发酵工艺课程设计

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传统发酵食品工艺学课程设计

传统发酵食品工艺学课程设计

传统发酵食品工艺学课程设计一、课程背景发酵是一种既古老又现代的食品加工方式。

传统的发酵食品具有美味、营养丰富、易于消化等特点,被誉为“活食品”,深受消费者喜爱。

但在现代食品加工中,化学合成、机械化加工等技术的应用逐渐普及,传统发酵工艺面临着较大的挑战。

因此,强化传统发酵食品工艺学的教育和研究,对于保护和传承中华传统烹饪文化,促进食品产业可持续发展具有重要意义。

二、课程目的本课程旨在通过阐述传统发酵工艺学的基本理论、工艺流程及实验操作等内容,使学生了解传统发酵食品的质量特征和生产工艺,培养学生的实践能力、创新能力和质量意识,为学生从事发酵食品工程技术、营养咨询等方面的工作打下坚实基础。

三、课程内容1. 发酵原理介绍发酵的基本概念、分类及发酵的主要作用。

2. 传统发酵食品分类介绍以中国为代表的传统发酵食品的分类、特征及历史发展。

3. 发酵微生物介绍常见的发酵微生物种类、生长规律及影响因素。

4. 发酵工艺详细介绍传统发酵食品的工艺流程、条件控制、生产工艺及操作技术等。

5. 质量控制探讨对传统发酵食品质量的影响因素及其控制方法。

6. 案例分析通过对不同种类传统发酵食品的工艺流程、质量特征及市场现状等实例分析,使学生了解传统发酵食品生产过程的实际应用。

四、实践教学本课程以传统发酵食品为主要实践内容,包括制作传统发酵食品的过程及要点、发酵条件的控制方法、质量检测方法等。

五、考核方式本课程采取组织实践、技能考核、论文报告等方式开展教学和考核,以课程中学生的实际操作和成果,以及论文答辩等形式综合评价学生综合素质。

六、参考资料1.《中华传统发酵食品工艺学》,张明华,中国轻工业出版社,2004年。

2.《发酵工程学》,秦光华等,化学工业出版社,2003年。

3.《中国传统食品加工技术》,孙玉庆等,中国轻工业出版社,2010年。

七、总结传统发酵食品一直是中华饮食文化的组成部分,具有历史文化底蕴和营养价值。

本课程旨在传承和发扬中华传统烹饪文化,提高学生的发酵食品工艺学素养及创新能力,为中国食品工业可持续发展培养高素质的技术人才。

酵母发酵课程设计

酵母发酵课程设计

酵母发酵课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握酵母发酵的基本原理和应用,通过学习,学生应能:1.描述酵母的基本结构和特性。

2.解释酵母发酵的化学过程。

3.分析酵母在食品制作(如面包、啤酒制作)中的作用。

4.设计实验来探究酵母发酵的影响因素。

5.培养对生物学的兴趣和好奇心,提高观察和实验能力。

二、教学内容本课程的教学内容将围绕酵母的基本知识、酵母发酵的化学原理、酵母的应用以及相关的实验操作展开。

具体包括:1.酵母的结构和功能:介绍酵母的基本细胞结构,如细胞壁、细胞膜、细胞核等,并讨论其功能。

2.酵母发酵过程:详细讲解酵母如何将糖转化为酒精和二氧化碳的化学过程。

3.酵母的应用:介绍酵母在食品和饮料制作中的应用,如面包制作、啤酒酿造等。

4.实验操作:安排至少一次实验课,让学生亲手操作,观察酵母发酵的过程,并学习如何控制实验条件。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:用于讲解酵母的基本知识和发酵过程。

2.实验法:通过实验课让学生直观地观察酵母发酵过程,并学习实验操作技巧。

3.小组讨论:分组进行讨论,让学生分享对酵母发酵的理解,并从不同角度进行思考。

4.案例分析:分析具体的酵母应用案例,如面包店如何使用酵母等,让学生了解理论知识在实际中的应用。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用合适的生物学教材,提供关于酵母的基础知识。

