酒精生产工艺学讲课.ppt.ppt

* 3、物化性质 不溶于水，无还原性，与碘不反应，溶于稀磷酸； 常温下，性质稳定。在催化剂作用下，高温分解， 也可通过纤维素酶分解。 分解产物仍是葡萄糖。 * 二、半纤维素及木质素 半纤维素是一大类结构不同的多聚糖的统称。 水解产物为己糖（D-葡萄糖，D-甘露醇，D-半乳糖）、 戊糖（D-木糖、L-阿拉伯糖）或糖醛酸。 易水解，有的甚至有一定水溶性，溶于碱溶液，稀酸。 木质素，20-30%，由苯基丙烷结构单元通过C-C键连接 而成的具有三维空间结构高分子聚合物，在纤维素周围 形成保护层，使得水解更困难。 * 第三节 纤维的预处理 物理方法 研磨法，使物料尺寸变小，结晶性降低，平均 聚合度减小，水溶性增加。锤碎，双滚筒研磨 球磨，湿胶体磨等。 蒸汽爆裂法。 高能辐射，聚合度降低，结晶性减少，吸湿性 增加，使其可溶性增加。 微波处理，改善糖化效果。 冷冻处理。 * 化学方法 氢氧化钠处理法，使木质素的结构 裂解，半纤维素部分溶解，纤维素膨胀 溶剂处理法，晶体结构在溶剂中会部分解体， Cadoxen处理后，5h80%以上的物料可被糖化。 稀酸预处理法。 其他方法：纸浆法，微生物处理法 * 第四节 纤维素酸水解 一、原理 (C6H10O5)n + n H2O nC6H12O6 催化剂采用无机酸。在一定浓度内，反应速度与酸浓度 呈正比。然后，水解生成的单糖在此酸性高温环境下， 易继续分解，而使可发酵性糖流失。 * 二、酸水解工艺 1、浓酸水解 浓酸 水 热 纤维素 膨胀和溶解 产生少量糖 生成单糖 分解 特点，酸需回收；需防腐蚀得容器。 * 2、稀酸水解 第一阶段 ，在100度左右进行，使半纤维素分解； 第二阶段，在较强烈条件下进行纤维素分解。（高温） 特点：成本低，糖的得率低，能耗大。 * 三、酶水解 产纤维素酶的微生物 P310。里斯木霉，绿色木霉。 纤维素酶系，内切-β-1,4葡聚糖苷酶类，Cx酶，随机切断 β-1,4葡聚糖苷键。 外切-β-1,4葡聚糖葡萄糖水解酶，从非还原端开始； β-1,4葡聚糖纤维二糖水解酶 β-1,4葡聚糖苷酶，Cb酶，水解纤维二糖和短链寡糖 * 第六节 纤维质原料酒精生产工艺流程 * 一、酸水解酒精生产工艺流程 连续渗透水解流程P328 * 二、半纤维素制酒精工艺流程 1、半纤维素水解液成分：木糖，50-70%，其余是葡萄糖， 阿拉伯糖等。木糖少有被利用生成酒精。 2、途径 利用木糖异构酶，异构成木糖醇，然后发酵； 利用管囊酵母直接发酵木糖生成酒精； * 如图所示，葡萄糖在 4h之内耗尽，阿拉伯 糖没有变化，28h木 糖降至1%以下，酒精 达6%以上。生成木糖 醇。 * 如图所示，利用假丝酵母发酵木糖为酒精，左图为有氧情况，右 图为无氧状态，发现两种状态下均生成酒精。有氧情况下，发酵 速度更快。酒精生成都比较少。 * 左图一，菌体OD值变化； 左图二，pH值变化 左图三，酒精及木糖浓度 变化。 从三幅图可以看出，120h 50g/L糖耗尽，生成酒精 1.5%左右。发酵pH值略降。 * 纤维素发酵酒精的研究 实验目的： 在正交实验中选择发酵酒精的最佳条件，并以此条件发酵纤维素水 解物。 实验思路： 我们所用的酵母是假丝酵母1779和古巴1号，前人的实验数据显示， 其发酵温度适宜在28度左右，所以选择正交的温度20，23，26，29。采 取一般的接种量4—12%。为检验两种酵母对木糖的发酵作用效果和总糖 量对酒精产量的影响，采取培养基中葡萄糖与木糖的比3：1，总糖量为 3%—9% 实验流程与时间： 活化（15h）〉〉种子扩大培养（20h）〉〉发酵（60h) 实验从3.29开始到4.15共完成了两组酒精发酵试验，第三组正在紧张 激烈中进行。每组16个样 * 因素水平表L45 总碳源(%) 接种量(%) pH 温度(.C) 1 2 3 4 3 5 7 9 4 6 8 10 4.0 4.5 5.0 5.5 20 22.5 25 27.5 ? 实验号 A 总碳源 (%) B 接种量 (%) C pH D 温度 （℃） 1 3 4 4.0