探索生料淀粉发酵生产酒精的研究

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1、天津大学硕士学位论文生料淀粉发酵生产酒精的研究姓名：王金鹏申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：曾爱武20041201中文摘要当前，人们对酒类的需求量越来越大，同时由于节能和环保的要求，对酒类的生产也提出了新的要求，传统的生料酿酒是通过高温蒸煮发酵的方法，而此法较为浪费能源；近期随着生物科技的不断进步，各种酶制剂被广泛应用于酿酒过程中，出现了先将生料淀粉液化、糖化再发酵的“双酶法”(SHF法)，此法在环保和节能方面比传统的蒸煮有着较为明显的优势。最近在美国已有报道将“双酶法”中的液化和糖化两个步骤合并起来的同步糖化发酵法(SSF法)，SSF法可以节省发酵工序

2、和时间，但在发酵效果上还有待深入研究。由于目前生料发酵主要分成两步：1生料淀粉的酶解成糖；2酶解得到的糖类的发酵成酒精。因此实验中，我将发酵过程进行分步研究，首先对生料淀粉的糖化酶酶解过程进行研究，对淀粉酶解过程中的抑制现象、酶失活进行了探讨；其次研究了糖类(以葡萄糖为例)的发酵，建立了新的发酵酒精动力学模型，新的模型能够和实验数据很好的吻合，对生产实践有一定的应用价值。最后又以生料木薯淀粉原料为底物进行了生料发酵实验，实验中采用了先进的(SSF法)发酵工艺，并将同步糖化发酵法和目前较为流行的“双酶法”进行了比较，发现无论在发酵时间，还是在发酵酒精得率上，SSF

3、法都优于目前应用最为广泛的“双酶法”。在不久的将来，SSF法必然会成为最普遍的生料发酵方法。关键词：乙醇淀粉糖化发酵动力学方程ABSTRACTNow,therequirementamountofthealcoholisbecominglargerandlarger．Atthesametime，consideringtheenvironmentprotectandenergysaving，themethodofalcoholfermentationmastbereformed．Recently，asthedevelopmentofbioscience，a10tof

4、enzymeswereusedinthealcoholfermentationprocess．Themostusedfermentationmethodincludesliquefaction，saccharificationandfermentation(twoenzymemethom．Recently,anewtoproductethanolbysimultaneoussaccharificationandfermentation(SSF)methodwasreportedbyAmericanresearchers，theSSFmethodsimplifie

5、sthealcoholfermentationprocessbycombiningthesaccharificafionandfermentationintoasinglestep．Thesaccharificationandfermentationarethemostimportantprocessesinalcoholfermentationbyusingrawstarch．Westudytherawstarchsaccharificationfirstlyandthenstudythesugar(glucose)fermentation．Inrawstar

6、chsaccharificationexperiments，inhibitionphenomenaandenzymeinactivationwerestudied．Inalcoholfermentationbyglucoseexperiment，newalcoholfermentationkineticmodelsweresetupandthenewmodelsCanfittheexperimemaldatawell．Finally,rawcassavastarchfermentationwilllSSFmethodwasexperimented．Theexpe

7、rimentalresultsshowthattheSSFmethodspendsshortertimeandproducesmoreamountofalcoholcomparingwiththe‘'twoenzymemethod”．ThismeansthattheSSFmethodiSsuperiortothe‘'twoenzymemethod”．KEYWORDS：alcohol，starch，saccharification，fermentation，kineticroodel独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果

8、，除了文中特别加以标注和