酒精沼气双发酵耦联工艺技术中高浓度洒精发酵及抑制因子的研究
酒精沼气双发酵耦联工艺既能解决蒸馏废液污染问题又能节约大量的水资源。通过前期的实验发现消化液中有抑制酒精发酵的抑制因子存在,而且酒精发酵前期硫酸的添加会抑制厌氧沼气发酵。故本文针对可能会影响双发酵循环的物质进行了研究,并寻找到解决方法,为此工艺的进一步工业化打下基础。
通过研究发现,丙酸对酒精发酵的抑制受浓度和发酵液初始pH的影响。当丙酸浓度在合适条件下能使酒精产量提高7.6％,酵母数量减少76％,甘油产量降低39.6％。但是丙酸浓度过高时酒精发酵会被完全抑制。在丙酸浓度相同时,初始pH的降低增强了丙酸对酒精发酵的抑制作用。
通过无预糖化工序的“同步糖化发酵”技术研究,将酒精发酵的初始pH提高到6.0,硫酸的消耗降低了50％,使SO42-的浓度在3 g/L的沼气发酵安全范围内。高浓度酒精发酵条件为:料水(中温厌氧出水)比1:2.2(w/w),糖化酶的添加量为140 U/g木薯,发酵54 h,最终酒精浓度达14.7％(V/V)。糖化酶添加量较常规酒精发酵用量增加了17％。
在进行高浓度酒精发酵时,双发酵耦联工艺进行的没有低浓度酒精发酵时稳定,尤其在第四批到第八批时淀粉利用率仅有80％。在对厌氧发酵进行调整后循环继续到15批,发酵时间54 h,酒精度维持在14.5％左右,淀粉利用率在87％以上,比较稳定。对酒精发酵配料水进行检测发现在循环前期COD、碱度、氨氮和无机离子含量都有很大幅度的提高,后期基本稳定。
通过对钙、钠、镁、钾四种离子对酒精发酵的影响进行研究发现,钙离子的抑制浓度为10 g/L,钠离子的抑制浓度为5 g/L,镁离子浓度在5 g/L以下时会提高最终酒精产量,而钾离子对酒精发酵的影响并不明显。
酒精沼气双发酵耦联工艺;洒精发酵;抑制因子
江南大学
硕士
生物化工
毛忠贵
2010
中文
TQ920.6
2011-08-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）