燃料乙醇专用型甘薯品种筛选及乙醇发酵技术研究

摘要

燃料乙醇因具有可再生、燃烧充分、对环境污染小等优点被作为新型替代能源在世界各国推广应用。我国采用发酵法生产燃料乙醇，主要原料是小麦、玉米等粮食淀粉，以粮食为原料生产燃料乙醇将威胁到我国的粮食安全。非粮作物甘薯因具有产量大、种植面积广、能量产量高等特点可作为新型能源作物。但目前针对燃料乙醇专用型甘薯的研究较少。
　　为了寻找价格低廉、取材方便且能量产量高的燃料乙醇专用型甘薯品种，本论文进行了多个甘薯粉样品的主要组分含量检验，通过各组分含量之间的相关性分析，揭示它们之间的内在联系。对5种甘薯可发酵糖含量、单位面积可发酵糖、发酵效率和发酵醪粘度四个方面进行了考察，其中南薯007各项检测的综合结果最优，南薯007在5个甘薯品种中可发酵糖含量最高，发酵效率最高，单位面积可发酵糖产量较高，同时发酵醪液粘度与其它品种相比也较低，确定了南薯007为本实验的乙醇发酵原料。并通过两个正交实验，对不同料水比、糖化酶用量、酶解时间、初始pH、发酵时间、接种量、发酵温度和氮源添加量等因素进行研究，得出甘薯前处理以及发酵最佳工艺为:100g薯浆中的加水量为70mL，液化pH5.0，液化酶用量50KNU/kg，液化温度95℃，液化时间25min。糖化时添加一定量的果胶酶和纤维素酶，糖化酶的添加量为100μL，醪液发酵前不用进行pH调节也无需添加无机盐、氮源等营养物质，30℃恒温条件下同步糖化发酵的时间为60h。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 燃料乙醇的研究背景

1．2 研究意义

1．2．1 燃料乙醇的研究意义

1．2．2 发展甘薯燃料乙醇的意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内外燃料乙醇工业现状

1．4 酒精发酵

1．4．1 酒精发酵的原理

1．4．2 发酵工艺过程进展

1．5 利用甘薯生产燃料乙醇

1．5．1 甘薯简介

1．5．2 发展甘薯燃料乙醇的意义

1．6 研究甘薯燃料乙醇的意义

1．7 研究路线

第二章 甘薯块茎的组分分析

2．1 引言

2．2 材料、仪器与方法

2．2．1 材料与试剂

2．2．2 仪器与设备

2．2．3 试验方法

2．2．4 数据处理与分析

2．3 结果与分析

2．3．1 甘薯块茎的组分分析

2．3．2 甘薯组分间相关性分析

2．4 本章小结

第三章 乙醇发酵适用甘薯品种的筛选

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验设备

3．2 实验方法

3．2．1 实验流程

3．2．2 测定方法

3．2．3 培养方法

3．2．4 标准曲线的绘制

3．2．5 计算公式

3．2．6 影响甘薯乙醇发酵的重要指标

3．3 实验结果

3．3．1 测定结果

3．3．2 甘薯品种的筛选

3．4 结论

第四章 鲜甘薯原料发酵前预处理条件的优化

4．1 材料与设备

4．1．1 实验材料

4．1．2 实验设备

4．2 实验方法

4．2．1 实验流程

4．2．2 测定方法

4．2．3 葡萄糖值的计算

4．2．4 DNS法测定还原糖标准曲线

4．2．5 单因素实验

4．2．6 正交表的确定及正交试验的设计

4．2．7 添加电解质对甘薯酵液葡萄糖值(DE)的影响

4．2．8 添加果胶酶、纤维素酶对甘薯醪液葡萄糖值((DE)及粘度的影响

4．3 实验结果与分析

4．3．1 DNS法测定还原糖标准曲线的制定

4．3．2 单因素实验及其结果制图分析

4．3．3 正交实验结果分析

4．3．4 添加电解质对甘薯酪液葡萄糖值(DE)的影响

4．3．5 添加果胶酶、纤维素酶对甘薯醪液葡萄糖值((DE)及粘度的影响

4．4 讨论

4．5 结论

第五章 实验室甘薯生产燃料乙醇发酵工艺的优化

5．1 引言

5．2 材料、仪器与方法

5．2．1 材料与试剂

5．2．2 仪器与设备

5．2．3 试验方法

5．2．4 数据处理与分析

5．2．5 发酵效率计算

5．3 结果与分析

5．3．1 发酵失重与乙醇产量关系图

5．3．2 不同加水量对发酵结果的影响

5．3．3 pH调节方式、营养物质添加对发酵结果的影响

5．4 本章小结

第六章 结论和展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献