基于外环流式发酵罐的玉米生料发酵酒精的研究

江南大学硕士学位论文基于外环流式发酵罐的玉米生料发酵酒精的研究姓名：高恺申请学位级别：硕士专业：生物化工指导教师：石贵阳;王正祥20080801基于外环流式发酵罐的玉米生料发酵酒精的研究作者：高恺学位授予单位：江南大学相似文献(10条)1.期刊论文马文超.石贵阳.章克昌玉米原料无蒸煮发酵酒精工艺的研究-酿酒科技2005,(2)利用筛选的糖化酶作为糖化剂,进行玉米无蒸煮发酵酒精的试验,确定了糖化酶的最适添加量为100u/g原料,料水比1:2,自然pH,以过40目筛的玉米粉为原料,活性干酵母添加量0.3%,30℃条件下恒温发酵60～70h,发酵醪酒精度达15%.外加氮源或酸性蛋白酶对发酵有促进作用,可使酒精度达16%,原料的淀粉利用率达88%左右,在15L发酵罐的扩大试验中也取得了较好的效果.发酵过程还原糖始终处于较低水平,有效地抑制了杂菌,使发酵得以顺利进行.该工艺显著地节省了酒精生产过程中的能源消耗,它对进一步提升酒精在我国能源结构中所占的比重具有重要意义.2.学位论文顾燕松用废糖蜜高效发酵酒精新工艺研究2001糖蜜作为制糖行业的副产品,一般都被综合利用于发酵酒精.但国内由糖蜜生产酒精的最终酒精浓度(7﹪V/V)远低于国外的(12﹪V/V).本论文工作的目的是通过引进新菌种,采用新工艺以提高酒精产率和最终酒精浓度.我们通过从高酒精耐受性酵母中筛选耐高糖浓度酵母并进行发酵动态研究,找到一株能耐受高糖和高酒精浓度并高强度发酵的菌株Scaccharomycescerevisiae1912.经过工艺探索,我们开发出一条浓醪弱氧发酵生成高最终终酒精浓度和高酒精产率的新工艺.5升发酵罐小试:菌株1912在初始总糖浓度25﹪(W/V)的云南糖蜜稀释液中发酵,酒精产率85﹪,最终酒精浓度13.6﹪(V/V).摇瓶试验:菌株1912在初始总糖浓度30﹪(W/V)的云南糖蜜稀释液中发酵48小时,醪液酒精浓度达15﹪(V/V).3.学位论文蒋常德木薯燃料酒精浓醪发酵工艺研究2008本文针对广西丰富的木薯资源优势，以木薯为原料，对酒精浓醪发酵进行了研究，主要有四个方面研究内容和研究成果。为了降低浓醪发酵中醪液的粘度，提高液化效果，对木薯酒精浓醪发酵中的液化工艺进行试验。采用酶法进行液化，通过分析液化酶的性质，考察加入不同液化酶量和不同料水比的木薯粉浆的糊化曲线，应用单因素试验和正交试验得到优化液化工艺条件为：木薯粉过40目，即0.42mm粒径，料水比为1：2.3，加入液化酶量为10u/g木薯粉，配料水温为60℃，预热温度和时间分别为60℃、30min，液化温度和时间分别为105℃、2h。在此液化工艺条件下，醪液遇碘显酱红色，木薯淀粉液化完全，液化过程中醪液粘度大幅下降，不到未加液化酶的10％。在优化的液化工艺条件下制备木薯液化醪，采用加入糖化酶法进行糖化，通过分析不同温度与pH下的糖化酶活力以及酶活力的稳定性，考察了糖化酶量、糖化温度、糖化pH、糖化时间等各种单因素试验对糖化效果的影响，并应用正交试验来确定较优的糖化工艺条件，试验结果确定较优的糖化工艺条件为60℃降温糖化工艺，即在液化醪降温到60℃时，调pH4.5，加糖化酶量为150u/g木薯粉，迅速降温到33℃，加入糖化酶到接种前的总糖化时间为30min。利用优化的液化糖化工艺制备糖化醪，对木薯酒精浓醪发酵工艺条件进行了研究。通过单因素试验考察了发酵温度、发酵pH、发酵时间、不同氮源等对酒精发酵的影响，应用正交试验法优化了发酵条件与发酵培养基中营养盐的组成。试验结果表明优化后的发酵条件为：发酵温度为33℃，发酵初始pH4.5，接种量为10％，发酵时间为48h，摇床转速为80r/min。优化后发酵培养基中营养盐的组成为：MgSO4.7h2O(0.45g/L)，尿素(0.25g/100g木薯粉)，KH2PO4(1.5g/L)，CaCl2(0.2g/L)。在优化条件下发酵酒精，500mL三角瓶发酵成熟醪酒精浓度高达15.7％(v/v)，淀粉利用率达到92.8％。