甜高粱液态发酵制备燃料乙醇的研究

摘要

本研究以购置的六种酵母菌作为出发菌株，对以甜高粱汁为原料发酵生产燃料乙醇的工艺进行了研究。主要内容如下： ⑴通过单因素试验和正交试验后，各供试酵母的适宜发酵条件组合为：丹宝利酵母：温度为32℃；pH值为5.03；接种量为1.0‰；汁液锤度为14Brix。安琪酵母：温度为32℃；pH值为5.03；接种量为1.1‰；汁液锤度为14Brix。LALVIN酵母：温度为30℃；pH值为5.03；接种量为1.2‰；汁液锤度为14 Brix。1384-威尔酵母：温度为32℃；pH值为5.03；接种量为2ml；汁液锤度为14Brix。1347-薛瓦酵母：温度为33℃；pH值为5.03；接种量为3ml；汁液锤度为14Brix。1416-酿酒酵母：温度为32℃；pH值为5.03；接种量为2ml；汁液锤度为14Brix。 ⑵通过各酵母在其最佳发酵条件下发酵后发现，无论是从发酵时间还是从发酵后醪液的酒精度来比较，丹宝利酵母都占优。因此，丹宝利酵母是六种供试酵母中的优势菌株。 ⑶以丹宝利酵母作为出发菌株，对其进行营养盐试验，通过单因素试验和正交试验后确定营养盐的较适用量组合为：确定出营养盐的较适用量组合为：硫酸铵为0.4％、硫酸镁为0.1％、氯化钙为0.1％、磷酸氢二钾为0.005％。 ⑷在摇床转速为120rpm的条件下，添加营养盐的酵母发酵时间为16h，而不添加任何营养盐的酵母的发酵时间为18h，因此，添加营养盐的酵母要比不添加营养盐的酵母发酵时间缩短2h。同时酒精度也提高了0.2％。 ⑸通过单因素试验和正交试验后，确定出丹宝利酵母固定化的较适组合为：海藻酸钠浓度2.5％、氯化钙浓度3％、PVA浓度0.3％、二氧化硅浓度0.3％、三氧化二铝浓度为0.3％、固定化时间7h。 ⑹游离酵母在摇床转速为120rpm的条件下，发酵时间为18h；固定化酵母在摇床转速为120rpm的条件下，发酵时间为13h，因此，游离酵母经固定化后，发酵时间可以缩短5h，酒精得率可达92％。 ⑺通过对三种活性干酵母直接发酵能力的比较后发现，从酒精含量、残糖、发酵周期等综合指标评价，丹宝利酵母的发酵力占优。 ⑻直接发酵与适温发酵后酒精度相差不大；杀菌发酵较直接发酵酒精度提高0.3％。 ⑼从节能的角度考虑，采用直接发酵在经济上是可行的。

目录

文摘

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声明

第一章 文献综述

1.1开发燃料乙醇的意义

1.2燃料乙醇研究现状

1.2.1国外燃料乙醇研究现状

1.2.2国内燃料乙醇研究现状

1.3燃料乙醇及其生产原料

1.4甜高粱秸秆发酵生产燃料乙醇现状

1.4.1甜高粱及其生物学特性

1.4.2甜高粱秸秆发酵生产燃料乙醇现状

1.4.3甜高粱秆汁液态发酵酒精的研究

1.4.4甜高粱秆固态发酵酒精的研究

1.5本课题研究的内容

第二章 甜高粱发酵优势酵母的筛选

2.1引言

2.2试验材料与方法

2.2.1试验材料

2.2.2试验方法

2.3结果与分析

2.3.1不同温度对发酵的影响

2.3.2不同pH值对发酵的影响

2.3.3不同接种量对发酵的影响

2.3.4正交试验结果

2.3.5适宜工艺条件的验证

2.4结论

第三章 营养盐对丹宝利酵母酒精发酵影响的研究

3.1引言

3.2试验材料与方法

3.2.1试验菌种及来源

3.2.2试验材料及药品

3.2.3试验方法

3.3结果与分析

3.3.1硫酸铵对酒精发酵的影响

3.3.2硫酸镁对酒精发酵的影响

3.3.3氯化钙对酒精发酵的影响

3.3.4磷酸氢二钾对酒精发酵的影响

3.3.5正交试验结果

3.4结论

第四章 细胞固定化对丹宝利酵母酒精发酵影响的研究

4.1引言

4.2试验材料与方法

4.2.1试验材料

4.2.2试验方法

4.3结果与分析

4.3.1海藻酸钠浓度对固定化粒子酒精发酵的影响

4.3.2氯化钙浓度对固定化酵母粒子酒精发酵的影响

4.3.3固定化时间对固定化酵母粒子酒精发酵的影响

4.3.4正交试验结果

4.3.5 PVA浓度对固定化酵母粒子酒精发酵的影响

4.3.6二氧化硅浓度对固定化酵母粒子酒精发酵的影响

4.3.7三氧化二铝浓度对固定化酵母粒子酒精发酵的影响

4.3.8正交试验结果

4.4结论

第五章 节能发酵试验

5.1引言

5.2试验材料与方法

5.2.1试验材料

5.2.2试验方法

5.3结果与分析

5.3.1不同酵母直接发酵能力试验

5.3.2丹宝利酵母直接发酵与杀菌发酵比较

5.4结论

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

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