)灭菌杨木混合料(按照步骤S1-S2方法制备得到)，按补入灭菌杨木混合料算，加入20FPU/g_{预处理杨木绝干质量}的纤维素酶、60mL/L_去离子水的酵母活化液，在37℃，100rpm摇床上进行同步糖化发酵。

对比例1

其他步骤同实施例1，区别在于不采用分批补料方式进行同步糖化发酵。

S1.向杨木原料中按绝干质量体积比为1g：10mL加入60％(v/v)乙醇水溶液，再加入0.025mol/L_{乙醇水溶液}的AlCl₃，于反应釜中200℃下反应10min，离心分离得到AlCl₃耦合乙醇预处理杨木；将预处理杨木与去离子水混合，使得预处理杨木的绝干质量与去离子水的质量比为32：100，得到预处理杨木-水混合料；

S2.向步骤S1得到的预处理杨木-水混合料中添加营养盐、调节pH至4.8、放入高压灭菌锅中121℃灭菌20min，得到灭菌杨木混合料；其中，营养盐的添加量为4.3g/L_去离子水，营养盐中酵母提取物、NH₄Cl、KH₂PO₄、MgSO₄·7H₂O的质量比为2:1:1:0.3；

S3.向32g(绝干质量)灭菌杨木混合料中加入15FPU/g_{预处理杨木绝干质量}的纤维素酶、50mL/L_去离子水的酵母活化液，在34℃，120rpm摇床上进行同步糖化发酵。

对比例2

其他步骤同实施例1，区别在于步骤S1中对AlCl₃耦合乙醇预处理杨木进行了烘干操作。

步骤S1具体是：向杨木原料中按绝干质量体积比为1g：10mL加入60％(v/v)乙醇水溶液，再加入0.025mol/L_{乙醇水溶液}的AlCl₃，于反应釜中200℃下反应10min，离心分离得到AlCl₃耦合乙醇预处理杨木；将预处理杨木在真空干燥箱中55℃下烘干48h，再将烘干的预处理杨木与去离子水混合，使得预处理杨木的绝干质量与去离子水的质量比为32：100，得到预处理杨木-水混合料。

对比例3

其他步骤同实施例1，区别在于步骤S1的预处理反应温度为160℃。

对比例4

其他步骤同实施例1，区别在于步骤S1的预处理反应温度为220℃。

对比例5

其他步骤同实施例1，区别在于步骤S1中AlCl₃的添加量为0.005mol/L_乙醇水溶液。

对比例6

其他步骤同实施例1，区别在于步骤S1中乙醇水溶液的浓度为30％(v/v)。

对比例7

其他步骤同实施例1，区别在于杨木的预处理方法不同，采用专利CN202010363002.2的预处理方法对杨木进行预处理，具体方法为：

S1.乙酸-双氧水处理：取杨木按照料液比1：10加入体积浓度60％的乙酸-双氧水溶液(乙酸-双氧水溶液为99％质量浓度的乙酸与30％质量浓度的双氧水按照体积比为1：1，用水稀释所配乙酸-双氧水溶液至原体积的60％(v/v)按照所稀释的乙酸双氧水溶液体系加入100mM的硫酸催化，制备得到的溶液)，在80℃温度下，加热预处理2h。预处理后，冷却，得到反应液；

S2.碱处理：利用离心机进行固液分离，取滤渣用水洗涤至中性，称取乙酸-双氧水溶液预处理后的绝干固体滤渣10g，按照料液比1g:10mL加入质量分数0.1％的氢氧化钠溶液，60℃的水浴锅中碱预处理1h。冷却，利用离心机进行固液分离，将碱处理滤渣洗涤至中性，得到预处理杨木；

S3.将预处理杨木与去离子水混合，使得预处理杨木的绝干质量与水的质量比为32：100，得到预处理杨木-水混合料；

S4.向步骤S3得到的预处理杨木-水混合料中添加营养盐、调节pH至4.8、放入高压灭菌锅中121℃灭菌20min，得到灭菌杨木混合料；其中，营养盐的添加量为4.3g/L_去离子水，营养盐中酵母提取物、NH₄Cl、KH₂PO₄、MgSO₄·7H₂O的质量比为2:1:1:0.3；

S5.向16g(绝干质量)灭菌杨木混合料中加入15FPU/g_{预处理杨木绝干质量}的纤维素酶、50mL/L_去离子水的酵母活化液，在34℃，120rpm摇床上进行同步糖化发酵；