经过三次平行发酵其酒精度平均可达到15.63％(v/v)，淀粉利用率在92％以上。以500mL三角瓶发酵最优化条件为基础，进行了5L、100L酒精浓醪发酵放大试验，试验结果表明在33℃下发酵48h，5L发酵罐发酵酒精度可达15.3％(v/v)，残总糖在0.3％以下，淀粉利用率可达92.02％：100L发酵罐发酵酒精含量达15.1％(v/v)，残总糖在0.5％以下，淀粉利用率达到91.06％。4.期刊论文石贵阳.马文超.张梁.章克昌.SHIGui-yang.MAWen-chao.ZHANGLiang.ZHANGKe-chang外环流式发酵罐用于玉米生料酒精发酵的研究-西北农林科技大学学报（自然科学版）2005,33(11)对玉米粉悬浮液沉降情况的研究表明,沉降界面初始沉降速度随初始浓度的增加而减小.对外环流式发酵罐用于玉米生料酒精发酵进行研究,结果表明,起始阶段,玉米粉悬浮液要在外环流式发酵罐中完成强制回流循环,必然存在一个最小回流量Q;通过恒流泵强制发酵醪循环可以显著缓解原料沉淀造成的不利影响,有利于发酵罐中的传质;发酵20h,强制循环发酵液中酵母细胞出芽率较自然发酵提高84.8%,死亡率降低100%,发酵70h时酒精度提高11.5%;采用外环流式发酵罐进行玉米生料发酵酒精时,较大的高径比对发酵有利.5.学位论文沈艳丽柑橘皮渣糖蜜及其燃料酒精制备的研究2008本研究旨在利用柑橘加工废弃物—柑橘皮渣提取柑橘糖蜜，进一步发酵生成燃料乙醇，研究主要包括柑橘糖蜜的提取、糖蜜组成成份的分析、菌种选择、发酵条件优化，蒸馏浓缩发酵醪液，制取无水乙醇等内容，以期探索柑橘糖蜜燃料乙醇工业化生产的可行性。将柑橘皮渣与0.3％皮渣重量的生石灰充分混合，静置20分钟使之完全硬化，用压榨机压榨和螺旋榨汁机过滤得清液，静置12小时用虹吸的方法除去上层皮精油层，负压条件下，用旋转蒸发仪浓缩，可得浓度40°Brix以上的柑橘糖蜜。用水反复洗涤果肉渣五次，即可将所含可溶性同形物完全洗出，得到的糖液可以直接用于发酵或与皮渣糖蜜一起稀释后发酵，或者浓缩后与皮渣糖蜜混合用于发酵生产酒精。将得到的柑橘糖蜜与果肉渣糖液进行成分分析的结果是，柑橘皮渣压榨液的可溶性固形物11.8°Brix，还原糖5.57g/100ml，总糖9.28g/100ml。皮精油含量为0.756％(重量比)。浓缩为40°Brix糖蜜时，还原糖15g/100ml，总糖34g/100ml。皮精油0.05％(重量比)。压榨液与糖蜜的果胶含量分别为0.474％和0.653％。皮精油含量少于0.03％时，对酵母菌生长的影响不明显，但是当含量超过0.04％时，对酵母菌生长的影响显著，明显延长了酵母菌的生长延滞期。稀释后的糖蜜中皮精油的含量小于0.04％，对酒精发酵影响不明显。通过对代号为X1、X2、X3、X4、X5和X6六株菌种发酵性能的比较研究，结果表明无论发酵酒精产量还是在柑橘糖蜜培养基中的适应性，酿酒酵母X4都是发酵柑橘糖蜜生产酒精的最优良的菌种。用该菌种发酵直接浓缩的压榨液和柑橘糖蜜，酒精产量分别是20g/L和72g/L。通过单因素实验得出，在25°Brix柑橘糖蜜中(NH4)2SO4添加量为1.8g/L，KH2PO4和MgSO4的添加量均为0.6g/L，初始pH值为5.0，按3×107个/ml的接种量接入糖蜜发酵液中，于30℃静置发酵，酒精产量为82.4g/L。通过正交实验得出柑橘糖蜜发酵的的最佳工艺条件是：(NH4)2SO4添加量为1.8g/L，KH2PO4和MgSO4的添加量均为0.6g/L，初始pH5.0，初始糖度25°Brix，按3×107个/ml的接种量接入糖蜜发酵液中，在30℃静置发酵，酿酒酵母X4的发酵效率最高。在单因素实验和正交实验基础上进行15L发酵罐小试，发酵曲线与摇瓶实验结果相似，只是延滞期较短。结果说明酵母在发酵罐中的发酵能力与摇瓶中的基本相同。说明该菌种发酵性能稳定，在摇瓶试验的结果在以后的放大试验中得到验证。