“酒精沼气双发酵耦联”工艺的探讨——硫化物对木薯酒精发酵的影响

木薯酒精发酵时,采用"酒精沼气双发酵耦联"工艺会积累SO42-及其还原产物,对"双发酵耦联"工艺的顺利进行不利,为解决该问题,研究了硫酸盐、亚硫酸盐以及S2-对木薯酒精高浓发酵(料水比1∶2.2)的影响,结果表明,SO42-对木薯酒精发酵基本没有影响,而SO32-和S2-对木薯酒精发酵影响显著。在实验所添加的SO32-和S2-浓度范围内,随着硫化物浓度的增加,酒精产量逐渐降低,而副产物甘油产量逐渐升高;并且S2-的加入使发酵时间延长,当S2-浓度为6.0 mmol/L时,发酵时间延迟48 h。后两者均对乙醇发酵不利,应在双循环耦联工艺中去除。     

酒精-沼气双发酵耦联工艺中酒精发酵生酸原因解析与控制

在酒精-沼气双发酵耦联工艺中,将沼液和酒糟的混合水回用于酒精发酵过程,可有效解决传统酒精生产工艺存在的能耗大、废水处理成本高的问题。但是产业化应用中,该工艺会引起酒精发酵生酸较高。本文对造成这一问题的原因进行了研究,并探索了相应的解决方案。结果表明,沼液和酒糟混合、储存过程中,沼液中的产酸菌能够吸收利用酒糟中的营养物质快速生长并生成大量挥发性有机酸。产酸菌会对酿酒酵母产生竞争性抑制作用,而挥发性有机酸则会对酿酒酵母产生毒害作用。通过向沼液中加入适量的克菌灵可有效杀灭产酸菌,延缓混合水的酸化,从而消除对酒精发酵的影响。     

“酒精沼气双发酵耦联工艺”中硫化物对酒精发酵的影响

"酒精沼气双发酵耦联工艺"中硫化物会对酒精发酵产生抑制,不利于工艺的稳定运行。与对照相比,pH 4.0,24 mmol/L的硫化物使酒精发酵时间从48 h延长至318 h,酒精产量由90.73 g/L下降至82.28 g/L,酵母数量由3.78×108/mL下降至2.20×108/mL,甘油产量由6.99 g/L上升至11.02 g/L。甘油产量上升是硫化物存在时酒精产量下降的原因之一。硫化物对酒精发酵的抑制性随添加时间的推迟而减弱,这是因为在酒精发酵过程中,硫化物会以H2S的形式随着CO2一起从发酵液逸出。pH 4.0时,硫化物对酒精发酵的临界抑制浓度为1.2 mmol/L。     

酒精沼气双发酵偶联工艺中沼液有机酸对酒精发酵的影响

木薯酒精蒸馏废液经厌氧沼气发酵后的沼液全部回用作为酒精发酵配料的工艺用水,形成酒精沼气双发酵偶联工艺。研究发现,乙酸和丙酸是抑制酒精发酵的主要的小分子有机酸。乙酸对酒精发酵产生抑制的有效质量浓度为0.4g/dL,丙酸对酒精发酵产生抑制的有效质量浓度为0.1g/dL,乳酸质量浓度达到2.5g/dL时才会对酒精发酵产生影响。     

氢型阳离子交换树脂在酒精-沼气双发酵耦联工艺中的应用

酒精-沼气双发酵耦联工艺可以有效解决酒精生产过程中能耗大、耗水量多和废水处理成本高的问题。但是在该工艺中,厌氧消化出水回用配料时,需要用H_2SO4将料液的p H值调节至6.0。而H_2SO4的引入会对耦联工艺产生负面影响。为了消除该影响,选用了5种氢型阳离子交换树脂(型号分别为001×7,002×7,D072,D151和D113)来处理厌氧消化出水,以降低其碱度,从而减少耦联工艺中硫酸的使用。结果表明,001×7型强酸性氢型阳离子交换树脂具有最佳的处理效果。当湿树脂与厌氧消化出水的体积比为1∶35时,可去除碱度为3 000 mg Ca CO_3/L的厌氧消化出水中75%的阳离子,降低其p H值至6.0,并且该树脂具有良好的再生效果。另外离子交换处理还可消除厌氧消化出水对酒精发酵的抑制作用。     

