自絮凝酵母酒精連續(xù)發(fā)酵耦合廢糟液全循環(huán)工藝.pdf

1、本文針對(duì)酒精發(fā)酵行業(yè)現(xiàn)有廢糟液治理技術(shù)存在設(shè)備投資大、運(yùn)行能耗高的突出缺點(diǎn),以玉米粉為原料,雙酶法制糖,在自絮凝顆粒酵母酒精連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)中耦合了廢糟液直接全循環(huán)使用清潔生產(chǎn)技術(shù),分別在單級(jí)懸浮床生物反應(yīng)器和四級(jí)小型懸浮床反應(yīng)器串聯(lián)酒精連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理和分析,以促進(jìn)這種清潔生產(chǎn)工藝進(jìn)一步在實(shí)際生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。
　　 首先,在單級(jí)懸浮床生物反應(yīng)器中進(jìn)行了自絮凝顆粒酵母酒精連續(xù)發(fā)酵對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

2、明:在稀釋速率(單位時(shí)間進(jìn)入發(fā)酵罐糖液的體積流量與發(fā)酵罐有效體積的比值)為0.05h-1,廢糟液全循環(huán)條件下,裝置達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,酒精、殘還原糖、無(wú)機(jī)磷、無(wú)機(jī)氮、蛋白和總固型物濃度分別穩(wěn)定在9.4％(v／V)、26.0g／L、11.0g／L、3.36g／L、O.136g／L和85g／L左右,酒精濃度與對(duì)照組相差不大,但殘還原糖、無(wú)機(jī)磷及總固形物在廢糟液循環(huán)使用的初期出現(xiàn)積累,但隨運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而趨于穩(wěn)定,符合物料衡算模型的理論預(yù)測(cè)。由于

3、廢糟液直接全循環(huán)使用增加了系統(tǒng)緩沖性,因此使用于調(diào)節(jié)pH的氨水消耗減少,發(fā)酵液中無(wú)機(jī)氮監(jiān)測(cè)結(jié)果低于對(duì)照組。
　　 在此基礎(chǔ)上,模擬工業(yè)化生產(chǎn)裝置的工藝流程,建立了四級(jí)小型懸浮床反應(yīng)器串聯(lián)酒精連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)。在廢液全循環(huán)的條件下,進(jìn)行了四個(gè)月的運(yùn)行穩(wěn)定性考察。在稀釋速率為0.05h-1,培養(yǎng)基初糖濃度為220g／L的條件下,平均酒精濃度達(dá)到11.7％(v／v),末級(jí)發(fā)酵罐平均殘還原糖降低為7.2g／L,葡萄糖基本完全消耗,基本符合工

4、業(yè)化生產(chǎn)要求,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,為自絮凝顆粒酵母酒精發(fā)酵工藝中耦合廢糟液全循環(huán)使用清潔生產(chǎn)技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。同時(shí),利用實(shí)驗(yàn)收集的廢液,經(jīng)過(guò)降膜濃縮后,對(duì)酵母進(jìn)行了11組不同條件的批次培養(yǎng)和發(fā)酵實(shí)驗(yàn),表明當(dāng)高沸點(diǎn)副產(chǎn)物總體濃度超過(guò)一定值時(shí)會(huì)抑制酵母的生長(zhǎng)和發(fā)酵。
　　 在裝置運(yùn)行過(guò)程中,跟蹤定量測(cè)定了甘油、乳酸、丙酮酸和琥珀酸四種主要酵母酒精發(fā)酵過(guò)程高沸點(diǎn)代謝副產(chǎn)物／中間產(chǎn)物,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,這些物質(zhì)沒(méi)有積累現(xiàn)象,因此推斷這些