2.参考书:提供相关的参考书籍,供学生深入研究。

3.多媒体资料:制作PPT和视频,生动展示酵母发酵的过程。

4.实验设备:准备实验室所需的设备,如显微镜、培养皿、试管等,确保实验课的顺利进行。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试和实验报告。

具体来说:1.平时表现:通过观察学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的情况来评估。

2.作业:布置相关的作业,如练习题、小论文等,评估学生的理解和应用能力。

发酵乳的工艺课程设计

发酵乳的工艺课程设计

发酵乳的工艺课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解发酵乳的基本概念、分类和功能,掌握发酵乳的微生物学原理。

2. 学生能描述发酵乳的生产工艺流程,了解各个阶段的关键技术参数。

3. 学生能了解发酵乳的品质评价标准及其影响因素。

技能目标:1. 学生能独立完成发酵乳的制备实验,熟练操作相关设备。

2. 学生能运用所学知识对发酵乳的品质进行评价和分析,提出改进措施。

3. 学生能通过查阅资料,了解发酵乳产业的发展现状和趋势。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对发酵乳的兴趣,增强对食品科学的热爱。

2. 学生认识到发酵乳对人体健康的益处,树立正确的饮食观念。

3. 学生通过团队合作,培养沟通、协作能力和严谨的科学态度。

课程性质:本课程为食品科学与工程专业的一门实践性课程,旨在让学生掌握发酵乳的基本知识、生产工艺和品质评价方法。

学生特点:学生已具备一定的食品科学基础,具有较强的动手能力和探究欲望。

教学要求:结合实践操作,注重理论知识与实际应用相结合,提高学生的综合素养。

通过分解课程目标,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 发酵乳概述- 发酵乳的定义、分类及功能- 发酵乳微生物学原理2. 发酵乳生产工艺- 原料的选择和处理- 发酵剂的制备与活化- 发酵乳的制备工艺流程- 关键技术参数控制3. 发酵乳品质评价- 品质评价标准- 影响因素分析- 品质评价方法4. 发酵乳制备实验- 实验设备与材料- 实验步骤及操作方法- 安全注意事项5. 发酵乳产业现状与发展趋势- 国内外发酵乳市场概况- 新技术、新产品发展趋势教学内容安排与进度:第一周:发酵乳概述及微生物学原理第二周:发酵乳生产工艺及关键技术参数第三周:发酵乳品质评价及影响因素第四周:发酵乳制备实验(含实验报告撰写)第五周:发酵乳产业现状与发展趋势本教学内容基于课程目标,结合教材相关章节,保证科学性和系统性。

教学设计案例完整版发酵

教学设计案例完整版发酵

教学设计案例完整版——发酵一、引言发酵是一种通过微生物代谢产生的化学变化,广泛应用于食品加工、药物制造和生物能源等领域。

它是一门既复杂又重要的学科,需要掌握一定的理论知识和实践技能。

本文将介绍一种关于发酵的教学设计案例,通过实践操作和讨论,帮助学生深入了解发酵的原理和应用。

二、教学目标1. 理解发酵的基本概念和原理;2. 掌握发酵过程中涉及的微生物种类和作用;3. 了解发酵在食品加工、药物制造和生物能源等领域的应用;4. 培养学生的团队合作和实践操作能力。

