酒精沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)工藝技術(shù)的研究

【摘要】：以木薯為原料的酒精生產(chǎn)存在發(fā)酵產(chǎn)酸高,影響原料轉(zhuǎn)化率的問題。通過對多種淀粉質(zhì)原料攜帶微生物數(shù)量及發(fā)酵性質(zhì)的研究,發(fā)現(xiàn)木薯原料攜帶的微生物數(shù)量比玉米多103倍。對比發(fā)現(xiàn),木薯原料由于營養(yǎng)貧乏、缺乏氮源,導(dǎo)致發(fā)酵液易產(chǎn)酸。以尿素為氮源時,發(fā)酵過程產(chǎn)酸低,最終發(fā)酵液酒精度高,尿素的最適添加量為0.3%(w/v)。 將酒精發(fā)酵與一級高溫厭氧沼氣發(fā)酵進行耦聯(lián)。即,酒精廢液冷卻至60℃后直接進入?yún)捬醴磻?yīng)器,經(jīng)厭氧處理后酒精廢液COD降低,再將厭氧出水全部循環(huán)用作酒精發(fā)酵工藝配料水。結(jié)果表明,一級高溫厭氧沼液中含有酒精發(fā)酵的抑制性物質(zhì),雖然發(fā)酵液中酒精終濃度不受影響,但發(fā)酵時間隨著循環(huán)的進行不斷延長。進一步研究發(fā)現(xiàn),厭氧消化液對酒精發(fā)酵起主要抑制作用的是乙酸、乳酸、丙酸等小分子有機酸,它們對酒精發(fā)酵產(chǎn)生抑制的濃度分別為0.2%(w/v)、2.5%(w/v)、0.1%(w/v)。 酒精廢液經(jīng)過一級高溫厭氧處理后的COD在10,000 mg/L左右,厭氧出水的COD和小分子有機酸含量較高。因此,將一級高溫厭氧出水再經(jīng)過第二級中溫厭氧處理,兩級厭氧出水的COD降2000 mg/L左右,小分子有機酸含量低于抑制濃度。實驗證明,兩級厭氧出水適合酒精發(fā)酵。循環(huán)至此已穩(wěn)定運行20批,兩級沼氣發(fā)酵與酒精發(fā)酵耦聯(lián)體系至第5批時即達到平衡,并且未發(fā)現(xiàn)任何對酒精發(fā)酵抑制的現(xiàn)象。酒精發(fā)酵料水比1:3,發(fā)酵時間控制在48 h左右,發(fā)酵液酒精度在10.5%上下波動,平均淀粉利用率達92%。 【關(guān)鍵詞】：木薯 酒精 沼氣 雙發(fā)酵 抑制物
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-17
• 1.1 引言7
• 1.2 發(fā)展燃料酒精的意義及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀7-10
• 1.2.1 發(fā)展燃料乙醇可以有效緩解石油緊缺矛盾7-8
• 1.2.2 發(fā)展燃料乙醇可緩解地球大氣污染日益嚴(yán)重的趨勢8
• 1.2.3 國內(nèi)外燃料酒精的發(fā)展趨勢8-10
• 1.3 傳統(tǒng)的乙醇生產(chǎn)方法及生產(chǎn)過程中存在的問題10-11
• 1.4 酒精發(fā)酵污染的治理及廢液循環(huán)發(fā)酵清潔生產(chǎn)工藝11-16
• 1.4.1 循環(huán)經(jīng)濟與清潔生產(chǎn)11-12
• 1.4.2 酒精廢液的處理及利用12-13
• 1.4.3 酒精廢液循環(huán)回用研究現(xiàn)狀13-16
• 1.5 研究背景、目的和內(nèi)容16-17
• 1.5.1 研究目的和意義16
• 1.5.2 研究內(nèi)容16-17
• 第二章 材料與方法17-22
• 2.1 實驗材料17-19
• 2.1.1 木薯及酵母17
• 2.1.2 培養(yǎng)基17
• 2.1.3 相關(guān)溶液17-18
• 2.1.4 主要試劑18-19
• 2.1.5 實驗儀器19
• 2.2 實驗方法19-22
• 2.2.1 糖化醪的制備（雙酶法）19
• 2.2.2 發(fā)酵流程19-20
• 2.2.3 發(fā)酵醪理化性質(zhì)的測定20-22
• 第三章 結(jié)果與討論22-43
• 3.1 木薯酒精回用厭氧沼液發(fā)酵產(chǎn)酸控制的研究22-29
• 3.1.1 厭氧消化液的滅菌實驗22-23
• 3.1.2 滅菌后產(chǎn)酸情況的研究23-24
• 3.1.3 木薯碳源與葡萄糖碳源發(fā)酵對比實驗24
• 3.1.4 不同淀粉質(zhì)原料發(fā)酵實驗24-25
• 3.1.5 不同淀粉質(zhì)原料中微生物總數(shù)的確定25-26
• 3.1.6 酵母最適氮源的選擇26-29
• 3.1.7 小結(jié)29
• 3.2 酒精發(fā)酵與一級高溫沼氣發(fā)酵耦聯(lián)廢液全循環(huán)的研究29-38
• 3.2.1 酒精發(fā)酵運行狀態(tài)機各項發(fā)酵指標(biāo)30-31
• 3.2.2 對發(fā)酵有抑制作用的物質(zhì)的生成及變化31-33
• 3.2.3 各種有機酸對酒精發(fā)酵的影響33-36
• 3.2.4 系統(tǒng)中營養(yǎng)物質(zhì)的積累情況36-37
• 3.2.5 小結(jié)37-38
• 3.3 酒精發(fā)酵與兩級沼氣發(fā)酵耦聯(lián)厭氧廢液全循環(huán)的研究38-41
• 3.3.1 酒精發(fā)酵運行狀態(tài)及各項發(fā)酵指標(biāo)38-39
• 3.3.2 系統(tǒng)中營養(yǎng)物質(zhì)的積累情況39-40
• 3.3.3 小結(jié)40-41
• 3.4 結(jié)論與展望41-43
• 致謝43-44
• 參考文獻44-48
• 附錄：作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文48

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