淀粉质燃料乙醇发酵的原料精制与工艺优化研究

摘要

对于小麦、玉米、木薯等三种混合原料生产燃料乙醇，具有如下问题:木薯含沙量大，易造成管道磨损堵塞，设备泥沙沉积，难以清洗，严重影响发酵卫生控制;小麦原料质量波动大，蛋白提取不彻底，发酵醪液蛋白含量高，产生泡沫严重，影响发酵槽利用效率和清洗杀菌;传统的带渣发酵，存在玉米糟渣及部分小麦麸皮和木薯纤维，设备利用率和发酵强度较低。针对以上状况，本文提出原料精制的思路，去除木薯原料中的泥沙、充分提取小麦蛋白，探讨混合原料清液发酵的可行性，促进稳定生产，提高过程效率。主要结果如下:
　　(1)木薯原料的旋流除砂工艺。采用旋流除砂工艺对木薯原料进行精制处理，确定了旋流除砂的合适工艺条件，拌浆干物质控制在18-20％，喷淋水约为浆流量的十分之一，洗涤时间控制在2-3 min，有效实现除砂目的，基本不造成淀粉损失。
　　(2)小麦原料的品质分析与小麦蛋白提取。通过检验小麦粉的湿面筋含量、面筋指数以及小麦色泽、气味、容重、不完善粒等指标来对小麦粉和小麦进行品质分级，控制谷朊粉生产的原料，提高小麦蛋白提取率2个百分点，从而减少进入发酵工序的蛋白质量。
　　(3)清液发酵的工艺优化。利用可洗式隔膜压滤，对混合原料糖化醪进行糟渣分离，去除玉米糟渣及残余小麦麸皮和木薯纤维，控制有效糖分损失在2.5％左右。采用清液发酵，发酵温度33℃，接种量20％，发酵时间48 h情况下，相比带渣发酵，清液发酵乙醇含量提高10％，发酵时间缩短8h，设备利用率提高20％，降低蒸馏能耗约10％。
　　本文实现了木薯原料中80％以上泥沙的有效去除，大大降低设备磨损和泥沙沉积;谷朊粉生产中小麦蛋白提取率提高2％以上，根本上解决了发酵过程起沫溢罐问题，有效提高设备利用率和发酵过程工艺卫生控制;实现了糖化醪的糟渣分离，验证了清液发酵的可行性，为燃料乙醇生产技术改善提供了依据。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外燃料乙醇现状

1．3 淀粉质原料生产燃料乙醇

1．3．1 淀粉质原料在燃料乙醇生产中的地位

1．3．2 发展燃料乙醇不会危及“粮食安全”

1．4 河南夭冠燃料乙醇有限公司生产工艺现状

1．4．1 生产原料

1．4．2 工艺流程

1．5 混合原料预处理研究现状和清液发酵意义

1．5．1 混合原料预处理研究现状

1．5．2 清液发酵意义

1．6 论文研究思路

第二章 木薯原料的旋流除砂工艺

2．1 引言

2．2 材料和方法

2．2．1 原料和试剂

2．2．2 主要设备

2．2．3 旋流除砂工艺

2．2．4 分析方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 木薯浆干物质含量对除沙效果的影响

2．3．2 木薯浆流量对除沙效果的影响

2．3．3 洗沙对淀粉损失的影响

2．3．4 最优除沙工艺

2．3．5 生产应用的实施方案

2．3．6 应用结果讨论

2．4 本章小结

第三章 小麦原料的品质分析与分类使用

3．1 引言

3．2 材料和方法

3．2．1 原料和试剂

3．2．2 主要仪器

3．2．3 分析方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 小麦粉湿面筋洗涤及蛋白成分分析

3．3．2 小麦粉的品质分类

3．3．3 谷朊粉生产的关联

3．3．4 小麦品质分析

3．3．5 小麦粉配比分析

3．3．6 生产应用实践

3．4 本章小结

第四章 用于清液发酵的糟渣分离工艺

4．1 引言

4．2 材料和方法

4．2．1 原料和试剂

4．2．2 主要仪器

4．2．3 可洗式隔膜压滤

4．2．4 实验方案

4．2．5 分析方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 工艺点选择

4．3．2 洗糟流程试验

4．3．3 结果分析

4．4 本章小结

第五章 清液发酵的工艺优化

5．1 引言

5．2 材料和方法

5．2．1 原料和试剂

5．2．2 主要仪器

5．2．3 实验方法

5．2．4 分析方法

5．3 结果与讨论

5．3．1 发酵时间影响

5．3．2 接种量影响

5．3．3 发酵温度影响

5．3．4 综合分析

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献