三、教学内容和步骤1. 导入在课堂上向学生展示不同的发酵食品,并让学生分析这些食品中可能存在的微生物和发酵过程。

通过师生互动的方式,引出发酵的重要性并激发学生的学习兴趣。

2. 理论讲解以PPT演示的形式,讲解发酵的基本概念、原理和分类。

重点介绍乳酸菌、酵母菌和酪酸菌等常见微生物的特性和作用。

3. 实验操作将学生分为小组,每个小组配备一套实验器材和原料。

引导学生按照实验操作步骤进行发酵实验,观察并记录实验过程中的变化。

4. 数据分析与讨论通过实验结果的分析,让学生思考发酵过程中微生物的作用和产物的形成。

组织小组讨论,让学生分享彼此的观察和发现。

5. 应用案例介绍以食品加工为例,介绍发酵在面包、酸奶和葡萄酒等食品制造中的应用。

通过案例分析,让学生了解发酵在不同食品中的不同作用和效果。

6. 总结与评价对整个实验过程和案例进行总结,引导学生答辩各小组的实验结果和讨论成果。

根据学生的实际表现评价他们的团队合作和实践操作能力。

四、教学评价方式1. 实验报告:要求学生提交实验报告,内容包括实验目的、操作步骤、观察结果、数据分析和结论等。

2. 学生答辩:要求学生进行小组答辩,交流和评价各自的实验结果和讨论成果。

3. 教师评价:根据学生的实际表现,评价其团队合作、实践操作和理论知识的掌握情况。

五、教学资源准备1. PPT演示及实验操作指导手册;2. 实验器材和原料:试管、培养皿、无菌培养基、食用制剂等;3. 实验室或教室的布置和消毒;4. 学生小组的分组名单。

发酵过程课程设计

发酵过程课程设计

发酵过程课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并描述发酵过程的基本概念,掌握发酵技术的原理和应用。

2. 学生能掌握发酵过程中涉及的微生物种类及其作用。

3. 学生能了解发酵技术在食品、药品制作中的重要性。

技能目标:1. 学生能运用所学知识,分析发酵过程中可能出现的问题及解决方法。

2. 学生能通过实验操作,掌握发酵技术的基本步骤,提高实践操作能力。

3. 学生能运用发酵技术制作简单的食品,培养创新能力。

情感态度价值观目标:1. 学生对发酵技术产生兴趣,培养探究精神和合作意识。

2. 学生认识到发酵技术在生活中的广泛应用,增强对科学的热爱。

3. 学生能意识到发酵技术在环保、资源利用等方面的重要性,培养社会责任感。

课程性质:本课程为生物学科选修课程,注重理论与实践相结合,培养学生的实验操作能力和科学素养。

学生特点:八年级学生对生物学科有一定的基础,对实验操作感兴趣,但需引导他们深入思考发酵技术的原理和应用。

教学要求:结合学生特点,通过讲解、实验、讨论等多种教学手段,使学生在掌握发酵技术基本知识的基础上,提高实践能力和科学素养。

将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 发酵技术的基本概念与原理- 微生物在发酵过程中的作用- 发酵过程中的生物化学变化2. 发酵技术的应用- 食品发酵:如面包、酸奶、豆腐等- 药品发酵:如抗生素、疫苗等3. 发酵过程中的微生物- 常见微生物种类及其特性- 微生物在发酵过程中的控制与优化4. 发酵技术的实验操作- 实验室发酵设备的使用与维护- 发酵实验操作步骤及注意事项5. 发酵技术的现状与发展趋势- 现代发酵技术在生物产业中的应用- 发酵技术的未来发展方向教学内容安排与进度:第一课时:发酵技术的基本概念与原理第二课时:发酵过程中的微生物第三课时:发酵技术的应用第四课时:发酵技术的实验操作(动手实践)第五课时:发酵技术的现状与发展趋势教材章节及内容:第一章:微生物与发酵技术1.1 微生物在发酵过程中的作用1.2 发酵过程中的生物化学变化第二章:发酵技术的应用2.1 食品发酵2.2 药品发酵第三章:发酵过程中的微生物3.1 常见微生物种类及其特性3.2 微生物在发酵过程中的控制与优化第四章:发酵技术与实验操作4.1 发酵设备的使用与维护4.2 发酵实验操作步骤及注意事项第五章:发酵技术的现状与发展趋势5.1 现代发酵技术在生物产业中的应用5.2 发酵技术的未来发展方向确保教学内容科学性、系统性的基础上,结合课程目标,制定详细的教学大纲,以便学生更好地掌握发酵技术相关知识。