S6.待步骤S5发酵12h后，补入8g(绝干质量)灭菌杨木混合料(按照步骤S1-S4方法制备得到)，按补入灭菌杨木混合料算，加入15FPU/g_{预处理杨木绝干质量}的纤维素酶、50mL/L_去离子水的酵母活化液，于34℃，120rpm摇床上继续同步糖化发酵；继续发酵12h，补入8g(绝干质量)灭菌杨木混合料(按照步骤S1-S4方法制备得到)，按补入灭菌杨木混合料算，加入15FPU/g_{预处理杨木绝干质量}的纤维素酶、50mL/L_去离子水的酵母活化液，于34℃，120rpm摇床上继续同步糖化发酵。

实验例

对实施例1-3和对比例1-7发酵72h时的发酵液采用高效液相色谱法测定发酵液中乙醇浓度，具体结果如表1所示：

表1不同处理组发酵72h时发酵液中乙醇浓度(g/L)

处理组	乙醇浓度(g/L)
		实施例1	60.39
实施例2	53.25
		实施例3	48.76
实施例4	59.57
		对比例1	50.54
对比例2	45.22
		对比例3	32.19
对比例4	43.56
		对比例5	28.43
对比例6	35.72
		对比例7	52.51

从表1的结果可以看出，实施例1和实施例4杨木固体负荷浓度为32％时，相比于现有技术(对比例7)、一步糖化发酵法(对比例1)、采用干料糖化发酵(对比例2)、以及改变预处理的条件(对比例3-6)的发酵方式，本发明通过合理的预处理结合分批补料同步糖化发酵，在同步糖化发酵72h时，反应液中乙醇浓度为60.39g/L，可有效提升高浓度杨木产乙醇的效率；当固体负荷浓度为16～25％时(实施例2和3)，反应液中乙醇浓度也达到了48.76～53.25g/L；且本发明的纤维素酶的用量为10～20FPU/g杨木绝干料，纤维酶用量低，提高整个乙醇生产工艺的经济性。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高浓度杨木同步糖化发酵制备乙醇的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1. 将AlCl₃耦合乙醇预处理杨木与水混合，使得AlCl₃耦合乙醇预处理杨木的绝干质量与水的质量比为16～32：100，得到预处理杨木-水混合料；

S2. 向步骤S1得到的预处理杨木-水混合料中添加营养盐、调节pH、灭菌，得到灭菌杨木混合料；

S3. 向灭菌杨木混合料中加入纤维素酶、酵母，进行同步糖化发酵；

S4. 步骤S3发酵开始后，每隔12～24h补充按照步骤S1～S2方法制备的灭菌杨木混合料，再加入纤维素酶、酵母，进行同步糖化发酵；

其中，步骤S1所述AlCl₃耦合乙醇预处理杨木的制备方法为：向杨木原料中按绝干质量体积比为1g：8～15mL加入50～70%（v/v）的乙醇水溶液，再加入0.01～0.03mol/L乙醇水溶液的AlCl₃，在180～200℃下反应5～20min，分离得到AlCl₃耦合乙醇预处理杨木；步骤S3或S4所述同步糖化发酵为在32～37℃下发酵。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S2所述营养盐包括质量比依次为1～3：0.5～1.5：0.5～1.5：0.1～0.5的酵母提取物、NH₄Cl、KH₂PO₄、MgSO₄·7H₂O。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S2所述营养盐的添加量为2.1～6.5g/L水。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S2所述调节pH为调节至4.5～6.0。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S2所述灭菌为放入高压灭菌锅中121℃灭菌20～30min。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S3或S4所述酵母为酵母活化液，所述酵母活化液的制备方法为：称取2g葡萄糖溶于100mL去离子水中，接入6.6g酿酒酵母，2g蛋白胨，1g酵母提取物，先在160 rpm摇床上36℃活化10min，再在160 rpm摇床上34℃活化60min。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，步骤S3或S4所述纤维素酶的用量为10～20FPU/g预处理杨木的绝干质量，酵母活化液的用量为40～60mL/L水。

8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，步骤S3或S4所述纤维素酶的用量为15FPU/g预处理杨木的绝干质量。

9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S3或S4所述同步糖化发酵为在100～200转/分下发酵。