乳清发酵生产燃料乙醇的.研究

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1、摘要本文以乳清还原液为主要原料，以酵母菌TY-13和Av5为发酵菌株，对发酵乳清生产燃料乙醇进行了初步研究。主要内容包括混合菌株的选择、固定化方法和条件的确定、发酵条件的优化以及不同发酵方式的比较，并对混合菌株固定化连续发酵乳清生产燃料乙醇工艺进行了初步研究。通过TY．13发酵乳清试验分析，确定采用混合菌株发酵的方法发酵乳清，并通过TTC显色反应的试验确定了A*5作为半乳糖发酵菌株。通过三角瓶发酵试验确定了混合菌株发酵适宜组合为TY-13：AY-5=I：1，且接种时间间隔定为3h为最佳。通过比较不同微生物细胞的包埋方法，选定了采用海藻酸盐包埋法。通过L9(34)正交设

2、计对固定化的条件进行了优化选择确定较优的酵母固定化的条件为：海藻酸钠浓度为3．O％、氯化钙浓度为10．O％、固化时间为10h、凝胶球大小选用12#针头造粒。从装液量(溶氧量的影响)、摇床的转速以及发酵液的pH值三个方面对分批发酵的发酵条件进行了优化。确定最适发酵条件为：装液量100mL、120r／rain和pH5．0，且在已确定的最适条件下，固定化酵母可连续发酵8批次，发酵性能稳定。以发酵速度、酒精度和残糖值为主要指标，分别比较了应用固定化细胞、游离细胞、单一菌株固定化、混合菌株共固定化和混合菌株分别固定化发酵乳清生产燃料乙醇，结果表明混合菌株分别固定化发酵试验的发酵

3、速度最快，发酵周期从96h缩短为48h，所得酒精度为5．4％(v／v)，残糖值为0．189／100mL。在此基础上初步探讨了混合菌株单柱式循环连续发酵与分别固定化双柱串联连续发酵两种发酵乳清生产燃料乙醇工艺，其中混合菌株单柱式连续发酵工艺较好，平均停留时间缩短为36h，酒精度达到了4．7％(v／v)。关键词：乳清；燃料酒精；固定化；混菌发酵；连续发酵ABSTRACTInthispaper,productionoffuelethanolbywheyfermentationwasstudied，whichuseswheyasamainrawmaterialandusesy

4、eastTY-13andAY-5asfermentationagents．Thestudymainlycontainedthechoiceofmixedyeast，theoptimizationofimmobilizationmethodsandfermentationconditions，andthecomparisonoffermentationperiodaboutvariousfermentationmethods．ContinuousfermentationprocessWasalsostudiedpreliminarily．Themethodofwheyf

5、ermentedusingmixedyeastsWasestablishedbyanalyzingtheresultofwheyfermentation．YeastAY．5WasdecidedtousetofermentgalactosebyTIC．AndtheoptimalproportionofmixedculturesWasgainedasTY-13：AY-5=!：Ithroughexperiments．Theoptimalinoculationtimeintervalsetatthreehours．Bycomparingmicrobialcellsdiffer

6、entembeddedmethods，alginateembeddedmethodWasadopted．Immobilizationconditions，like3．O％Na-Alg，10％CaCl2，immobilizJngtimelOhand12#pinheadgelatinbulb，wereoptimizedbyorthogonaldesign．Andwheyfermentationontheseconditionsobviouslyenhancedthefermentationrate．Thefermentationconditionswerealsoopti

7、mizedbybatchfermentation．Theresultsshowedthatthestabilityoftheimmobilizedcellslastedatleast8generations．Wheyfermentation、7l，inlfreecells，immobilizingcellsandvariousofimmobilizingmethodswerecomparedonalcohol，periodandsugarremaindervalue．Mixedyeastsimmobilizedrespectivelyfermenta