《发酵工艺》 课程整体设计方案

《发酵工艺》 课程整体设计方案
课程单元设计介绍
模块四(1)投标技巧研究
1 教学目标 2 教学组织
3 教学方法设计
4 教学评价
SiChuan Engineering Technical College-1959
1
教学目标
知识目标
(1)掌握开标的技巧 (2)掌握不平衡报价法
的运用与处理
能力目标
(1)能在投标过程中 能合理运用投标技 巧
引入案例 分组讨论 (15’)
老师补充讲解 (15’)
任务展示评价 (8’)
作业 (5’)
案例一
• 某道路招标工程某承包商通过资格预审后,对招标文件进行了仔细分析, 发现部分穿越填河软土地基区域,设计采用深层搅拌桩法进行软基处理。 经组织设计和施工人员对原招标文件的设计和施工方案仔细研究,发现采 用深层搅拌桩过于保守,且造价较高,通过编制施工进度计划,该工序并 不在本工程关键线路上,非控制工期工程。因此,在招标文件中增加插板 排水堆载预压法的新方案,在不改变关键线路的前提下,对两种方案进行 了技术经济分析,证明插板排水堆载预压法不仅保证质量和安全,而且可 降低造价约17%,承包商对新方案进行了报价并且在报价的过程中,对早 期项目单价报得较高,对后期项目单价较低。随后,承包商在投标截止日 期前1天上午将投标文件报送业主。次日(即投标截止日当天)下午,在规 定的开标时间前1小时,该承包商又递交了一份补充材料,其中声明将原 报价降低4%。
投标人如何运用不平衡报价法
序号 1 2 3 4 5 6
信息类型 资金收入时间 工程量估算不准确 报价图纸不明确
暂定工程 议标业主要求压低单价
报单价的项目
变动趋势 早 晚
增加 减少 增加工程量 减少工程量 自己承包可能性高 自己承包可能性低 工程量大的项目 工程量小得项目 没有工程量 有假定的工程量

发酵理论课程设计

发酵理论课程设计

发酵理论课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解发酵的基本概念,掌握发酵过程中微生物的作用及其代谢特点;2. 学生能了解发酵技术在食品工业、生物制药等领域的应用;3. 学生能掌握发酵过程中影响微生物生长和代谢的主要因素。

技能目标:1. 学生能够运用发酵理论知识,设计简单的发酵实验;2. 学生能够通过观察、记录和分析发酵过程中实验现象,提高实验操作和数据分析能力;3. 学生能够运用发酵技术解决实际生活中的问题,提高创新能力。

情感态度价值观目标:1. 学生通过学习发酵理论,培养对生物科学的兴趣和热情;2. 学生认识到发酵技术在生活中的重要性,增强环保意识和可持续发展观念;3. 学生通过小组合作完成发酵实验,培养团队协作精神和责任感。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 发酵基本原理:- 微生物在发酵过程中的作用;- 发酵过程中微生物的代谢特点;- 发酵过程中常见的问题及解决方法。

2. 发酵技术应用:- 发酵技术在食品工业中的应用,如酸奶、酱油、啤酒等;- 发酵技术在生物制药领域的应用,如抗生素、疫苗等;- 发酵技术在环境保护和能源开发中的应用。

3. 发酵实验设计与操作:- 发酵实验的基本步骤和操作方法;- 影响发酵过程的主要因素,如温度、pH、溶氧等;- 发酵实验数据的收集、处理与分析。

教学内容依据教材相关章节进行组织,确保科学性和系统性。

教学进度安排如下:第一周:发酵基本原理及微生物作用;第二周:发酵过程微生物代谢特点;第三周:发酵技术应用及实例分析;第四周:发酵实验设计与操作方法;第五周:发酵实验数据的收集、处理与分析。

