魔芋加工下脚料制乙醇研究

论文摘要

魔芋加工下脚料是魔芋精粉加工生产中的副产品,含有大量的淀粉、蛋白质、脂肪、纤维素和矿物质等营养物质,若能将其营养物质充分利用,不但能很好的解决魔芋加工后污染问题,又可以提高魔芋的综合开发利用,将有利于增加其经济和社会效益,并带动我国魔芋资源的快速发展。本研究运用现代微生物发酵技术原理,利用自行筛选得到的魔芋加工下脚料降解菌及啤酒酵母发酵魔芋加工下脚料来制备乙醇,并对其发酵过程的实验室条件及生产性小试条件进行了摸索。主要研究结果如下:筛选得到了一株魔芋加工下脚料降解菌F22,通过对其形态及培养特征的鉴定,初步确定该菌株属于毛霉属。而后用紫外线(UV)对毛霉菌株F22进行了诱变处理,得到了优势菌株YBⅡ,该菌株能使发酵后淀粉的利用率达到90%以上,还原糖含量上升了5.7倍,与酵母联合发酵后的酒精浓度达到3%。通过摇瓶小试,研究了营养条件和培养条件对魔芋加工下脚料优势降解菌YBⅡ生长的影响。确定了其最佳培养条件为:温度30℃,初始pH 5,接种量为8%,装液量为100 mL/250 mL,培养时间为48 h,在此条件下,还原糖含量可达约19 mg/mL,淀粉利用率可达约93%,生物量约为2.0×10~6个/mL。在上述研究的基础上,利用YBⅡ与酵母菌采用同步固体发酵法对魔芋加工下脚料生产燃料乙醇的实验室条件进行了研究,确定了其最佳条件为:YBⅡ与酵母茵的配比1:2、料液比1:3、接种量8%、发酵温度30℃、发酵时间为3 d。在此条件下,发酵液中的酒精浓度可达7.14%。在实验室发酵条件研究的基础上,对魔芋加工下脚料生产燃料乙醇的工艺进行了生产性小试,确定了小试发酵的最佳条件:YBⅡ与酵母菌的配比1:2、料液比1:3、接种量8%、发酵温度30℃、发酵时间为5 d。在此条件下,发酵液的酒精浓度能达到7.04%。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 前言
• 1 研究背景
• 1.1 引言
• 1.2 魔芋加工下脚料的研究现状
• 1.3 燃料酒精的研究应用现状
• 2 本论文研究的目的和意义
• 第二章 魔芋加工下脚料降解菌的选育
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 试验方法
• 2 试验结果与分析
• 2.1 魔芋加工下脚料中的淀粉含量
• 2.2 酵母菌耐受酒精能力
• 2.3 出发菌的选择
• 2.4 出发菌株F22的鉴定
• 2.5 紫外诱变及复筛结果
• 2.6 优势菌株传代稳定性考察
• 3 讨论
• 第三章 魔芋加工下脚料优势降解菌培养条件的优化
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 试验方法
• 2 试验结果与分析
• 2.1 培养温度对优势菌株YB Ⅱ生长的影响
• 2.2 初始pH对优势菌株YB Ⅱ生长的影响
• 2.3 接种量对优势菌株YB Ⅱ生长的影响
• 2.4 装液量对优势菌株YB Ⅱ生长的影响
• 2.5 金属离子及NaCl对优势菌株YB Ⅱ生长的影响
• 2.6 培养温度、初始pH、接种量及装液量对其影响的正交试验结果
• 2.7 培养时间的确定
• 3 讨论
• 第四章 魔芋加工下脚料生产燃料乙醇实验室发酵条件研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 试验方法
• 2 试验结果与分析
• 2.1 菌株混合时间的确定
• 2.2 YB Ⅱ与酵母菌的配比对发酵的影响
• 2.3 料液比对发酵的影响
• 2.4 接种量对发酵的影响
• 2.5 发酵温度对发酵的影响
• 2.6 菌种比、料液比、接种量及发酵温度对其影响的正交试验结果
• 2.7 发酵时间的确定
• 3 讨论
• 第五章 魔芋加工下脚料生产燃料乙醇小试发酵工艺及其控制参数优化
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 试验方法
• 2 试验结果与分析
• 2.1 菌种比、料液比、接种量及发酵温度对其影响的正交试验结果
• 2.2 发酵时间的确定
• 3 讨论
• 第六章 研究结论、创新点及下一步研究计划
• 研究结论
• 本研究的创新点
• 下一步工作设想
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历