木薯酒精发酵
年产10万吨的木薯酒精发酵工厂设计

木薯酒精是一种由木薯淀粉发酵而来的酒精产品。
它在农村地区广泛使用,可用于工业、医药、化妆品等领域。
为了满足市场需求,设计一个年产10万吨的木薯酒精发酵工厂是非常重要的。
首先,该工厂应该拥有充足的原料供应。
木薯是工厂的主要原料,需要有精确的原料采购计划。
工厂可以与当地木薯种植者建立合作关系,确保有稳定的原料供应。
同时,工厂还应该建立一个原料仓库,以保证原料的储存及供应链的连续性。
其次,在设计工厂时,应该考虑到酒精发酵过程中所需的设备和设施。
酒精发酵需要一个发酵罐、控制系统、加热和冷却设备等。
为了提高产能和效率,可以考虑采用连续发酵系统,使发酵过程连续进行。
另外,工厂应该设立合理的生产线和工艺流程。
生产线应该包括原料处理、发酵、提取、精制和装桶等环节。
在每个环节中,都应该有专门的设备和工具来完成相应的工作。
为了达到高产能的目标,可以考虑引入先进的生产技术和自动化设备,以提高产能和降低生产成本。
同时,工厂应该要有一个完善的环境管理系统。
发酵过程会产生大量废水和废气,需要进行处理和过滤。
为了遵守环境保护法规,工厂应该配置适当的污水处理设备和废气处理系统,以确保排放达到标准。
此外,工厂还应该注重质量控制。
可以建立实验室来进行原料采样和产品质量检测。
通过分析木薯的品质和发酵过程中的参数,可以及时调整生产工艺,确保产品的质量和稳定性。
最后,工厂应该有一个完善的管理团队和员工培训计划。
管理团队应该具备丰富的生产管理经验和技能,能够确保工厂的正常运行和生产目标的实现。
员工培训计划应该包括工艺流程、设备操作和安全规范等方面的培训,以确保员工能够胜任自己的工作。
总之,设计一个年产10万吨的木薯酒精发酵工厂需要考虑到原料供应、设备及设施、生产效率、环境管理、质量控制以及员工培训等多个方面的因素。
只有全面细致地设计和管理,才能确保工厂的高效稳定运行并满足市场需求。
木薯生产酒精工艺流程

木薯生产酒精工艺流程木薯是一种重要的农作物,被广泛用于食品加工和酿酒。
木薯酒是一种传统的酒精饮品,具有独特的风味和营养价值。
下面是木薯生产酒精的工艺流程:1.原料准备:选择新鲜的、无病虫害的木薯作为酿造原料。
将木薯进行清洗、削皮,然后切成块状。
2.研磨:将切好的木薯块放入研磨机中进行研磨,使其成为泥状。
3.搅拌:将研磨好的木薯泥放入搅拌桶中,加入适量的水,进行搅拌混合。
搅拌的目的是使木薯中的淀粉和酶充分接触,促使淀粉转化为可发酵的糖。
4.发酵:将搅拌好的木薯泥倒入发酵罐中,加入酵母或发酵剂。
发酵剂可以使木薯中的糖分转化为酒精。
发酵过程需要控制温度和湿度,通常以28-32摄氏度为宜,发酵时间为3-5天。
5.蒸馏:将发酵好的液体倒入蒸馏锅中进行蒸馏。
蒸馏的目的是分离液体中的酒精和其他杂质。
蒸馏过程中,采用慢速加热,分离出的酒精通过冷凝装置冷却成液体。
6.水质调节:蒸馏完毕后,得到的酒精需要通过水质调节器进行调节,使其达到合适的酒精度。
7.过滤:将调节好酒精度的酒精通过过滤设备进行过滤,去除其中的固体杂质和悬浮物。
8.储存和陈化:经过过滤的酒精倒入储存桶中进行储存和陈化。
储存时间一般为3-6个月,陈化的目的是使酒精中的风味更加浓郁。
9.包装和销售:陈化完成后,将酒精进行包装,可以选择瓶装、罐装或其他包装方式。
然后进行销售,供消费者饮用。
总结:木薯生产酒精的工艺流程包括原料准备、研磨、搅拌、发酵、蒸馏、水质调节、过滤、储存和陈化、包装和销售。