乙醇-沼气双发酵耦联工艺对酒糟蛋白饲料的影响

乙醇-沼气双发酵耦联工艺可有效解决玉米乙醇生产过程存在的能耗大、废水处理成本高的问题。作者研究了耦联工艺对玉米乙醇生产过程的主要副产物酒糟蛋白饲料的影响。结果表明,与传统的干磨工艺比较,耦联工艺所得的酒糟蛋白饲料含有较高质量分数的蛋白质和氨基酸,较低质量分数的盐,因此拥有更高的营养价值。利用电子鼻和气质联用对酒糟蛋白饲料气味进行分析,发现循环批次所得酒糟蛋白饲料与第一批在气味上表现出一定的差异,但是不会影响家畜的食用。     

酒精发酵温度对不同酿酒酵母菌株甘油产量的影响研究

甘油作为酵母菌酒精发酵主要副产物之一,能够中和乙醇引发的辣感,平衡酸感,改善葡萄酒口感的圆润度和丰满度。为研究酒精发酵温度对酿酒酵母甘油产量的影响,并分析该影响在不同酿酒酵母菌株之间的差异,本研究分析22℃与28℃两个不同发酵温度下,19株野生酿酒酵母的发酵能力、产甘油能力及产酒精能力,并与12株商业酿酒酵母进行对比。结果显示具有19个不同基因型的31株酿酒酵母在不同温度下展现了不同产甘油能力,所有酿酒酵母在28℃发酵液中甘油含量均高于22℃,而商业酿酒酵母CECA和F33在两个发酵温度下发酵液中的甘油含量差异不显著。随发酵温度升高菌株发酵液中的甘油含量增加酒精度降低,酒精发酵与甘油发酵之间相关系数增加,在28℃呈现弱相关。本研究为酒精发酵过程中通过酵母菌选用调节葡萄酒品质提供一定的理论依据。     

甜高粱茎秆固态发酵生产酒精

研究了水分和营养盐对甜高粱茎秆固态法酒精发酵的影响和固态发酵联产混菌蛋白饲料工艺的可行性.结果表明,以Y-PEG0701为发酵菌株,最适含水量为65%,营养盐的最适添加量分别为(NH4)2SO4 0.3%、KH2PO4 0.15%、MgSO4·7H2O 0.06%.在最适条件下,酒精浓度为7.4%,酒精产率为0.206g/g,转化率为95%.黑曲霉和白地霉混合酒糟残渣发酵后,蛋白饲料的粗蛋白和氨基酸含量均得到了显著的提高.     

木薯酒精蒸馏废液循环回用工艺的探讨

研究了木薯酒精发酵中,蒸馏废液回用比分别为30%(v/v),50%(v/v),70%(v/v)和90%(v/v)时对酒精发酵的影响,循环回用实验共进行11批。结果表明,循环回用比例为30%(v/v)时对酒精发酵略有影响;当循环回用比例≥50%(v/v)时,随着循环批次的增加,酒精产量下降。蒸馏废液中,酿酒酵母及污染杂菌产生的代谢副产物(如有机酸、甘油等)的累积是造成酒精产量下降的主要原因。而蒸馏废液中氨氮的累积造成了发酵液颜色的加深。     

