基于糖酒聯(lián)產(chǎn)的二壓汁加糖蜜發(fā)酵乙醇的工藝研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展,導(dǎo)致出現(xiàn)能源緊缺,使得燃料乙醇作為替代石油能源的綠色可再生能源日益受到人們的青睞。甘蔗具有糖分易轉(zhuǎn)化、光能轉(zhuǎn)換效率和凈能比高、成本低、工藝簡單等優(yōu)勢,是生產(chǎn)乙醇的首選原料作物。同時,蔗糖作為季節(jié)收獲,全年消費(fèi)的農(nóng)產(chǎn)品,是價格受世界能源供給的波動影響最大的農(nóng)產(chǎn)品。
　　 本研究設(shè)想通過借鑒巴西蔗糖一酒精聯(lián)產(chǎn)的技術(shù)模式,對我國甘蔗糖廠現(xiàn)行的制糖工藝進(jìn)行改進(jìn)。將糖度差異大的一壓汁和二壓汁分路處理:將高純度的一壓汁直

2、接送入澄清工段,可大大提高澄清和煮煉效率,降低制糖成本;同時根據(jù)糖價變化將低純度的二壓汁作產(chǎn)糖或產(chǎn)酒的靈活調(diào)節(jié)。將二壓汁與乙原蜜或廢糖蜜混合作為生產(chǎn)乙醇的新原料,充分利用甘蔗能源作物而實(shí)現(xiàn)糖酒聯(lián)產(chǎn)。這對減輕制糖產(chǎn)業(yè)應(yīng)對全球能源危機(jī)和經(jīng)濟(jì)危機(jī)的雙重壓力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本課題的主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　 1.通過對酵母在生長繁殖、產(chǎn)酒性能和發(fā)酵環(huán)境耐受性等方面的比較,選取適合于二壓汁加糖蜜混合糖料發(fā)酵的酵母菌

3、株G18進(jìn)行發(fā)酵工藝研究
　　 2.考察了發(fā)酵培養(yǎng)基組分對混合糖料發(fā)酵酒精的影響,確定了尿素是最適氮源以及培養(yǎng)基的組成:初糖濃度為28°Bx,尿素添加量為0.2/L,磷酸二氫鉀添加量為0.05g/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,硫酸鎂對與產(chǎn)酒率沒有明顯的促進(jìn)作用,無需添加。
　　 3.探討了溫度、初始pH、接種量和轉(zhuǎn)速等主要工藝參數(shù)對混合糖料發(fā)酵工藝的影響,通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)確定了最佳工藝條件是:初始pH為5.0,溫度為28

4、℃,接種量為15％。最佳工藝條件下驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,產(chǎn)酒率可達(dá)11.4％,發(fā)酵周期為48h,殘?zhí)呛繛?.66％。
　　 4.研究了固定化載體的優(yōu)化,通過試驗(yàn)比較海藻酸鈣、PVA—硼酸、海藻酸鈣—PVA三種固定化載體綜合性能,確定了載體海藻酸鈣—PVA是一種適用于混合糖料固定化發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的優(yōu)良載體。分析了CaCl2濃度、海藻酸鈉與PVA的濃度配比、分步固定化方式和溫度對海藻酸鈣—PVA載體固定化發(fā)酵性能的影響,優(yōu)化了載體的制備

5、工藝。當(dāng)海藻酸鈉濃度為2％、PVA濃度為10％,CaCl2固定化12h后硼酸固定化12h,溫度為30℃時,發(fā)酵性能最好。
　　 5.考察了溫度、初始pH、裝填率和轉(zhuǎn)速等主要工藝參數(shù)對固定化混合糖料發(fā)酵工藝的影響,得出最佳工藝條件是:溫度為32℃,初始pH為4.0,轉(zhuǎn)速為150r/min,裝填率為20％,最佳條件下的驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明,產(chǎn)酒率可達(dá)12.8％,發(fā)酵周期為33h,殘?zhí)呛繛?.28％。
　　 6.通過三種廢液pH