每个环节都需要精细操作和合理控制温度、湿度等参数,以保证酿造出优质的木薯酒。
此外,为了确保产品质量和安全性,还需要遵守相关卫生管理规定,严格进行生产过程的卫生控制。
木薯酒精发酵工艺的研究

研究方法
本次演示采用了实验设计、数据采集和处理等方法进行研究。首先,通过单 因素实验和正交实验设计,分析各因素对酒精发酵的影响;然后,利用采集到的 数据,采用统计分析和神经网络等方法对发酵过程进行建模和预测;最后,通过 对比实验验证优化策略的有效性。
研究结果
通过实验研究,本次演示获得了以下主要结果:(1)确定了发酵温度、酵 母添加和溶解氧等关键因素的最佳控制范围;(2)提出了基于神经网络的酒精 发酵过程控制模型,实现了对发酵过程的实时预测和控制;(3)通过对比实验 验证了优化策略的有效性,提高了酒精的产量和品质。
结果与讨论
实验结果表明,选用活性干酵母作为发酵菌种,将原材料粒度控制在一定范 围内,控制湿度为30%左右,在适宜的温度下进行发酵,可以显著提高酒精产量。 同时,我们发现副产物甘油和二氧化碳的生成量也较高,进一步验证了木薯对不同工艺流程进行了对比实验,发现采用先进的自动化发酵 罐可以更好地控制发酵过程,提高酒精产量和发酵效率。在线监测系统可以帮助 我们更好地了解整个发酵过程中各种参数的变化情况,为优化工艺提供参考。
引言
木薯是一种重要的热带作物,具有较高的淀粉含量和可溶性糖,是酒精发酵 行业的理想原料。木薯酒精发酵工艺作为一种生物转化过程,通过微生物将木薯 中的淀粉和糖转化为酒精和其他副产物,如二氧化碳和甘油等。木薯酒精发酵工 艺具有较高的酒精产率和较低的成本,因此在工业生产中具有广泛的应用前景。 然而,该工艺在实践中仍存在一些问题,如发酵不完全、副产物生成量低等,需 要进一步优化和完善。
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2、规范操作程序:操作人员应经过专业培训,熟悉制备工艺流程和设备操 作方法。
3、注意个人防护:操作人员需佩戴必要的防护用具,如防护手套、口罩、 眼镜等,确保人身安全。
木薯粉酒精发酵工艺流程

木薯粉酒精发酵工艺流程
简介
木薯粉是一种常见的大宗工业原料,可以用于生产酒精。
本文将介绍木薯粉酒精的发酵工艺流程。
原料准备
•木薯粉:按照配方使用所需量的木薯粉;
•盐酸:控制pH值;
•水:加入到木薯粉中,形成粉浆。
水解
1.将水加热至60℃;
2.将粉浆慢慢倒入水中,并搅拌均匀,形成较为稠密的混合物;
3.控制温度在60℃以下,加入盐酸调节pH值至5-6之间;
4.在搅拌条件下,反应数小时,待水解完全结束。
发酵
1.将水解后的混合物降温至30℃左右;
2.加入酵母发酵剂,按照配方所需量加入;
3.定期检测pH值和酒精度,必要时加入盐酸维持pH值;
4.在适当的条件下,发酵约1周时间。
蒸馏
1.使用专门的蒸馏设备进行蒸馏,将发酵后的液体分离出纯净的酒精;
2.蒸馏温度应控制在78-83℃之间;
3.蒸馏后得到的酒精度数高达95%以上,可根据需要进行稀释,制作
出各种酒类。
木薯粉酒精的发酵工艺流程相对简单,但需要严格按照配方和工艺操作,尤其是在调节pH值、温度、酵母发酵等环节上需要精细控制。
通过合理的工艺流程和设备,可以高效生产出优质的酒精产品。
木薯酒精发酵工艺指标及操作规程

木薯酒精发酵工艺指标及操作规程一、工艺指标:1.原料要求:选用新鲜、无病虫害的木薯根作为发酵原料,保证其质量和产量稳定。
2.发酵温度:适宜的发酵温度是20-30℃,过高或过低的温度都会对发酵效果产生负面影响。