教学内容旨在帮助学生全面掌握发酵理论知识,为后续实践操作打下坚实基础。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用以下多样化的教学方法:1. 讲授法:通过生动的语言和丰富的案例,为学生讲解发酵基本原理、微生物代谢特点以及发酵技术应用等理论知识,使学生系统掌握发酵学科的基本框架。

发酵工程课程设计1

发酵工程课程设计1

1、课程设计的内容(1)、通过查阅机械搅拌通风发酵罐或厌氧发酵罐的有关资料,熟悉基本工作原理和特点。

(2)、进行工艺计算(3)、主要设备工作部件尺寸的设计(4)、撰写课程设计说明书2、课程设计的要求与数据( 1)酒精发酵罐设计年产 2 万吨 95%食用酒精发酵罐设计高径比为 2.5 ,地点为安徽省合肥市,蛇管冷却,初始水温18℃,出水温度26℃( 2)其他数据生产方法:以薯干为原料,双酶糖化,连续蒸煮,间歇发酵。

三塔蒸馏。

副产品:次级酒精(成品酒精的3%);杂醇油(成品酒精的0.6% )原料:薯干(含淀粉68%,水分 12%)酶用量:高温淀粉酶(20,000U/ml ): 10U/g 原料糖化酶( 100,000U/ml ): 150U/g 原料(糖化醪); 3000U/g 原料(酵母醪)硫酸铵用量:7kg/吨酒精硫酸用量:5kg/吨酒精蒸煮醪粉料加水比:1:2.5发酵成熟醪酒精含量:11% (V )使用活性干酵母,使用量为 1.5kg / 吨原料活料干酵母的复活用水:10 倍于活性干酵母质量的2%的葡萄糖水发酵罐洗罐用水:发酵成熟醪的2%生产过程淀粉总损失率9%全年生产天数:320 天具体要求:①按要求进行酒精工艺选取及说明② 作全厂物料衡算③ 发酵罐具体设计及计算④发酵罐装配图纸一张( 2 号图纸)3机械式:本设计设备是? m 全容积的机械搅拌生物反应器,此反应器内部结构简单,包括进气装置,搅拌装置和取样装置。

外部结构包括:夹套、支座、电动机、减速机以及种类管道的进出口等。

设计本着结构简单,制造方便、拆选方便、经济效益高的特点而设计的。

确定具体的各部分结构形式和尺寸(如封头,传热面等);根据压力、温度、介质情况合理选材;研究电动机、减速器、联轴器等的选用;对重要的数据进行必要的稳定性的校核。

本设计查阅了多方面的资料,还运用了多方面的知识,采用了许多方法和技巧,使得整个设计合理。

三、生产工艺设计及说明四、全厂物料恒算4.4 原料消耗的计算(1)、淀粉原料生产酒精的总化学反应式为:糖化:( C H O )+ nH2O nC H O(1)6 10 5 n612616218180发酵:C H O2C HOH+2CO(2)612625218046×2 44×2(2)、生产 1000kg 无水酒精的理论淀粉消耗量由( 1)、(2)式可求得理论上生产1000kg 无水酒精所耗的淀粉量为:1000×( 162/92 )=1760.9 (kg)(3)、生产 1000kg 国标食用酒精的理论淀粉消耗量国标燃料酒精的乙醇含量在99.5%(体积分数)以上,相当于92.41%(质量分数),故生产 1000kg 食用酒精成品理论上需淀粉量为:1760.9 ×92.41%=1627.2(kg)淀粉损失率为 9%。