酒精沼气双发酵偶联中厌氧沼气的发酵行为

在酒精沼气双发酵偶联新技术中,研究了一级高温(60℃)厌氧消化液(化学需氧量COD20 000 mg/L左右)直接作为酒精发酵配料用水的工艺。结果表明:随着循环批次的增加,厌氧沼气发酵过程中可溶性COD(sCOD)、可溶性总氮(TN)逐步累积;可溶性总磷(TP)和磷酸盐(PO43--P)未见累积;乙酸、丙酸逐步累积但丁酸未见累积。电导率在循环4批之后基本稳定。高温厌氧消化液中累积的乙酸盐、丙酸盐导致了酒精发酵时间的延长。一级高温厌氧消化液再串接第二级中温(35℃)厌氧降解(COD 2 000 mg/L左右),使得双发酵偶联工艺顺利进行。     

双发酵耦联工艺中美拉德反应发生的可能性及影响因素

对酒精-沼气双发酵耦联工艺中,糖化和灭菌过程厌氧消化出水中的氨与还原糖发生美拉德反应的可能性及影响因素进行了研究。结果表明,pH是影响美拉德反应程度的关键因素,随着pH的上升,反应程度随之增加。由于溶液中游离氯(NH_3)占总氨浓度的比例也是随着pH的上升而增加,说明美拉德反应发生于游离氨与还原糖之间。在耦联工艺条件下,由于液化过程在pH6.0条件下进行,且玉米培养基有一定的pH缓冲作用,美拉德反应非常微弱甚至不存在,因此不会造成发酵体系中总糖的减少而引起酒精产量的下降。     

添加谷氨酸对荔枝酒发酵过程的影响

荔枝汁发酵时常出现发酵迟缓或停滞的现象,主要原因是酵母的营养问题,即可同化氮源和碳源,氮源营养缺乏会严重影响发酵进程。文中研究了在荔枝汁发酵时向其中添加谷氨酸作为氮源物质对发酵过程的影响情况。结果表明,在荔枝汁发酵过程中添加100mg/L的谷氨酸可以明显提高发酵速率,促进酵母生长、增大乙醇产率等。     

老陈醋分割式浓醪酒精发酵工艺的优化

为了缓解老陈醋浓醪酒精发酵中高底物浓度和高酒精浓度对酵母菌的抑制作用,以大豆粕与花生粕为原料,通过单因素及正交试验优化生物氮源营养剂制备工艺,并采用响应面法优化浓醪酒精发酵工艺。结果表明,分割式浓醪酒精发酵所需生物氮源营养剂的最优制备工艺参数为：大豆粕与花生粕质量比5∶1、加水量80%、米曲霉接种量0.04%;分割式浓醪酒精发酵的最优工艺参数为：粮水比1.0∶2.7（kg∶L）,生物氮源营养剂用量4%,大曲用量20%,最终酒醪的酒精度为12.89%vol。与稀醪酒精发酵相比,分割式浓醪酒精发酵大曲用量节约18%～24%,发酵时间节省16%～20%,酒醪的酒精度提高4.18%vol,所酿造的老陈醋氨基酸态氮及总酯含量分别提高了25%与17%。     

氮源对酿酒酵母GJ2008不同糖浓度甘蔗汁酒精分批发酵的影响

研究了不同糖浓度下氮源对酿酒酵母GJ2008甘蔗汁酒精发酵的影响,旨在为高浓度甘蔗汁酒精发酵提供研究基础。将2 g/L尿素加入150 g/L、200 g/L、250 g/L、300 g/L和350 g/L总糖质量浓度甘蔗汁培养基中,以对应糖浓度未添加氮源组为对照组,通过分析细胞生长、糖代谢和乙醇生成来探究氮源如何影响甘蔗汁酒精发酵。结果表明：与未添加氮源相比,氮源加快了发酵速度,发酵周期最高缩短为18 h,糖消耗速率和乙醇生成速率最大分别提高了55%和96%;使酒精发酵更彻底,总糖含量最高减少了40.42 g/L;增加了目的产物,乙醇含量最高提升了28.4%。说明氮源有效地促进了甘蔗汁酒精发酵,加强了酵母的无氧呼吸途径。     