3.发酵时间:一般情况下,木薯酒精需要发酵3-4天,确保薯泥完全发酵并产生足够的酒精。
4.发酵pH值:发酵过程中,pH值应维持在4.5-5.5之间,酸碱度过高或过低都会影响发酵反应。
二、操作规程:1.原料处理:选用健康无病虫害的木薯根,去皮去杂质,切块备用。
2.水质处理:用自来水或净化水进行加热煮沸,以杀灭水中的微生物。
3.糖化过程:将木薯块放入糖化罐中,加入适量的糖水,糖水浓度一般控制在10%-12%,将糖化罐密封好,保持温度在60-70℃,时间为1-2小时,使木薯淀粉转化成可被酵母发酵的糖类。
4.发酵过程:糖化好的木薯混合液倒入发酵罐中,加入酵母,酵母用量一般为发酵原料总量的2%-3%,发酵罐密封好,保持温度在20-30℃,发酵时间为3-4天。
注意要定期进行搅拌,以保证发酵均匀。
5.分离工艺:发酵完成后,利用离心机对发酵液进行离心分离,分离出酒精液和固体渣滓,酒精液经过蒸馏后得到纯净的酒精。
三、工艺控制:1.温度控制:发酵过程中,要保持适宜的温度范围,可根据发酵罐内的温度变化进行调节。
2.pH值控制:定期对发酵液进行pH值检测,如发现pH值偏高或偏低,可以添加适量的酸碱调节剂进行调节。
3.氧气供应:酵母发酵过程中需要充足的氧气供应,可进行适量的通风或搅拌操作,以提高发酵效果。
综上所述,木薯酒精发酵工艺的指标及操作规程对于确保酒精质量和产量的稳定起着重要作用。
操作人员在进行发酵过程中要严格按照规程操作,并根据实际情况进行必要的调节,以获得优质的木薯酒精产品。
同时,发酵设备的选择和维护也是关键,要确保设备的卫生性和性能稳定,以确保酒精发酵工艺的顺利进行。
木薯乙醇生产工艺流程

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木薯乙醇生产工艺流程(大纲)一、木薯乙醇生产概述1.1木薯原料特性1.2乙醇市场需求及木薯乙醇的优势1.3木薯乙醇生产技术的发展现状与趋势二、木薯乙醇生产原料准备2.1木薯原料的收购与储存2.2木薯原料的预处理2.2.1原料清洗2.2.2原料粉碎2.2.3原料淀粉含量的调整三、木薯乙醇发酵过程3.1发酵微生物的选育与培养3.1.1菌种选育3.1.2菌种扩大培养3.2发酵工艺条件优化3.2.1发酵温度3.2.2发酵pH值3.2.3氧气供应与搅拌3.2.4发酵时间与转化率3.3发酵设备与控制3.3.1发酵罐选型3.3.2发酵过程自动控制四、木薯乙醇的提取与精制4.1发酵液的预处理4.1.1发酵液分离4.1.2废渣处理4.2乙醇的提取4.2.1蒸馏原理与设备4.2.2蒸馏工艺参数优化4.2.3乙醇提取率的提高4.3乙醇的精制4.3.1精馏过程4.3.2乙醇纯度的检测与调整五、木薯乙醇生产副产品的利用5.1淀粉渣的利用5.1.1淀粉渣生产饲料5.1.2淀粉渣发酵生产生物肥料5.2废水的处理与利用5.2.1废水处理工艺5.2.2废水资源化利用六、木薯乙醇生产成本与市场分析6.1生产成本分析6.1.1原料成本6.1.2能源成本6.1.3设备投资与运行成本6.1.4环保成本6.2市场分析6.2.1市场需求6.2.2竞争对手分析6.2.3市场前景预测七、木薯乙醇生产环境保护与可持续发展7.1环保要求与标准7.2生产过程中污染物的防治7.2.1废水处理7.2.2废气处理7.2.3固废处理7.3可持续发展策略7.3.1资源高效利用7.3.2清洁生产7.3.3产业协同发展一、木薯乙醇生产概述木薯乙醇生产概述1.1 木薯原料特性木薯(又称甘薯、红薯)是一种热带作物,具有广泛的种植面积和丰富的产量。