通过3次常压蒸馏可以得到78-85度的酒精，再采用1次真空蒸馏可得到酒精含量95％以上的酒精。柑橘糖蜜的原料是柑橘皮渣废弃物，其原料的成本为0元。通过与玉米，甜高梁汁等为原料的酒精发酵成本比较得出结论，用柑橘糖蜜生产酒精的竞争力更强。只要有充足的原料来源，可以进行工业化生产，是一种潜在的生物能源资源。总之，本研究证实柑橘皮渣经过适宜的工艺处理后，制成的糖蜜可用于酒精发酵，作为生产乙醇燃料的有竞争力的原料，具有经济可行性。6.期刊论文朱会霞.张伟.孙金旭.李英军.李长文高产酒精酵母Co-158发酵工艺优化研究-酿酒科技2006,(6)对60Co诱变后得到的高产酒精酵母菌株Co-158进行了发酵工艺优化研究.通过正交试验确定其适宜发酵工艺条件为:料水比1:2,接种量4.5%,发酵时间84h,初始pH值4.5;对流加葡萄糖工艺进行优化,适宜工艺为:以玉米粉糖化醪为基质,发酵时间84h,发酵过程中间歇流加6%的葡萄糖,其三角瓶发酵酒精产率为19.20%(v/v),残还原糖为0.685%;10L发酵罐小试酒精产率为18.60%(v/v),残还原糖为0.013%.7.学位论文陈鑫马铃薯燃料乙醇浓醪发酵工艺参数优化2010目前，制约乙醇生产工业发展的主要问题是能耗大和成本偏高，因此，有关乙醇生产的研究也主要集中在这两方面。以淀粉质原料进行发酵生产乙醇，传统工艺需要先通过高温高压蒸煮工序，而仅蒸煮工序消耗的能量就占到了整个生产过程总能耗的30％-40％。为了有效地提高产酒精发酵罐的生产能力以及节能降耗，提高发酵中酒精浓度，进行浓醪发酵是首选方案。浓醪发酵是发酵酒精领域的一个研究热点，具有提高设备利用率和劳动生产率、降低管理费用、降低能耗和减轻酒糟处理负荷等优点，因此具有广阔的应用前景。本文针对宁夏丰富的马铃薯资源优势，以马铃薯为原料，对其浓醪发酵进行了研究，主要有四个方面研究内容和研究成果。1、研究并优化了马铃薯浓醪发酵生产乙醇的液化工艺参数，通过单因素实验与正交实验得到的液化工艺参数为：马铃薯粉过40目筛，料水比为1∶2.2，液化酶加入量为10u/g，配料水温为60℃，预热时间为30min，液化温度和时间分别为90℃、1h。在此液化条件下，液化醪黏度下降，经过30min糖化后的还原糖含量达14.71％。2、研究和优化了马铃薯浓醪发酵生产乙醇的糖化工艺参数，以糖化率和乙醇含量为指标，通过单因素实验和正交实验得到的马铃薯浓醪酒精发酵中糖化工艺参数为：在液化醪降温到60℃时，调pH4.5，加糖化酶量为150u/g马铃薯粉，降温到35℃，并控制加入糖化酶剑接种前的总糖化时间在30min左右。3、对马铃薯浓醪发酵工艺参数进行了研究与优化，得到的发酵条件为：发酵温度为35℃，发酵初始pH4.5，接种量为0.1％，发酵时间为48h。优化后发酵培养基中营养盐的组成为：MgSO4·7H2O(0.45g/L)，KH2PO4(1.0g/L)，尿素(0.25g/100g马铃薯粉)，CaCl2(0.2g/L)。在优化后的条件下进行浓醪发酵，500mL三角瓶发酵成熟醪乙醇浓度15.67％(v/v)，淀粉利用率在92％以上。4、综合考虑利用马铃薯生产燃料乙醇的技术、经济和环境可行性得出结论：利用马铃薯生产燃料乙醇有着可预见的良好经济前景，对开发自治区马铃薯资源优势和开拓马铃薯产品深加工空间具有重要战略意义。关键词：马铃薯，燃料乙醇，浓醪发酵，液化，糖化8.学位论文张先舟甜高粱汁发酵生产燃料酒精的工艺研究2008在全球环境恶化和能源危机日益严峻的今天，酒精作为一种可利用的绿色能源，正逐渐成为各国能源发展的战略方向。随着乙醇汽油在我国的逐步推广，我国对燃料乙醇的需求迅速增加。采用传统的以玉米、小麦等粮食为原料的发酵方法对粮食的需求量很大和成本高的缺点逐渐显现出来，已不能满足市场的需要。尤其我国是个人口大国，粮食安全是关系到人民生活和社会稳定的重大问题。所以我国在“十一五”计划中大力提倡用非粮原料生产燃料乙醇。采用甜高粱