口cs〓【基礎(chǔ)科學(xué) Basic Science乙醇發(fā)酵廢液的丁醇發(fā)酵研究王文博,張曉亮,尹永磊,杜風(fēng)光,惠賢崗河南天冠企業(yè)集團(tuán)有限公司,河南南陽473100籀要通常酒精發(fā)酵廢液中含有2%左右的還原性糖,為了減少這些糖類損失,我們利用丙酮丁醉菌種能夠發(fā)酵淀粉和糖蜜的特性,在原來的廢液中加入適量的新鮮的淀粉原料,配制成培養(yǎng)基,發(fā)酵后得到乙酶、丙酮、丁醇等產(chǎn)品,讜研究能夠使發(fā)酵廢液中的還原性糖從冫%降低到0.3%,充分利用了廢液中的糖類原料,降低了發(fā)酵成本和污水處理成本,同時(shí)又節(jié)約了水資源關(guān)鍵詞發(fā)酵廢液;還原性糖;丁醇;發(fā)酵;木薯中圖分類號(hào)TQ92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1674-6708(2011)56-0104-02The Research of Butanol資源11實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備Fermentation using乙醇發(fā)酵廢液天冠集團(tuán)Ethanol fermentation安捷倫1200高效夜相色譜安捷倫公司安捷倫6890氣相色譜安捷倫公司W(wǎng)aste Liquid所用化學(xué)試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純,氣相色譜儀所用試劑為色譜試劑。Henan Tianguan Enterprise Group Co, Ltd, Nanyang 47300012實(shí)驗(yàn)方法Abstract As a rule, ethanol fermentation waste liquid co1.2.1原料預(yù)處理about 2% reductive sugar.1)發(fā)酵廢液預(yù)處理we confect culture medium in which about 6% sugar, accessioning取適量的發(fā)酵廢液,使用40%(MV)的NaOH溶液將發(fā)酵condign com flour or tapioca to Ethanol fermentation waste liquid. We get液的pH調(diào)節(jié)到65左右Ethanol, acetone, butanol by the A-B-E fermentation. The reductive2)發(fā)酵液中各種糖類測(cè)定sugar in the Ethanol fermentation waste can be reduced to 0.3% from 2%取50mL中和后的發(fā)酵廢液,加人50mL的蒸餾水和5mL濃in this way. The Clostridium acetobutylicum utilizes the reductive sugar鹽酸,100℃水浴45min,定容到250mL,過濾后取2mL溶液,15in the ethanol fermentation waste. We reduce the cost of fermentation and000轉(zhuǎn)離心,送液相色譜檢測(cè)economize water.3)玉米粉(木薯)中各糖類的測(cè)定Keywords fermentation waste liquid reductive sugar: Butanol取2g玉米粉(木薯),加入100m的蒸餾水和5ml濃鹽酸,℃水浴45min,定容到500mL,過濾后取2mL溶液,15000轉(zhuǎn)離心,送液相色譜檢測(cè)。隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快,高增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)與能源供應(yīng)能力1000g發(fā)酵廢液和原料中的糖的組分:單位:的落差正日益明顯,能源緊缺成為我國(guó)叮持續(xù)發(fā)展最大障礙,因原料葡萄糖纖維二糖阿拉伯糖木總糖此發(fā)展可再生能源成為最好選擇,短短兒年時(shí)間,燃料乙醇以超發(fā)酵廢液1205—13乎尋常的發(fā)展速度,成為中國(guó)替代能源的主力軍米粉634289242635730.8目前燃料乙醇的獲得就是靠發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇,然后經(jīng)過蒸31.670.6餾、脫水、變性,添加到汽油里面使用,每生產(chǎn)1t燃料乙醇就要1.2.2培養(yǎng)基的制備工藝產(chǎn)生10左右高濃度的發(fā)酵廢液。