纤维质糖化液生产生物油脂发酵体系研究

论文摘要

生物柴油作为一种重要的生物质能源已引起世人重视,其生产和应用已成为缓解能源危机的重要组成部分,但是制约生物柴油产业化的瓶颈问题主要是原料供应。本文对纤维质原料生产生物油脂发酵体系进行了研究,主要包括纤维质糖化液生产生物油脂发酵体系优化和纤维质糖化液脱毒两个方面,以提高发酵效果,因此具有重要理论和实际意义。对发酵性丝孢酵母2.1368的纤维质糖化液发酵体系进行优化,通过摇瓶培养试验,发现最佳优化发酵体系是:外加碳源4%葡萄糖,质量比3:1的酵母粉+ （NH4）2SO4复合氮源,C/N比80:1,pH 6.0,10%的接种量,加入金属离子和0.2%的橄榄油,封口膜封口。在此条件下,菌体生物量达到21.3g/L,菌体含油率达到46.4%,油脂浓度达9.9g/L,糖油转化率达到12.3%。通过纤维质糖化液脱毒试验表明,适合纤维质糖化液脱毒的最优方法是活性炭加入量为1.0g/L,乙醛加入量为400mg/L,黄孢菌加入量为10ml/L。此时,菌体生物量为21.2g/L,菌体含油率为50.9%,油脂浓度为10.8g/L,糖油转化率为13.5%。对本试验所获得的生物油脂的成分及含量进行了分析,其主要成分为:十四碳酸甲酯、十六碳酸甲酯、十七碳烯酸甲酯、（亚）油酸甲酯、二十碳酸甲酯、二十二碳酸（烯酸）甲酯、二十四碳酸甲酯。这也正是生物柴油的主要成分,基本满足了生物柴油原料的供应要求。与菜籽油脂肪酸和桐油脂肪酸成分比较,发现利用纤维质为原料制备的生物油脂中C16-C18所占比例较高,且资源丰富、价格廉价,可以作为生物柴油产业化生产的原料供应。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1 文献综述
• 1.1 世界能源开发利用
• 1.1.1 世界能源现状
• 1.1.2 生物柴油产生和性质
• 1.1.2.1 生物柴油的产生
• 1.1.2.2 生物柴油的性质
• 1.1.3 生物柴油产业化工艺技术
• 1.2 生物柴油原料类型
• 1.2.1 动物油脂
• 1.2.2 植物油脂
• 1.2.3 废弃油脂
• 1.2.4 生物油脂
• 1.3 生物油脂发酵技术
• 1.3.1 生物油脂原料
• 1.3.2 纤维质原料生产生物油脂关键技术
• 1.3.2.1 影响生物油脂发酵因素
• 1.3.2.2 纤维质糖化液中发酵抑制物
• 1.3.2.3 纤维质糖化液脱毒
• 1.4 研究目的、内容及方案
• 引言
• 2 纤维质原料生产生物油脂体系构建研究
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 试验验材料
• 2.1.1.1 菌株
• 2.1.1.2 麦芽汁培养基
• 2.1.1.3 酵母菌种子培养基（%）
• 2.1.1.4 纤维质原料糖化液
• 2.1.1.5 DNS 试剂
• 2.1.1.6 地衣酚试剂
• 2.1.2 试验方法
• 2.1.2.1 菌种的活化
• 2.1.2.2 种子液的制备
• 2.1.2.3 产脂发酵培养
• 2.1.2.4 生物量的测定
• 2.1.2.5 油脂抽提
• 2.1.2.6 总糖含量测定3，5 一二硝基水杨酸（DNS）法
• 2.1.2.7 木糖含量测定地衣酚法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 最佳产脂pH 值确定
• 2.2.2 碳源对生物油脂含量、产量及生物量的影响
• 2.2.3 C/N 比对生物油脂含量、产量及生物量的影响
• 2.2.4 氮源对生物油脂含量、产量及生物量的影响
• 2.2.5 复合氮源比对生物油脂含量、产量及生物量的影响
• 2.2.6 透气性对生物油脂含量、产量及生物量的影响
• 2.2.7 转速对生物油脂含量、产量及生物量的影响
• 2.2.8 橄榄油对生物油脂含量、产量及生物量的影响
• 2.3 本章小结
• 3 纤维质糖化液脱毒条件研究
• 3.1 材料和方法
• 3.1.1 试验验材料
• 3.1.1.1 菌株
• 3.1.1.2 黄孢原毛平革菌菌悬液制备
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 Overlimiting 试验
• 3.2.2 蒸煮试验
• 3.2.3 加入乙醛脱毒
• 3.2.4 加入活性炭吸附脱毒
• 3.2.5 加入黄孢原毛平革菌脱毒
• 3.2.6 正交试验
• 3.3 本章小结
• 4 生物油脂组分测定和性质分析
• 4.1 材料和方法
• 4.1.1 材料
• 4.1.1.1 发酵性丝孢酵母油脂（本试验所抽提的油脂样品）
• 4.1.2 方法
• 4.1.2.1 生物柴油的制备方法
• 4.1.2.2 生物油脂酸价测定
• 4.1.2.3 生物油脂碘值测定
• 4.1.2.4 生物油脂过氧化值测定
• 4.1.2.5 气相色谱，质谱分析条件
• 4.1.3 仪器
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 油脂GC-MS 分析
• 4.2.2 不同原料的油脂比较
• 4.2.3 生物油脂性质分析
• 5 结论与讨论
• 5.1 本文主要结论
• 5.2 讨论
• 5.3 展望
• 参考文献
• ABSTRACT