一种用于木薯生产酒精的新型工艺

一种用于木薯生产酒精的新型工艺引言:随着人们对可再生能源的需求不断增加,传统的酒精生产工艺面临着诸多限制和挑战。
而木薯作为一种广泛种植的粮食作物,具有高产量、低成本和丰富的淀粉含量,因此被认为是一种理想的酒精生产原料。
本文将介绍一种新型的木薯酒精生产工艺,以解决传统工艺中存在的问题,提高生产效率和产品质量。
一、木薯的特点和应用前景木薯,又称为甘薯或地瓜,是一种富含淀粉的根茎类作物。
它具有高产量、耐旱性强、适应性广泛等优点,且栽培技术相对简单。
木薯不仅可以作为粮食作物供人类食用,还可以用作饲料、淀粉和酒精等多种用途。
二、传统木薯酒精生产工艺存在的问题传统的木薯酒精生产工艺通常分为破碎、提取淀粉、发酵和蒸馏等步骤。
然而,传统工艺存在以下问题:1. 破碎步骤耗时且能耗高:传统工艺中,木薯需要经过切碎、研磨等步骤才能提取出淀粉,这些操作不仅耗时,而且能耗较高。
2. 酵母菌选择有限:传统工艺中,酵母菌的选择受限于其对木薯中毒素的耐受性,导致发酵效果不佳。
3. 产物纯度低:传统工艺中,酒精的纯度通常较低,需要经过多次蒸馏才能得到高纯度的酒精产品。
三、新型木薯酒精生产工艺的优势为了克服传统木薯酒精生产工艺中存在的问题,研究人员提出了一种新型的工艺,具有以下优势:1. 高效破碎技术:新型工艺采用了高效的破碎技术,可以快速将木薯切碎,提高淀粉的提取效率,并降低能耗。
2. 毒素去除技术:新型工艺中引入了毒素去除技术,可以有效降低木薯中的毒素含量,提高发酵效果。
3. 高效发酵菌株的应用:新型工艺中使用了经过基因改良的酵母菌株,使其具有较强的木薯毒素耐受性,提高了发酵效率。
4. 精细蒸馏技术:新型工艺中采用了精细蒸馏技术,可以一次性得到高纯度的酒精产品,提高生产效率。
四、新型工艺的实施步骤新型木薯酒精生产工艺的实施步骤如下:1. 木薯破碎:采用高效破碎技术将木薯切碎成细碎颗粒。
2. 淀粉提取:将木薯颗粒进行浸泡和搅拌处理,使淀粉与水分离。
木薯酒精发酵工艺

木薯酒精发酵工艺木薯酒精发酵是一种非常常见的发酵工艺,它可以用来制作高度纯净的酒精,同时也是一种广泛应用的科技。
酒精发酵是一种通过发酵酵母或其他微生物而产生酒精的过程。
木薯酒精发酵工艺可以用来制造酒、汽油、原料化学品等,被广泛应用于食品工业、生物制药工业、环保等领域。
一、木薯酒精的来源木薯是一种热带植物,生长在亚洲、南美洲和非洲的热带地区,其淀粉含量高达60-80%。
将木薯磨成粉末,在酵母或其他微生物的作用下,使木薯中的淀粉发酵产生乙醇,从而得到酒精。
二、木薯酒精的制备流程(一)准备淀粉先将木薯去皮洗净,切成小块后用水煮沸,使木薯淀粉糊化。
取出后晾凉并晒干。
(二)发酵将糊化后的木薯淀粉加入酵母、糖、水等其他发酵剂后,在密闭容器中进行发酵,让其自然发酵,产生酒精和二氧化碳。
发酵后酒精密度足够,可进行下一步处理。
(三)蒸馏将发酵后得到的酒液置于蒸馏器中进行蒸馏,将含有乙醇的液体分离出来。
蒸馏后得到的乙醇含量可达90%以上。
(四)提纯将经过蒸馏后的乙醇进行再次处理,使其达到高纯度。
可使用各种化学和物理方法。
其中重要的是分子筛和膜分离技术。
(五)封装经过以上工序,最终得到一定纯度的酒精,在严格清洁的条件下进行灌装。
三、木薯酒精发酵的优势及应用木薯酒精发酵是一种比较古老的工艺,其优势和应用也很明显。
(一)木薯产量高:木薯可以在热带干旱地区生长,而且很耐旱,并且能够在没有氮肥的情况下生长。