一般企業(yè)的發(fā)酵廢液的處理采用物理一化學(xué)處理法、生物處理法、濃縮煅燒法,其屮生物處取適量的廢液和一定量的玉米粉(木幕),混合拌勻后,在沸琿法比較成功,如活性污泥法、厭氧甲烷發(fā)酵法等,但是這些方水中煮沸糊化,保持45min,分裝500mL三角瓶,121℃蒸汽滅菌法都需要大量的投資和生產(chǎn)費(fèi)用,得到的產(chǎn)品的附加值不是很高30min,提供接種使用,在培養(yǎng)基的制備過程中,總糖含量控制在本實(shí)驗(yàn)結(jié)合河南天冠企業(yè)集團(tuán)有限公司的實(shí)際情況,以乙醇60g/La發(fā)酵廢液作為工藝水,添加適量的玉米粉或者木薯,作為丙酮丁2實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)醇菌種的培養(yǎng)基,生物發(fā)酵生產(chǎn)內(nèi)酮、丁醇,變廢為寶,既節(jié)約21玉米培養(yǎng)基中添加不同康液量對(duì)發(fā)酵結(jié)果的影響了丙丁發(fā)酵的玉米粉和木薯的使用量,降低了成本,又節(jié)約了用廢液的添加量是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)過程中廢液的添加水量。量分別為50%、80%、100%,配比過程中保證廢液中所含糖量不1試驗(yàn)機(jī)理低于15g/。接種后在培養(yǎng)箱中發(fā)酵48小時(shí),使用色譜檢測(cè)發(fā)酵乙醇廢液中含有2%左右的還原性糖,主要是葡萄糖、木糖、廢液中的各組分:單位:g阿拉伯糖和纖維二糖,其中酵母菌不能夠利用木糖和阿拉伯糖,序好溶劑含出葡萄糖】纖維三糖阿拉伯糖木糖總糖內(nèi)酮丁醇菌種能夠利用這類糖;內(nèi)酮、丁醇發(fā)酵需要糖液濃度為201907501491.353596%左右和少敏的氮源,乙醇廢液中的酵母殘?bào)w提供的氮源能夠滿20230.712|288足丙酮、丁醇發(fā)酵,那么能夠節(jié)省1左右的原料和15左右的水〖3_2020_0860931.28307作者簡(jiǎn)介:王文博,助理工程師,研究方向:丙酮丁醇發(fā)酵工藝研究、難分離物系提取分離等〃斗技傳播》20111104Basic Science基礎(chǔ)科學(xué)口〓s通過實(shí)驗(yàn)可以看出,酒精發(fā)酵后的發(fā)酵廢液,經(jīng)過再次制備141352005培養(yǎng)基后,經(jīng)過丙酮丁醇菌種的發(fā)酵,從原來的2495g降低到說明加人1%的麩皮川獻(xiàn)能夠改善原料的營(yíng)養(yǎng)基礎(chǔ),使薯類3.6g,充分利用了廢液中的大部分糖類,使廢液中的糖類得到了作物完全被丙酮丁醇菌種利用,溶劑總量有很大提高,可能歸根新的轉(zhuǎn)化。于麩皮里的蛋白質(zhì)和各種氨基酸22酒精精液中添加不同原料對(duì)發(fā)酵的影響24pH調(diào)節(jié)對(duì)提發(fā)酵的影響對(duì)玉米和木薯原料進(jìn)行了發(fā)酵試驗(yàn),經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)玉米和木由于酒精發(fā)酵廢液的pH值通常都很低,對(duì)于丙酮丁醇菌種薯發(fā)酵結(jié)果不很相同,玉米原料的平均溶劑總量在18gL~20g/L來說pH的調(diào)節(jié)也很重要,pH值過低影響發(fā)酵,pH值過高,加木薯原料的平均溶劑總量在15g~17g/,說明玉米的營(yíng)養(yǎng)成分比人NaOH或者Ca(OH)2的量就比較大,投人的成本也就比較高木薯更適合丙酮丁醇菌種的生長(zhǎng)因此我們?cè)趐H值的調(diào)節(jié)上進(jìn)行了發(fā)酵試驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)叮知,發(fā)酵2.3源對(duì)發(fā)酵的影晌廢液的pH調(diào)節(jié)到60左右基本上能夠滿足發(fā)酵,通常進(jìn)行調(diào)節(jié)的通過上面試驗(yàn)可知道,木薯原料發(fā)酵的效果不如玉米好,通時(shí)候pH可控制在6065之間從經(jīng)濟(jì)上和操作可行性上都能夠滿過對(duì)二者的營(yíng)養(yǎng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)主要問題在于木薯的碳/氮比例不合理,足要求氮源含量低,因此我們作了很多的氮源實(shí)驗(yàn),主要包括醋酸銨3結(jié)論硫酸銨、硝酸銨、硝酸鈉、尿素等無機(jī)氮源以及豆粕粉、玉米漿、本實(shí)驗(yàn)在利用酒精發(fā)酵廢液中所含糖的基礎(chǔ)上,通過加入適麩皮等有機(jī)氮源量的新鮮淀粉原料,重新發(fā)酵得到新產(chǎn)品,該工藝的理論基礎(chǔ)是有機(jī)氮源中正米漿發(fā)酵效果不是很好;豆粕粉和麩皮作為添不同生物種群對(duì)于事物中所含有的物質(zhì)的利用是不同的,某類物加原料,發(fā)酵結(jié)果比較理想(木薯用量保持培養(yǎng)基中含糖量為6%種生產(chǎn)的廢物可以作為另一類物種的原料,該理論不僅僅適用于左右)酒精發(fā)酵廢物的再利用,也可以適用于一切發(fā)酵廢物的再利用實(shí)驗(yàn)一:添加粕粉(單位:gL)只要我們找到兩種適合的物種豆粕粉加人量乙醇丙丁醇總碌17536413231854參考文獻(xiàn)3.89414024198[1]陳聲.