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《北京化工大学》 2011年
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甜菜糖蜜酒精废液的处理研究

黄明静  
【摘要】:糖蜜酒精废液是制糖工业中最重要的污染源。传统糖蜜酒精发酵工艺是将酒精成熟醪直接送入蒸馏塔,蒸馏废液中因含有大量的酵母残体,而造成COD、BOD含量高,直接排放不但对水体、土壤等环境造成严重污染,甚至会危害到人类的健康。 本文针对这一问题对传统工艺加以改进:采用膜分离技术对甜菜糖蜜酒精成熟醪进行处理,分离后的酒精酵母回用发酵。这样不但可以减小废液的污染程度,还可以节约酒精酵母资源,为糖蜜废液酒精的资源化治理提供了新思路。本文的主要研究内容与结果如下: 首先,本文采用微滤对酒精成熟醪进行处理,分离得到含酵母菌体的浓缩液,循环回用于发酵,透过液送至蒸馏。对微滤前后的蒸馏废液进行比较,得到以下结论:未经处理的成熟醪直接蒸馏,得到的废液COD值高达139302.727 mg·L-1,经微滤处理后的成熟醪蒸馏废液COD值降为74288.217 mg·L-1,比较得出微滤前后COD去除率达到46.67%,乙醇损失为3.46%,可以有效的减小废液的治理难度,比离心处理的效果好,能耗较离心低,易于工业化,易于密闭条件操作,减少乙醇损失,且不易染菌。 其次,本文对微滤的条件进行了初步的优化,分别使用0.01μm,0.02gm孔径的微滤膜,对膜孔径和操作压力两个影响因素进行了研究:根据料液处理量不同,选择不同操作条件,微滤效果更佳。相同膜孔径的条件下,操作压力越大,初始膜通量越大,但是膜通量随时间的下降速度也越快,在处理少量醪液时,可以选择选用较高的操作压力(安全压力之内),反之,选择低操作压力微滤速度相对更快,更稳定;在相同操作压力条件下,比较不同膜孔径的膜通量,膜孔径越大,初始膜通量越大,但是随时间的下降速度也越快,且膜内压力上升较快,适合少量料液的处理;反之,在长时间处理大量料液时,小孔径的微滤膜速度相对更快。同时本文考察了不同操作压力下的微滤效果,综合考虑乙醇损失率与COD去除率,选择0.01μm,0.04Mpa操作压力为优化条件。 最后,本文对酒精酵母回用发酵的发酵特性进行了研究比较,并对甜菜糖蜜发酵条件进行了初步的优化:初始糖浓度在26°Bx,接种量为8%,初始pH为4.2,30℃,140rpm条件下发酵36h,为最优发酵条件;本文将微滤分离出的酵母循环回用,连续循环5批后,比较发酵特性参数,酵母得率与酸化力呈下降趋势,然而糖醇转化率与糖转化率变化不明显,基本保持稳定,循环回用过程乙醇得率可以提高约1%,发酵周期缩短了6-12h,说明该工艺可行,既可以节省酵母资源,又可以缩短发酵周期,提高设备的利用率,提高产率。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X792

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