甜高粱茎秆汁液酒精发酵及其经济可行性研究

研究了（NH4）SO4,KH2PO4和MgSO4对甜高粱茎秆汁液酒精发酵的影响,并对甜高粱茎秆汁液酒精发酵的经济可行性进行了分析。结果表明,（NH4）2SO4和KH2PO4的添加有利于提高甜高粱汁酒精发酵的产量和产率,MgSO4的添加无益于酒精产量的提高;在（NH4）2SO4和KH2PO4的用量分别为2g／L和5g／L时,终酒精浓度为94．5g／L,酒精产率为0．44。经济性分析表明,甜高粱茎秆汁液酒精发酵生产酒精可以获得很好的经济效益。     

挤压膨化技术应用于木薯生产燃料酒精的初步研究

将木薯挤压膨化后用于酒精发酵,通过单因素试验对木薯挤压膨化酒精发酵的各种影响因素进行了实验研究,并对发酵工艺条件进行了探讨.得出最佳工艺条件:料水比为1:2,糖化酶用量120U/g,糖化时间40min,酵母接种量0.1%.在此条件下,发酵醪酒精体积分数达到15.95%(体积分数).外加氮源对发酵有促进作用,可使发酵醪酒精体积分数达16.25%(体积分数).外加硫酸镁对发酵没有明显影响.     

紫外诱变原生质体选育发酵乳清高产酒精的克鲁维酵母

以紫外诱变原生质选育法筛选发酵乳清高产酒精菌株马克斯克鲁维酵母菌株ZR-20。采用3因素3水平的正交试验对发酵条件进行优化,结果表明,其适宜的发酵工艺条件为:温度28℃,pH值4.9,接种量2×107个/mL;该条件下发酵96 h酒精产率达到4.2%,比优化前的酒精产率提高10.5%,较出发菌株提高了68%。     

酒精浓醪发酵生产工艺的优化

以玉米粉为原料，AY-15为发酵菌种，在浓醪发酵条件下，对氮源添加、糖化工艺和发酵条件进行了研究。结果表明，在酒精发酵过程中添加适量氮源，可明显提高酵母细胞的数量和发酵能力，缩短发酵周期12h；优化的糖化工艺为糖化酶用量150u/g原料，糖化时间60min；最适的发酵条件为初始pH值5．0，发酵温度33℃。     

酒精复合酶在酒精发酵工业中的应用及效益分析

酒精复合酶是通过生物发酵精制复配得到的一种多组分复合酶制剂。研究探讨了酒精复合酶在酒精发酵中的应用,并对其经济效益进行分析。研究结果表明:在酒精发酵过程中添加酒精复合酶,可缩短酒精发酵周期,提高原料的利用率和酒精产率,还能降低酒精糟液处理难度。与对照组相比,在酒精发酵过程中添加0.05%的酒精复合酶,原料出酒率提高2.05%。     

木薯燃料乙醇沼气双发酵耦联工艺中氨氮的调控

乙醇-沼气双发酵耦联工艺是将沼气发酵出水回用于乙醇发酵过程并不断循环的新型乙醇清洁生产工艺。实验发现,沼气发酵过程产生的氨会随着工艺循环而累积,在乙醇发酵时会和还原糖产生美拉德反应,导致乙醇产量下降。因此通过离心和通气等技术手段对耦联工艺中的氨进行了调控。实验分为对照组和调控组,分别考察了氨氮累积、氨氮调控效果、氨氮对工艺的影响等内容。实验结果显示,经过7批循环对照组中氨氮浓度累积至811 mg/L,氨氮浓度为550 mg/L时,乙醇发酵开始受到明显抑制,导致乙醇产量下降;调控工艺中氨氮浓度稳定在350 mg/L左右,乙醇产量无下降现象。氨氮累积间接造成对照组中碱度升高,其他沼气发酵指标稳定正常。调控工艺保证了乙醇产量和工艺稳定。