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发酵工艺课程设计2013年12月5日目录1. 设计目的 (1)2. 设计原理 (1)2.1 国内乙醇生产工艺的发展概况 (1)2.2 玉米秸秆和玉米淀粉混合原料的乙醇发酵的提出 (2)3. 实验方法 (2)3.1 实验材料 (2)3.2 培养基 (2)3.3 仪器 (2)3.4菌株发酵及保藏 (3)3.5混合原料发酵生产燃料乙醇 (3)4. 实验预期结果 (4)4.1玉米秸秆与玉米淀粉配比的确定 (4)4.2 料液比的确定 (4)4.3 硫酸浓度对玉米秸秆水解的确定 (4)4.4 纤维素酶用量的确定 (5)5. 燃料乙醇的工艺流程设计 (5)5.1 流程概况 (5)5.2 溶氧条件的控制 (6)5.3 pH条件的控制 (6)5.4 温度的控制 (6)1. 设计目的燃料乙醇是一种重要的生物质能源,由于其清洁、可再生等诸多优势受到了越来越多的关注,已经成为国内外能源领域的研究热点,并有望成为“后石油时代”中新能源的主力军。

然而,燃料乙醇的产业化依然面临许多挑战。

目前,工业生产燃料乙醇主要使用粮食淀粉(玉米、小麦等)、甘蔗以及其它富含糖类的原料,处于“与人争粮”的窘境之中,从长远角度来看难以实现可持续的发展。

在备选的生产原料中,木质纤维素不但来源广泛,而且其生产燃料乙醇的过程本身可有效地缓解环境污染,从而倍受全球能源研究领域的关注。

在我国,玉米秸秆纤维素原料的来源非常丰富,通过纤维素酶催化生产燃料乙醇的研究具有广阔的应用前景。

本文设计针对目前木质纤维素生产燃料乙醇过程中存在的生产成本过高以及纤维素原料到燃料乙醇的转化率较低等问题,对玉米秸秆生产燃料乙醇的工艺流程进行选择优化,在利用玉米秸秆生产燃料乙醇的同时,充分考虑其它副产物资源的利用,并对此生产过程进行了技术经济分析;此后,在原料成分分析的基础上,进一步探讨了木质纤维素原料玉米秸秆及玉米芯与玉米淀粉混合作为原料的新型发酵工艺,并分别对其进行了初步的实验优化和技术经济分析,以期为木质纤维素燃料乙醇工艺提供科学指导与技术支撑。

2. 设计原理2.1 国内乙醇生产工艺的发展概况目前,木质纤维素类生产燃料乙醇的步骤主要包括原料预处理、纤维素水解、乙醇的发酵及分离等单元操作,木质纤维素预处理方法主要包括物理法、化学法、生物法和综合法等。

其中使用稀酸进行化学水解是研究最多且使用最为广泛的方法之一,在经济和技术上都有较好的可行性。

以淀粉和纤维素为原料生产燃料乙醇的工艺存在一定的区别,在前者工艺中,淀粉原料经粉碎、蒸煮、液化、糖化,再发酵、蒸馏、精馏、脱水,制得无水乙醇,木质纤维素乙醇的生产主要包括原材料的预处理、酶法糖化、发酵和乙醇的分离纯化等工艺过程。

如果能将这两种原料混合使用,如玉米秸秆经预处理酶解后再加入些玉米淀粉糖浆,这样就能节省淀粉质原料前处理过程中外加的水,提高纤维素原料的糖浓度,继而提高发酵液中乙醇浓度,降低蒸馏的能耗。

种玉米播种,灌溉施肥,除收获玉米杆运输乙醇分配与销售图1 木质纤维素燃料乙醇的生命周期2.2 玉米秸秆和玉米淀粉混合原料的乙醇发酵的提出探索了以玉米秸秆和淀粉糖浆混合物为原料进行发酵产乙醇的可行性。

对玉米秸秆中木质纤维素的含量进行了测定,并优化了玉米秸秆的预处理工艺。

此后,通过实验比较了以玉米淀粉、玉米秸秆以及两者混合物为原料的发酵工艺。

结果表明,混合原料发酵的乙醇产量高达66.4 g/L,远高于其它两条工艺路线,因此以玉米淀粉糖浆和玉米秸秆混合物为原料发酵产乙醇的第 1.5代燃料乙醇的关键过程是可行的。

在此基础上,对上述三种工艺路线进行了单位生产成本估算,其中玉米秸秆和混合原料发酵的工艺成本比较接近,表明以混合原料取代玉米淀粉发酵,从而在一定限度内避免“与人争粮”的窘境是完全可行的。

