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、本文針對酒精發(fā)酵行業(yè)現有廢糟液治理技術存在設備投資大、運行能耗高的突出缺點,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)使用清潔生產技術,分別在單級懸浮床生物反應器和四級小型懸浮床反應器串聯酒精連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)進行了實驗,并對相關數據進行了整理和分析,以促進這種清潔生產工藝進一步在實際生產中得到廣泛應用。
　　 首先,在單級懸浮床生物反應器中進行了自絮凝顆粒酵母酒精連續(xù)發(fā)酵對比實驗。實驗結果表

2、明:在稀釋速率(單位時間進入發(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,裝置達到穩(wěn)定狀態(tài)后,酒精、殘還原糖、無機磷、無機氮、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,酒精濃度與對照組相差不大,但殘還原糖、無機磷及總固形物在廢糟液循環(huán)使用的初期出現積累,但隨運行時間的延長而趨于穩(wěn)定,符合物料衡算模型的理論預測。由于

3、廢糟液直接全循環(huán)使用增加了系統(tǒng)緩沖性,因此使用于調節(jié)pH的氨水消耗減少,發(fā)酵液中無機氮監(jiān)測結果低于對照組。
　　 在此基礎上,模擬工業(yè)化生產裝置的工藝流程,建立了四級小型懸浮床反應器串聯酒精連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)。在廢液全循環(huán)的條件下,進行了四個月的運行穩(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,平均酒精濃度達到11.7％(v／v),末級發(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)化生產要求,系統(tǒng)運行穩(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)使用清潔生產技術的工業(yè)化應用奠定了基礎。同時,利用實驗收集的廢液,經過降膜濃縮后,對酵母進行了11組不同條件的批次培養(yǎng)和發(fā)酵實驗,表明當高沸點副產物總體濃度超過一定值時會抑制酵母的生長和發(fā)酵。
　　 在裝置運行過程中,跟蹤定量測定了甘油、乳酸、丙酮酸和琥珀酸四種主要酵母酒精發(fā)酵過程高沸點代謝副產物／中間產物,實驗結果表明,這些物質沒有積累現象,因此推斷這些