現(xiàn)代工業(yè)徼生物M.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,19794.01214045[2]郭質(zhì)良.溶劑發(fā)酵化學(xué)].臺(tái)灣商務(wù)印書館,1983通過試驗(yàn)證明薯類原料加入15%豆粕粉進(jìn)行發(fā)酵能夠達(dá)到純3]陳騊聲,陸祖祺.發(fā)酵法丙酮和丁醇生產(chǎn)技術(shù)[M].化學(xué)工玉米發(fā)酵的水平,并且丁醇含量也比較高。業(yè)出版社,1991實(shí)驗(yàn)二:添加麩皮實(shí)驗(yàn)結(jié)果4]張毅淀粉發(fā)酵廢水處理技術(shù)進(jìn)展[M].工業(yè)水處理匚麩皮加人量乙醉丙總量1987(3)l8.019]華南工學(xué)院酒精與白酒工藝學(xué)D.北京輕工出14.20420.101(上接第106頁)因?yàn)?分必要條件,得到的U*()即就是最優(yōu)控制.而且還可以得到最優(yōu)++yz,控制的反饋形式,顯示出在解決最優(yōu)控制問題中其它方法所不具的優(yōu)越性。DP法的HB方程我們推導(dǎo)出了最大值原理,說明DP以及法與最大值之間有著本質(zhì)上的密切聯(lián)系參考文獻(xiàn)可得ax aX aX)∫1]陳樹勤.分系統(tǒng)最優(yōu)化與總系統(tǒng)最優(yōu)化的關(guān)系探討[].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,1996,2.移項(xiàng)可得:[2]張汝清,高行山.隨機(jī)變量的變分原理及有服元法[.應(yīng)aH aar at-)f (X=n用數(shù)學(xué)和力學(xué),1992,53]丁俊堂.一類半線性拋物邊值問題的最大值[].數(shù)學(xué)物理4=i學(xué)報(bào),2004,1.[4]Deng Y, Wang G Necessary conditions for opt imal這樣我們就從H叫6]的后一半推出了最大值原理中的協(xié)態(tài)方 control problems governed by some nonlinear parabolic程,說明:其一,在最優(yōu)值函數(shù)v*(X)具有二階連續(xù)偏導(dǎo)數(shù)的情 differential equations [. PanAmcrican Mathematical況下,DP法的HB方程可以推的出最大值原理,它們之間有著Jo密切的關(guān)系,其二,HJB方程的簡(jiǎn)化形式在最大值原理中對(duì)應(yīng)的5]李國(guó)勇.最優(yōu)控制理論及參數(shù)優(yōu)化[M.北京:國(guó)防工業(yè)出H函數(shù)的性質(zhì),即定常系統(tǒng)t可動(dòng)時(shí),H(xU'()=0。版社,20063結(jié)論[6]XIANG Xiao ling. OPTIMAL CONTROL OF A CLASS OF動(dòng)態(tài)規(guī)劃(DP)法的是性能指標(biāo)取極值的最優(yōu)控制問題的充 DISTRIBUTED PARAMETER DELAY SYSTEMSUJI. Systems Scienceand Ma t hematical Sciences, 2000(上接第109頁)價(jià)格貴而且有毒的校驗(yàn)氣體;樣氣不需要任何處理直接返回工藝參考文獻(xiàn)管道;數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),在國(guó)內(nèi)外硫磺回收裝置得到廣泛應(yīng)用1]周廣浩,王俊濤硫磺回收裝置酸性氣配風(fēng)控制方案探討投用率較高,使用情況良好[門].石油化工環(huán)境保護(hù),2005,28(2):36-38.2]佟新宇,硫磺裝置硫比值分析儀的在線分析及應(yīng)用控制[J].自動(dòng)化儀表,2009,30(1):23-371052011上^《科技傳播》