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《广西大学》 2004年
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糖蜜酒精废液回用与发酵酵母菌种选育的研究

王进  
【摘要】:本文首先综述了甘蔗糖蜜酒精废液治理技术和酒精发酵中各类优良酵母菌株的性能及其选育方法。在分析测定了糖蜜及其酒精废液中主要有机与无机成分后研究了单因素对废液回用的极限值,在此基础上提出了利用原生质融合技术构筑具备强自絮凝能力的酒精酵母,对融合株进行多次物理和化学诱变,选育出了适应酒精废液回用环境的能力较强的目的菌株。探讨了以O_3/H_2O_2法对酒精废液进行预处理,利用目的菌株和分批加糖相结合的方法来实现酒精废液回用发酵的新工艺。论文的主要研究内容和结果如下: (1)模拟废液中所含的主要金属元素和主要有机酸进行添加影响因素探讨,找出了主要的对酵母发酵有较大影响的单因素极限值,论述了各影响因素对发酵产酒过程的生物化学效应的反应机制。为进行菌种驯化、酒精废液有用成分回收利用、有害成分的控制和废水回用量提供了参考依据。实验结果为K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Fe~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)、Al~(3+)、Pb~(2+)、As~(3+)对甘蔗糖蜜酒精发酵产酒的抑制点分别为:850、1300、800、500、600~700、11~13、1200、600、21、3mg/L。K~+对废液回用的影响最大。其次是Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cu~(2+)对废液回用有一定的影响。草酸、乳酸、柠檬酸、醋酸、富马酸对糖蜜酒精发酵产酒的抑制点分别为0.9%、3.5%、0.9%、0.3%、1.4%。乳酸、醋酸为有机酸最主要影响因素,对发酵的抑制作用很明显,因此要实现酒精废液高回用率,还需要在废液净化时设法降低其中的有机酸含量,或通过驯化提高菌种适应高浓度有机酸的能力。 (2)分别建立了粟酒裂殖酵母属(Schizosaccharomyces pombe)变异株和酿酒酵母属(Saccharomyces cerevisiae)变异株的遗传标记。利用原生质体融合技术进行属间原生质融合,得到融合子数株后再将其通过连续传代15代,确认获得融合子遗传稳定且自絮凝能力强的融合株XDST。 (3)对融合株XDST进行多次物理和化学诱变,使融合株XDST耐盐和有机酸能力较酒精酵母Q1有较大幅度的提高。在此基础上使用常规的连续培养驯化法,提高了目的菌株整体适应酒精废液回用恶劣环境的能力。目的菌株的酒精废液回用率从30%提高到了50-60%(采用双浓度流程工艺)。本斯值测定法测得目的菌株XDST的本斯值为2.2,为强自絮凝性。为以后其应用于工业化生产的固定化酵母技术奠定了基础。 (4)利用选育出的目的菌株用分三批加糖的新方法代替传统的双浓度流程发酵工艺。该工艺属于高浓醪发酵,能实现酒精废液以80%代替稀释清水回流发酵。通过正交试 广西大学硕士学位论文 糖蜜酒精废液回用与发酵酵母菌种选育的研究 验得到目的菌株的最适发酵条件和发酵工艺为:·pH 5.0,发酵温度34℃,酒精废液回用 代替清水率80%,初糖添加量M,二20 mL的分批加糖方式。该方式也是最接近均匀进料的 工业生产方式。 (5)利用高级氧化法,即氏/H 202对酒精废液进行脱盐、降色、除COD,为多次糖蜜 酒精废液回用发酵奠定基础。利用正交试验进行03州202处理糖蜜酒精废液的技术条件研 究,以臭氧化氧气流量、HZOZ添加量、温度、废水在反应器的停留时间为工艺控制参数, 以出水的脱色率和coo去除率作为指标确定最佳工艺。确定不同因素对废液处理效果影 响(COO去除率和脱色率)主次顺序为:温度一时间一臭氧化氧气流量~H202添加量。当 臭氧化氧气流量为0.07ma/h、HZQZ添加量为0.ZmL、温度50oC、反应时间75min时Coo去 除率和脱色率均为最高,分别达21.41%和87.48%。经该工艺参数处理后酒精废液并结合 分批加糖工艺废液回用率可达80%。 (6)对糖蜜酒精废液回用极限与回用新模式进行了探讨。根据物料衡算,分析了废 液循环。从理论和实践上都说明了糖蜜酒精废液回用前的初处理也是可行的。最后提出 了可实现酒精废液以80%回用率回流发酵,使废液循环回用可达多次的酒精废液回用发酵 新工艺流程: 分三批加糖一卜XDST菌株发酵一奋上清酪液与经离心分离后的下层醒液的清液混合蒸酒-卜部 今分热废液先0a/H 202处理后鼓coZ冷后通。2回流
【学位授予单位】:广西大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:X797

【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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6 李辛;煮奶须知[N];江苏经济报;2000年
7 黄芳;宝宝服药莫加糖[N];中国中医药报;2007年
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