估计全球有1.5亿人口依靠木薯作为主要粮食来源。
(二)加工工艺简单:木薯酒精生产过程简单,不需要复杂的处理工序,且酒精质量稳定。
(三)生产成本低:木薯相较于其他粮食来说生产成本低,因此酒精的成本也相对较低。
木薯酒精广泛应用于多个领域,包括化学工业、生产无铅汽油、药品制造、消毒液等。
此外,木薯酒精还经常被用于食品工业。
例如,用木薯酒精酿造啤酒和清酒,作为酱油、醋等调味料,还被用于制造巧克力、糖果等糖果制品。
总之,木薯酒精发酵是一种古老而广泛应用的工艺。
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木薯酒精发酵王国东 201311805115随着中国经济的快速发展,能源的过度消耗与利用,造成石油、天然气、煤等不可再生化石能源的严重短缺,寻找替代能源迫在眉睫,可再生的生物能源具有广阔的市场前景。
在我国,玉米、小麦、水稻、马铃薯、红薯等作物中的淀粉是传统的酒精生产原料,不仅生产成本昂贵又会影响国家粮食安全,为此酒精生产原料“非粮化”是发展趋势。
因此,来源广泛、成本低廉的生物燃料酒精生产原料成为国内外研究与开发的重点。
木薯粗生快长,适应性好,耐瘠、耐旱,能在边际土壤中生长,广泛种植于广西、云南、海南、广东、福建等省区,是我国南方一种非常重要的经济作物。
同时,木薯淀粉(25%~35%)含量高又不与粮食争地,符合国家大力发展生物质能源的规划要求,作为可替代生物质能源,极具应用与发展前景,是一种极好的酒精生产原料目前,我国在木薯淀粉发酵生产酒精的研究与开发方面,莫丽春、赵江、陆雁、易弋等采用木薯粉和干片在低温水解和浓醪发酵等方面进行过较为详尽的研究,而在高温水解和稀醪发酵等方面研究报道还相对较少。
木薯淀粉发酵生产酒精的最佳工艺条件为时间84 h、温度40℃、硫酸铵用量1.2%和酵母用量15%,在此工艺条件下生产酒精,酒精值高达11.16%(V/V),出酒率为52.19%,比玉米、小麦、水稻、马铃薯、红薯等淀粉质为原料的出酒率都高,说明木薯淀粉是一种生产酒精的极好原料。
木薯已被世界公认具有很大发展潜力、很有前途的酒精生产的可再生资源。
近年来,随着木薯原料用于生产酒精逐渐受到人们的重视,国内外学者都致力于木薯生产酒精工艺的研究。
1木薯的预处理木薯原料在进行正式生产之前,必须预处理,以保证生产的正常进行和提高生产的效益,预处理包括除杂和粉碎两个工序。
1.1原料除杂木薯在收获和干燥过程中,经常会掺夹泥土、沙石、粗纤维、金属杂质等杂质,这些杂质如果没有在正式投入生产之前清除,将严重影响生产的正常进行。
石块和金属杂质会使粉碎机的筛板磨损或者损坏,造成生产的中断;机械设备运转部位,会因泥沙的存在而加速磨损,泥沙等杂质也会影响正常的发酵过程。
所以用木薯原料生产酒精前必需进行除杂,以保证生产的正常进行和提高生产的效益。
1.2原料粉碎木薯原料粉碎可以使原料的颗粒变小,原料的细胞组织部分破坏,淀粉颗粒部分外泄,增加原料的表面积,在进行水热处理时。
加快原料吸水速度,降低水热处理温度,节约水热处理蒸汽;有利于淀粉酶与原料中淀粉分子的充分接触,促使其永解彻底,速度加快,提高淀粉的转化率;有利于物料在生产过程中的输送。
酒精生产原料的粉碎按带水与否分为:干式粉碎和湿式粉碎,实际生产中多采用于式粉碎。
国内酒精生产原料粉碎设备主要是锤片式粉碎机,合理的干式粉碎应采用粗碎和细碎两级粉碎工艺,在进入锤碎机前先经过粗碎,把大块原料初步打碎成小块原料,再经过锤碎机,将小块原料打碎成较细的粉末原料。