3. 实验方法3.1 实验材料(1)菌株及木质纤维素原料:玉米杆,酿酒酵母,玉米淀粉糖浆(2)水解酶:纤维素水解酶(3)主要试剂:硫酸,氨水,葡萄糖,酵母粉,石油醚,氢氧化钠,无水乙醇,3,5-二硝基水杨酸,蛋白胨,酒石酸钾钠,正丁醇,苯酚,酵母粉,色谱纯乙腈,盐酸。

3.2 培养基(1)种子培养基YPD种于培养基成分为葡萄糖30 g/L、酵母粉4g/L、蛋白胨4g/L,115℃灭菌15min,用于种子液培养。

(2)摇瓶发酵培养基玉米秸秆与稀酸溶液料液比1:10,硫酸浓度1%,浸泡24h,置于高温蒸汽灭菌锅中,130℃水解90 min,调节pH至一定值后直接做为发酵培养基。

玉米秸秆水解液中添加酵母浸粉和蛋白胨各3 g/L作为摇瓶发酵培养基。

3.3 仪器手提式高速中药粉碎机,电热恒温干燥箱,LG16-W台式高速离心机,AND 电子天平(180g/0.0001),JA1003电子天平,SS-325全自动动高压灭菌锅,电动搅拌器,Milli-Q型超纯水仪,HH-S型水浴锅,旋转蒸发仪RD-52,XH-C游祸混匀器,HZQ-F160型全温振荡培养箱,TGL-16B型台式离心机,水浴摇床,721分光光度计,SHZ-D (III)型循环水式真空泵,DLSB-5/25型低温冷却液体循环机,SBA-50型葡萄糖分析仪。

3.4菌株发酵及保藏(1)菌种的培养斜面培养:将斜面培养基在115℃灭菌锅中灭菌15 min后,放于无菌室中自然冷却到室温后进行划线接种,然后放于30℃恒温培养箱中培养36 h左右,取出放于-4℃冰箱内冷藏保存备用。

(2)菌株的活化①取出斜面保存的菌种,用接种环转接入100ml的种子培养基中,,放于摇床中在30℃,转速为150 r/min的条件下培养16-20 h,再取其中1ml转入新鲜培养基,同样条件下培养约18 h左右,使OD600=32-35。

②用接种环挑取冷藏斜面保存的菌株接入装有100 ml种子培养基的250 ml 摇瓶中,在30℃,转速为150 r/min的摇床中培养18h左右,使OD600约为30。

(3)种子培养条件从斜面上用接种环挑取一定量的菌体转接入YPD液体培养基中,装液量为100 mL/250 ml三角瓶,30℃,150 rpm条件下培养16-20 h。

(4)发酵培养条件将种子培养液按10%的接种量接入装有100 mL发酵培养基的250 ml三角瓶中,于30℃,150 r/min条件下摇床培养48 h。

(5)菌种保藏将菌株接入YPD液体培养基中活化16-20h,取1ml的培养液进行一定比例的稀释,然后在YPD固体培养基平板上进行涂布分离。

培养后用接种环挑取单个菌落接入100 ml,YPD液体培养基中,30℃条件下培养到对数生长后期。

取等量的30%的火菌甘油和培养好的菌悬液进行混合,然后分装到离心管中,最后将离心管冷冻于-80℃下的低温冰箱内保存。

用此方法保藏菌种时间一般为半年左右。

3.5混合原料发酵生产燃料乙醇(1)玉米秸秆与玉米淀粉配比的探究玉米基原料的预处理和酶水解:称取粉碎过筛后的玉米秸秆原料10 g,分别按1:10 (w/v)的料液比加入1.6%稀硫酸,在130℃条件下预处理90 min;将各个试样取出冷却至室温,调节pH为5.0,以100 U/g纤维素的加酶量加入纤维素酶,在50℃条件下水解48h;酶解结束后过滤,得到玉米秸秆水解液,分别定容到100mL,添加一定量的酵母粉和蛋白胨,灭菌后备用。

