冰糖橙皮渣发酵产燃料乙醇的初步研究

摘要

目前,利用废弃纤维质原料制取燃料乙醇已成为全球的研究和应用热点。本文以冰糖橙皮渣为原料,对其发酵制取燃料乙醇的过程进行了相关研究。
　　在燃料乙醇的生产过程中,菌种的性能是决定发酵效率的关键。本文从不同白酒酒曲中分离出了9株酵母菌,并比较了这9个菌株的生理生化特性、耐高温和耐酒精能力等特性。结果表明:分离的9株酵母菌上述特性差别较大,其中, Y-4各方面均表现突出,该菌株能利用木糖在内的多种糖源,能在42℃下生长,能耐14％的酒精度。通过分子鉴定,该酵母为异常毕赤酵母(Pichia anomala)。
　　对硫酸水解冰糖橙皮渣的工艺进行了初步探讨。单因素实验结果表明,硫酸水解冰糖橙皮渣的最佳单因素条件依次为:温度120℃;停留时间60 min;硫酸浓度0.15 mol/L;液固比10:1。以此为基础,设计了一个L9(34)正交实验,结果表明硫酸水解的最佳工艺条件为:硫酸浓度为0.15 mol/L;液固比为10:1;温度为120℃;停留时间为90 min,在此条件下获得的还原糖得率为50.25%,物质失重百分比为82.9%。
　　采用纤维素酶、果胶酶和β-葡萄糖苷酶对冰糖橙皮渣进行了酶水解,研究了酶用量、缓冲液种类、底物浓度、pH、时间、不同助剂对酶水解的影响。实验研究结果表明:最适纤维素酶用量和果胶酶用量分别为3 mg/g底物,5 mg/g底物,最适缓冲液为磷酸-柠檬酸,底物浓度为20 g/L,pH为4.8,反应时间为48 h,最适添加剂及其用量为0.5%的吐温80。在以上最优条件下所得还原糖得率可达61.45%,明显高于酸水解的还原糖得率。
　　最后,研究了以冰糖橙皮渣为原料生产乙醇的发酵工艺条件。结果表明,冰糖橙皮渣发酵的最佳单因素条件依次为:接种量12%;发酵时间72 h;pH4.5;发酵温度33℃。以此为基础,设计了一个L9(34)正交实验,结果表明冰糖橙皮渣发酵的最佳工艺条件如下:接种量12%;发酵时间72 h;pH4.8;发酵温度33℃。在最优条件下进行发酵,所得乙醇产率为0.1128 g/g。
　　本文通过对冰糖橙皮渣发酵产乙醇的研究,可以为柑橘皮渣的处理提供理论依据,对提高柑橘加工废弃物的经济价值有着重要的指导作用。

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第1章 绪论

1.1问题的提出

1.2燃料乙醇的定义和特点

1.3 燃料乙醇的产生原理[10]

1.4 乙醇发酵菌种

1.5燃料乙醇的生产原料

1.6 纤维素质原料的水解

1.7柑橘皮渣产燃料乙醇的现状

1.8 本论文的立题思想和研究内容

第2章 酵母菌的筛选和特性研究

2.1 引言

2.2 实验材料

2.3 实验方法

2.4 结果与分析

2.5 本章结论与讨论

第3章 酸水解工艺研究

3.1 引言

3.2 实验原料及仪器

3.3 实验方法

3.4 结果与分析

3.5 本章结论与讨论

第4章 酶水解工艺研究

4.1 引言

4.2 实验原料及仪器

4.3 实验方法

4.4 结果与分析

4.5本章结论与讨论

第5章 冰糖橙皮渣发酵产乙醇的研究

5.1 引言

5.2实验材料

5.3 分析方法

5.4发酵方法

5.5 结果与分析

5.6本章结论与讨论

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

个人简历、攻读硕士学位期间发表学术论文情况