湿式粉碎是指粉碎时将拌粉用水和原料一起加到粉碎机中去进行粉碎。
2液化木薯淀粉中含直链淀粉17%,支链淀粉83%,淀粉浆的液化是将淀粉链打断,淀粉的网状结构被破坏,从而使淀粉浆的粘度降低,使淀粉水解为糖和糊精。
传统的液化工艺采用高温高压蒸煮法。
原料和水混均后,于1 30℃下进行高温高压处理。
随着酶工程的发展,传统的高压高温蒸煮逐渐被取代,液化可分为有蒸煮方式和无蒸煮方式,现在的有蒸煮液化方式与传统的高温高压蒸煮液化方式有着本质的不同,它是建立在酶制剂技术上的一种液化方式。
液化过程中广泛使用液化酶对原料进行液化处理。
根据蒸煮温度和加酶品种的不同,目前的有蒸煮液化处理方式可分为三种,高温蒸煮、中温蒸煮和低温蒸煮,高温蒸煮会造成原料中可发酵性物质损失,且安全性差;中温蒸煮不易染菌,但冷却设备投资大,耐高温淀粉酶价格高,酒精成本高;低温蒸煮节约蒸汽和冷却水效果显著,可发酵性物质损失少,但糊化、糖化不彻底,易染菌,发酵升酸高。
无蒸煮方式又称为生料发酵工工艺,凡是完全排除对淀粉质原料进行热处理的酒精生产工艺属于无蒸都煮方式。
但是,目前生料发酵中液化,糖化效果比有蒸煮方式要低。
3糖化糖化是将短的淀粉链即糊精转化为可发酵性糖,糖化分前糖化阶段和后糖化阶段,因为糖化过程的时间限制,不可能将全部的淀粉转化为糖,所以在发酵过程中还存在糖化过程,称为后糖化D1。
糖化是一个复杂的生物化学变化过程,受糖化酶添加量、时间、温度等多种因素的影响。
糖化酶在木薯酒精发酵中有很大的作用,它将木薯中的淀粉分解成可发酵性糖,以利于酵母酒精发酵。
糖化酶的用量对酒精发酵有很大的影响,糖化酶的用量太少,会造成发酵不彻底;糖化酶太多,则增加了生产成本。
糖化的效果不仅取决于糖化酶的添加量,而且与糖化时问有很大的关系,糖化时间不足,造成糖化不完全,不利于提高原料出酒率;糖化时间过长,会延长生产周期,降低设备的利用率。
糖化温度的高低对糖化也有一定的影响。
酶的化学本质蛋白质,反应温度高于适宜温度时,酶蛋白会逐渐产生变性而作用减弱,甚至丧失其催化活性,温度过低于适宜温度容易染菌,所以糖化温度的控制是非常重要的。
历年来,从木薯酒精发酵的研究资料来看,糖化酶添加量一般控制在100-200U/g原料,糖化阶段的温度在58-62℃,糖化时间控制在30-60min。
4木薯原料发酵生成乙醇目前木薯酒精发酵工艺主要有分别水解发酵工艺,同步.水解、发酵工艺,固定化细胞发酵工艺,生淀粉发酵工艺等。
4.1分别水解发酵工艺(SHF)SHF法的工艺特点是糖化和发酵分别在不同的反应器中进行。
当前木薯原料发酵生产酒精普遍采用的是SHF模式,SHF模式发酵速度较慢,一方面是由于发酵初期高的葡萄糖浓度对酵母发酵产生抑制,另一方面即使SHF模式中也存在后糖化过程,酵母自身不能利用淀粉,发酵结束除了取决于酵母利用葡萄糖的速度,还取决于发酵后期糖化酶的后糖化速度。
SHF模式中,糖化后高的葡萄糖对糖化酶的抑制使其活性下降较快,造成后糖化作用弱,发酵时间延长翻。
4.2同步水解、发酵工艺同步水解、发酵工艺即同步糖化发酵法。
20世纪70年代,一些学者在研究纤维素发酵转化乙醇的过程中,为了防止糖积累和最终产物抑制,从而提高纤维素酶的催化水解效率,提出了同步糖化发酵(Ss硎莫式,受到了广泛的重视,各国学者进行了大量研究。
采用SSF模式发酵淀粉原料生产酒精,省略了糖化工段,能耗降低;糖化和发酵在同一个反应器中进行,设备投资省;另外糖化和发酵同时进行,糖化生产的葡萄糖一经产生就被酵母利用,解除了产物抑制,保持了糖化酶的活性,有利于防止染菌。