分别用1g,2g,3g,4g玉米淀粉按一定的比例稀释,加入到250mL的三角瓶中,各设三个平行试验。

然后放在灭菌锅中于115℃条件下,灭菌15min。

种子培养条件(酿酒酵母):温度30℃,转速150r/min,培养时间16 h。

摇瓶发酵:两种菌株的种子液按10%的接种量接入玉米秸秆的水解液培养基中,每种菌株做三个平行实验,在3℃、转速150 r/min条件下发酵培养,并定时取样,CO2失重情况和乙醇生成情况,70h后完成发酵。

(2)料液比的探究通过取玉米秸秆8g,10g,12g,14g,16g来控制0.8:10(w/v)和1:10(w/v)和1.2:10(w/v)和1.4:10(w/v)和1.6:10(w/v)的料液比,同时添加2g玉米淀粉。

处理方法与发酵与(1)完全相同。

(3)硫酸浓度对玉米秸秆水解的探究分别称取10g的玉米秸秆放入到盛有100mL浓度为1.2%,1.4%,1.6%,1.8%,2.0%的硫酸中,在130℃水解90min,加料方法与发酵方法与(1)完全相同。

(4)纤维素酶量的探究将样液添加80U/g,90U/g,100U/g,110U/g,120U/g的纤维素水解酶进行水解,加料方法与发酵方法与(1)完全相同。

4.实验预期结果4.1玉米秸秆与玉米淀粉配比的确定玉米淀粉是提供啤酒酵母初期生长的主要原料,由于淀粉市场价格比较昂贵所以必须确定最佳的淀粉投加量来节约投资成本。

表一混合原料发酵情况实验号淀粉量CO2失重量酒精体积分数1 1g Q1 W12 2g Q2 W23 3g Q3 W34 4g Q4 W4预期值Q1<Q2=Q3=Q4,W1<W2=W3=W4,所以选取2g为最佳的淀粉投放量。

4.2 料液比的确定料液的浓度比直接影响到产酒酵母的代谢活动,如果加料少提供酵母代谢的物质少出酒率低,过高发酵罐内的液体渗透压过高,不利于酵母的生长,罐内的原料利用不充分,造成较大的让费。

表二不同料液比发酵情况料液比CO2失重量酒精体积分数残糖量0.8:10 Q1 W1 M11:10 Q2 W2 M21.2:10 Q3 W3 M31.4:10 Q4 W4 M41.6:10 Q5 W5 M5预期结果Q1<Q2>Q3>Q4>Q5,W1<W2>W3>W4>W5,M1<M2<M3<M4<M5,所以选取料液比为1:10最合适。

4.3 硫酸浓度对玉米秸秆水解的确定硫酸浓度对玉米秸秆的处理直接影响发酵液中含糖量,影响酵母对原料的利用率。

表三不同硫酸浓度处理原料发酵情况实验号硫酸浓度CO2失重量酒精体积分数1 1.2%Q1 W12 1.4% Q2 W23 1.6% Q3 W34 1.8% Q4 W45 2.0% Q5 W5预期结果为Q1<Q2<Q3>Q4>Q5,W1<W2<W3>W4>W5,所以选取硫酸水解的浓度为1.6%最合适。

4.4 纤维素酶用量的确定纤维素酶为比较贵重的原料,用量越多原料的水解越彻底,过多的用酶量会导致原料的让费,为了生产工艺的最优化必须确定用酶量。

表四 不同酶用量发酵情况实验号 用酶量U/g CO2的失重量 酒精的体积分数 1 80 Q1 W12 90 Q2 W23 100 Q3 W34 110 Q4 W45 120 Q5 W5预期结果为Q1<Q2<Q3=Q4=Q5,W1<W2<W3=W4=W5,所以最合适没的投加量为100U/g 。

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