回收废酵母蒸汽发酵生产高酸醋的研究

论文摘要

废酵母是啤酒生产过程中的副产物,约占啤酒产量的2%～3%。在当前资源短缺,环境污染严重的现状下,对废酵母进行开发利用,对减轻废酵母的环境污染,增加啤酒行业效益有重要的意义。目前,酵母的加工方法主要是将酵母泥直接烘干,或用压滤机对酵母进行分离,然后对分离出的酵母进行干燥,生产商品酵母粉。但在酵母的干燥过程中会产生大量的废蒸汽,其中含有4.5%左右的酒精,排放到空气中,既污染了环境,又造成了资源浪费,尚未引起企业的重视。针对这种现状,本课题的目的就是要回收利用这部分酒精资源,并以回收的酒精为原料采用醋酸液态深层发酵与萃取-蒸馏工艺或共沸精馏工艺相结合生产高酸醋,此产品可用于食品与化妆品行业,具有广泛的应用前景。本课题的内容和结果如下:1.列管式换热器冷凝、吸收塔吸收回收酒精。采用适当型号的列管式换热器和吸收塔回收酒精,回收率达到90%左右。回收的酒精溶液经连续蒸馏塔蒸馏去杂,得到的酒精经检测,符合食用酒精标准,可作为醋酸发酵产酸的原料。2.以酒精为原料添加废酵母自溶液发酵产酸。在以酒精为原料发酵产酸的过程中,为了维持正常的醋酸发酵需添加少量含碳、氮源的营养液。本课题通过实验确定了废酵母自溶液的最佳制备工艺及以酒精为原料发酵产酸的工艺配方,探索了采用廉价的废酵母自溶液作为有机氮源进行醋酸发酵的可行性。结果表明,以废酵母自溶液作为醋酸发酵的有机氮源是可行的。当以自溶液为有机氮源替代酵母浸粉时,醋酸菌浓度的提高超过54%,醋酸含量的提高超过10%。自溶液的最佳制备工艺为:加水量200%,初始pH值7.0,自溶温度50℃,时间48h,食盐优化用量3%。以酒精为原料发酵产酸的最佳配方为:酒精浓度5%,酵母液添加量13%,菌种接种量12%。3.萃取-蒸馏或共沸精馏生产高酸醋。结果表明,通过萃取-蒸馏或共沸精馏可以生产出25%左右的高酸醋,达到了课题的目标要求。萃取-蒸馏时,采用乙酸乙酯作为萃取剂,萃取时间为20min,最佳溶剂比为1.0,三级错流萃取后,水相中的醋酸浓度为0.79g/100mL,达到目标要求。共沸精馏时,采用乙酸丁酯作为共沸剂;随着共沸剂含量的增加,塔釜醋酸浓度逐渐增加,但随着共沸剂含量的进一步增加,醋酸浓度下降,而塔顶醋酸浓度均控制在一个比较小的范围内;水与共沸剂的配比固定时,随着样品醋酸浓度的增加,塔釜醋酸浓度增加;共沸剂的平均回收率为95.33%,损失较少,基本可以回收重复利用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 啤酒生产中废酵母排放问题与回收利用现状
• 1.1.1 啤酒生产中废酵母排放问题
• 1.1.2 啤酒废酵母回收利用现状
• 1.2 高酸度醋的生产方法及研究现状
• 1.2.1 高酸度醋的生产方法
• 1.2.2 高酸度醋的研究现状
• 1.3 醋酸浓缩分离方法
• 1.3.1 普通精馏法
• 1.3.2 酯化法
• 1.3.3 吸附法
• 1.3.4 液液萃取法
• 1.3.5 萃取精馏法
• 1.3.6 共沸精馏法
• 1.3.7 萃取与共沸精馏联合使用
• 1.4 研究目的与内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 第2章 啤酒废酵母泥中酒精成分回收工艺的研究
• 2.1 酒精回收工艺过程
• 2.2 酒精质量分析
• 第3章 以酒精为原料添加废酵母自溶液发酵产酸的研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 废酵母自溶液制备
• 3.2.2 酒精发酵产酸最佳配方的确定
• 3.3 小结
• 第4章 高酸度醋生产工艺的研究
• 4.1 概述
• 4.2 萃取－蒸馏过程实验研究
• 4.2.1 材料与方法
• 4.2.2 结果与讨论
• 4.3 共沸精馏过程实验研究
• 4.3.1 共沸精馏的原理
• 4.3.2 材料与方法
• 4.3.3 共沸剂的筛选
• 4.3.4 共沸精馏实验
• 4.4 小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文