加酸挤压膨化脱胚玉米制备酒精的研究

论文摘要

本文采用挤压膨化技术替代传统玉米酒精生产过程中的蒸煮液化阶段,对加酸挤压膨化脱胚玉米粉生产酒精进行了系统的研究,结果如下:1.挤压膨化工艺参数的确定,以α化度为评价指标,得到脱胚玉米挤压膨化最佳工艺参数为挤压模孔直径11mm,挤压套筒温度170℃,物料体系含水量24%,螺杆转速200r/min。2.在上述试验基础上,固定挤压模孔直径,进行加酸挤压膨化脱胚玉米粉试验,对玉米粉品质变化进行探讨,通过试验选定盐酸为酸添加剂,同时通过酒精发酵试验得到加酸挤压膨化脱胚玉米粉生产酒精优于单纯的挤压膨化脱胚玉米粉。通过中心组合试验得到加酸挤压膨化脱胚玉米粉工艺的最佳参数:物料体系含水量23.40%,螺杆转速234r/min,挤压套筒温度143℃,盐酸与原料淀粉的质量之比0.0257。3.采用正交试验,对糖化工艺中料水比、糖化酶添加量和糖化时间进行确定,得到较优的工艺参数组合:料水比1∶3,糖化酶添加量120u/g,糖化时间45min,在此较优参数下获得还原糖含量为9.75%的糖化醪液。4.在糖化醪中添加酵母进行酒精发酵试验,通过二次通用旋转试验设计得到最佳工艺参数:发酵温度34.4℃,植酸酶添加量7.12u/g,尿素添加量0.093%,在此工艺下发酵最终淀粉出酒率为58.35%,用时55h。残糖量为0.75%。与传统工艺相比缩短了发酵周期9h。5.通过对加酸挤压膨化和传统的蒸煮液化能耗的对比,得到加酸挤压膨化比蒸煮液化可以节省能源49.24%,因此,将挤压膨化技术应用于玉米酒精生产的原料预处理中其节能效果是非常显著的。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 引言
• 1.1 课题研究的目的及意义
• 1.2 国内外燃料酒精行业的发展概况
• 1.2.1 美国燃料酒精的发展概况
• 1.2.2 巴西燃料酒精的发展概况
• 1.2.3 欧洲国家燃料酒精的发展概况
• 1.2.4 日本燃料酒精的发展概况
• 1.2.5 我国燃料酒精的发展概况
• 1.2.6 东南亚和澳大利亚的燃料酒精发展概况
• 1.3 目前酒精发酵生产存在的问题及解决办法
• 1.4 主要研究内容及目标
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究路线
• 1.4.3 研究目标
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 主要试剂
• 2.3 主要仪器、设备
• 2.4 测定分析方法
• 2.4.1 脱胚玉米粉水份含量的测定
• 2.4.2 脱胚玉米粉淀粉含量的测定
• 2.4.3 脂肪含量的测定
• 2.4.4 蛋白质含量的测定
• 2.4.5 粗纤维含量的测定
• 2.4.6 α–化度测定
• 2.4.7 还原糖的测定
• 2.4.8 总糖的测定
• 2.4.9 酒精度测定
• 2.4.10 淀粉出酒率
• 2.5 研究方法
• 2.5.1 挤压膨化试验
• 2.5.2 加酸挤压膨化试验
• 2.5.3 加酸挤压膨化脱胚玉米生产酒精糖化工艺的确定
• 2.5.4 加酸挤压膨化脱胚玉米生产酒精发酵工艺过程的确定
• 2.5.5 挤压膨化与传统蒸煮液化能耗对比
• 3 结果与分析
• 3.1 挤压膨化脱胚玉米粉生产酒精工艺的确定
• 3.2 正交实验确定挤压膨化最佳参数
• 3.3 加酸挤压膨化脱脱胚玉米生产酒精工艺的确定
• 3.3.1 酸种类的选择
• 3.3.2 加酸挤压膨化单因素试验
• 3.3.3 加酸挤压膨化参数中心组合试验设计
• 3.3.4 加酸与未加酸挤压膨化对玉米品质的影响
• 3.3.5 对比试验
• 3.4 加酸挤压膨化脱胚玉米粉生产酒精糖化工艺的确定
• 3.4.1 糖化工艺因素水平的确定
• 3.4.2 试验结果分析
• 3.5 加酸挤压膨化脱胚玉米粉生产酒精发酵工艺的确定
• 3.5.1 酵母培养预备实验
• 3.5.2 发酵工艺评价指标的选定
• 3.5.3 发酵工艺因素水平的确定
• 3.6 验证试验
• 3.7 挤压膨化技术与传统方法蒸煮液化的能耗计算及比较
• 3.7.1 传统蒸煮液化能量消耗
• 3.7.2 挤压膨化能耗计算
• 4 讨论
• 4.1 挤压膨化技术在酒精行业中的应用
• 4.2 加酸挤压膨化脱胚玉米粉
• 4.3 酒精发酵过程中植酸酶的作用
• 4.4 发酵酒精能耗问题以及降低能耗的工艺
• 4.5 发酵过程各指标的分析
• 4.6 进一步的研究方向
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文目录