刘振等对木薯干原料同步糖化发酵生产乙醇的各影响条件进行研究,得出最优的工艺条件:原料粉碎粒度0.45ram,加水比2.8,100℃下蒸煮30 rain,淀粉酶、糖化酶的添加量分别为180U/g,300%下发酵48h。
并与普通的先糖化后发酵(SHF)生产模式进行了对比,认为SSF具有工艺简单、能耗低、发酵迅速、醪液酒精度高等众多优点,但是同步糖化发酵法存在糖化和发酵温度不协调等缺点。
4.3固定化细胞发酵工艺固定化细胞发酵具有能使发酵罐内细胞浓度提高,细胞可连续使用,使最终发酵液酒精浓度得以提高。
在游离发酵过程中,酵母随着醪液流出,造成酵母细胞迅速降低,发酵速度变慢。
人们从固定化酶技术得到启发,使酵母一直停留在发酵罐中,保持高的反应速度。
常用的方法有吸附、包埋、交联等,可用的固定载体多种多样,常用的载体有海藻酸钠、卡拉胶、多孔玻璃等。
赵玲等闭以海藻酸钠为载体进行了固定化酵母流化床生物反应器木薯淀粉酒精的间歇发酵试验,得出发酵醪初糖浓度为15%-17%,经过9 h的发酵,发酵醪酒精含量达到9.3%-9.6%(v/v),酒精收率为87.35%-92.27%。
反应器的乙醇生产能力为5.71-5.90 g/Lh,残糖均低于1%,与常规的生产工艺相比极大地缩短发酵时间,提高生产强度2-3倍。
李魁p睬用聚乙烯(PV A)为载体共固定化酵母菌细胞和糖化酶制剂,以木薯糖化醪为发酵底物在共固定化生物反应器中,控制发酵温度300℃,在糖化醪流加速率为9mL/h,停留时间3.1h和稀释速率为0.155h/L条件下进行酒精连续发酵,成熟发酵醪液残余总糖和残余还原糖含量均较低,游离细胞数较常规发酵低1个数量级以上,总糖利用率高达96.91%。
80年代初,K.Esser等人率先提出利用某些具有强自身絮凝能力的菌株形成颗粒,以此作为一种固定化细胞的方法冈。
这种技术被称为无载体细胞固定化技术,与通常的载体固定化方法相比,它具有如下优点:①固定化操作方法简单,无载体附加费,不消耗任何辅助材料,颗粒制各成本低;②与载体固定颗粒相比,细胞颗粒内部传质阻力小,有利于维持细胞的活性和发酵的进行;③反应器中菌体浓度高,可获得很高的生产强度。
2000年,马悦等以一株粟酒裂殖酵母变异株在悬浮生物反应器内进行了以木薯淀粉糖化液为发酵底物的酒精清液连续发酵研究,得出了二级连续发酵系统可明显改善一级系统的不足,并取得了平均流加糖液浓度150g/L,发酵强度为9.7g/Lh,流出液酒精浓度72.7g/L,残糖浓度3.74g/L,总糖利用率90%的较好结果,并且整个系统中从未发现染菌现象,发酵操作稳定。
4.4生淀粉发酵工艺生料酿酒就是指酿酒原料不用蒸煮,糊化直接将生料淀粉进行糖化和发酵,生料发酵在酿酒上已得到广泛应用,生产实践表明,与传统的酿酒方法相比:能耗低,生料酿酒可节约能源50%;成本低,降低成本37%;改善劳动条件,降低劳动强度30%左右;出率高,能提高出酒率20%-30%,酒质好等优点,但以生料发酵在木薯酒精生产中的研究比较少见。
5结语随着是地球上化石能源贮量不断减少,能源紧缺问题日趋严重。
为了人类的健康和可持续发展,很多国家都在寻求新的可再生替代能源,特别是交通燃料的替代品,使酒精的需求量不断增加。
木薯作为一种工业原料,作为一种可再生资源,发展木薯燃料酒精可以缓解能源紧张的矛盾,具有良好的应用前景和现实意义。
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