餐厨垃圾资源化利用之发酵制乳酸课件.ppt

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1、餐厨垃圾资源化利用——发酵产乳酸演讲人:郝静文乳酸的性质及应用01乳酸发酵生产技术02厨余发酵制备乳酸技术的最新状况03LOREMIPSUMDOLORLOREM1.乳酸的性质及应用乳酸的性质乳酸，英文名Lacticacid，学名为α-羟基丙酸（α-hydrxy-propionicacid），其分子式为C2H5OCOOH。乳酸易与水互溶，很不容易结晶析出，通常乳酸为无色或微黄色液体。由于乳酸分子中具有羧基和羟基，所以有自动酯化能力。若加热脱水，乳酸可通过自身酯化为环状的內交酯，形成树脂状高分子的聚乳酸。乳酸的应用乳酸、乳酸盐及其衍生物广泛运用于食品

2、、医药、饲料、化工等领域。在食品工业上广泛作为酸味剂、防腐剂和还原剂；乳酸还具有很强的杀菌作用，因而可直接用作手术室、病房、车间等场所的消毒剂；制成生物降解纤维，可用来制成手术缝合线。2.乳酸发酵生产技术2.1发酵的生物化学乳酸细菌不能直接发酵淀粉质原料，必须经过糖化过程，转变为糖质原料才能发酵。糖质原料（葡萄糖、麦芽糖、半乳糖、乳糖、蔗糖、戊糖等）和短链糊精可由不同乳酸菌直接发酵生成乳酸。2.2发酵工艺流程菌种在工业生产上，乳杆菌应用最多，这是因为它具有生长速率快、乳酸产率高、耐酸能力强等优点。此外，链球菌属（Streptococcus）中的某

3、些种以及凝结芽孢杆菌（Bacilluscoagulans）等也具有较高乳酸产率，由于卫生问题而不适适宜做发酵菌株。霉菌中的米根霉（Rhizopusoryzae）也是常用的乳酸生产菌，但因为其为好氧菌，须通氧搅拌，能耗大，而且糖化转化率低，故应用范围不广。2.2发酵工艺流程原料乳酸菌只能直接利用己糖和低聚糖作为碳源进行发酵，其他多聚糖或高聚糖类型的原料发酵需经水解、糖化等预处理。目前，发酵原料主要为农业产品或农业废弃物，如大麦、小麦、玉米,葡萄蔓，马铃薯,木材及胡萝卜、卷心菜、洋葱等蔬菜。近年来，一些可再生的废弃生物质也被利用到乳酸发酵中。2.2发

4、酵工艺流程利用农业废弃物或其他行业的可再生资源作为基质及营养物质是乳酸发酵研究的一个趋势。相比于其他可再生资源，餐厨垃圾含有大量碳水化合物、蛋白质、脂肪等有机物，及维生素、微量元素等生长促进因子，同时，餐厨垃圾无原料成本，又有稳定的产生来源，如能运用到乳酸生产上，将极大降低发酵的经济成本，具有广阔的运用前景。2.3发酵工艺缺点：水解糖化阶段，水解酶极易受产物糖积累的抑制，并且工艺流程长，因此发酵时间长，操作复杂，乳酸产率低。改进：同步糖化发酵技术(SimultaneousSaccharificationandFermentation，SSF)。S

5、SF是指糖化与发酵同时在一个反应器进行，即酶与乳酸菌同时加入进行反应。相比于传统发酵，SSF不需要先提取糖，能降低水解糖积累对酶反应的抑制，加速水解糖化速率，具有省体积，减少反应时间，降低产物抑制及提高产率等优点。3.厨余发酵制备乳酸技术的最新状况pH=7,37℃,3~5天27～45ｇ／L乳酸。研究发现,通过控制适宜的环境条件,可使厨房垃圾的发酵产物中乳酸占95%左右,并用分离、提纯得到的乳酸,成功聚合成了聚乳酸类生物降解塑料。研究进展Saskai汪群慧等进料纯度要求很高,即分类收集要求高。由于餐厨垃圾油量和纤维素含量高,可能导致厌氧过程过度酸化

6、。存在的问题12LOREM接种菌株方面的探索进展乳杆菌DT175水解淀粉的乳酸细菌枯草杆菌耐热乳酸菌TY50LOREM餐厨垃圾的开放式发酵单一菌种直接发酵混合菌种直接发酵底物灭菌底物不灭菌餐厨垃圾的乳酸发酵具有营养丰富、发酵时间短、乳酸产量高、发酵液中杂粮少、可采用开放式发酵等优点，表明利用餐厨垃圾生产乳酸是可行的。展望