探析甘薯渣生料发酵生产乙醇的研究

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1、天津大学硕士学位论文甘薯渣生料发酵生产乙醇的研究姓名：朱许慧申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李凭力20080501摘要传统的乙醇是利用粮食通过高温蒸煮发酵的方法生产，此方法消耗大量粮食和大量能源。近期随着生物科技的不断进步，越来越多的生物质替代粮食被应用于乙醇生产的研究中。甘薯渣是以鲜薯为原料提取淀粉后的副产品甘薯渣含有丰富的淀粉和食物纤维，是一种很值得开发的自然资源。采用甘薯渣进行生料发酵生产乙醇，符合国家非粮乙醇和节能减排的产业政策。本文以生产淀粉剩余的甘薯渣为原料，通过正交试验对无蒸煮一步发酵过程的影响因素进行了研究，得出

2、pH、水料比、发酵时间、发酵温度和酒曲的添加量五个因素对发酵结果的影响程度逐渐减小，并得出了各因素的可能最佳条件组合：发酵pH取原料的自然pH、发酵温度取35℃、发酵时间取192h、水料比取2、酒曲添加量取干料质量的1．O％。在最佳条件下每克甘薯渣发酵可得到0．2399无水乙醇。对单因素的影响研究结果表明：随着水料比、发酵pH值、发酵温度、和发酵时间的增加，乙醇产率先增加后降低，随着酒曲添加量的增加乙醇产率增加。由单因素研究得出的适宜发酵条件为：发酵pH值6．5、发酵温度33℃、发酵时间180h、水料比2．4和酒曲量O．9％，适宜条件下每

3、克甘薯渣可得到0．2409无水乙醇，与正交试验得出的结果基本一致。在液化酶、糖化酶和活性干酵母的复合发酵生料甘薯渣的研究中，令外添加了纤维素酶，发现对结果的影响不大。为了与无蒸煮一步发酵相比，研究了中低温蒸煮法，其乙醇产率低于无蒸煮一步发酵法。由于甘薯渣生料发酵有许多优点，不久的将来，在乙醇行业中此法将以生产原料以及能耗方面的优势具有不可低估的竞争力。关键词：乙醇生料甘薯渣发酵ABSTRACTTheconventionalmethodofalcoholicfemlentationwithhightemperaturetreatmemcon

4、sumeslotsoffoodstufrandenergy．AsthedeVelopmentofbioscience，moreandmorebiomassasthesubstitutionofcropis印pliedinthealcoholfernlentationprocess．ThealcoholicfementationusinguncookedstarcJlresidueofsweetpotatoesisnotonlysaVingfoodstuffbutalsola唱eamountsofenergy．Thisfementation

5、processisrelatiVelysimple，butthedosageofKojiandem拶mesisstillneedtobereduced．Thispaperresearchedtheinfluencefactorsoffementationprocessusingtheuncookedstarchresidueofsweetpotatoesthroughtheonhogonalexperiments．Thefactorsareshowedbyanorderofmagnitude：pH，f．ennentationtempera

6、ture，time，theratioofwatertomaterial，andtheamountofKoji．Andthebestfementationconditionis：femlentationpHisthenaturepHoftherawmaterial，temperatureis35℃，fementationtimeis192h，ratioofwatertostufjFis2andtheamountofKojiis1．Opercent．Underthiscondition，theethanolproductiVityisO．23

7、9gabsolutealcoholperd呵rawmaterial．Theresultsofthefurtherresearchonsinglefactorare：6sttheyieldsofethanolroseandthanreducedaschangingthepH，fermentationtemperature，theratioofwatertomaterialandthefe肿entationtime．whenaddedthedosageofKoji，theyieldofethan01basicallyincreased．The

8、fernlentationconditionnnallydeterminedare：pHis6．5，temperatureis33℃，fennentationtimeisl80h，ratioo