【摘 要】
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石油资源日趋匮乏促进了生物能源的快速发展,其中生物丁醇具有与汽油能量密度相当、饱和蒸汽压低、腐蚀性小等特点,可以完全不做处理替代汽油燃料。因此,利用生物质发酵产丁
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石油资源日趋匮乏促进了生物能源的快速发展,其中生物丁醇具有与汽油能量密度相当、饱和蒸汽压低、腐蚀性小等特点,可以完全不做处理替代汽油燃料。因此,利用生物质发酵产丁醇是一种具有良好发展前景的解决能源短缺的途径。然而我国对粮食价格进行调控,导致目前粮食价格相对较高,因此以粮食为原料生产丁醇价格偏高,经济性较小,不具有市场竞争力。寻找成本低廉的非粮作物作为发酵原料,是解决发酵法制丁醇的核心技术。本论文以木薯作为发酵原料,通过优化发酵工艺,获得丁醇产率高、生产成本低的发酵条件和参数。具体研究内容如下:首先通过氮量筛选试验,解决纯木薯原料发酵结果总溶剂和丁醇产量不高的问题,获得最佳的氮量和最佳的配比浓度,降低发酵成本,实验结果表明:木薯原料中添加0.5%-1.5%的氮元素,可以达到正常发酵水平,为了获得成本较低的氮源,在木薯培养基中分别添加氨水、尿素、硝酸铵、硫酸铵、麸皮、豆粕、米糠等氮源,进行不同的含氮物质添加实验,获得最佳的无机氮源是尿素,最佳的有机氮源是麸皮。其次,进行50L发酵罐的放大试验,考察了溶氧、种龄、接种量、温度、初始pH值、麸皮添加量、柔性原料等对发酵的影响,获得最佳放大发酵参数,试验表明:菌种为厌氧菌,最佳接种种龄为36h,接种量为10%,温度控制为37℃,初始pH为5~8,麸皮添加量为0.4%;柔性原料添加量玉米为50%、小麦为30%时,达到最佳发酵水平。最后,进行乙醇蒸馏糟液回用发酵试验,利用乙醇蒸馏糟液中的残余糖分,添加适量木薯原料进行丁醇发酵,通过优化原料配比,获得较好的发酵结果,节约发酵所需的淀粉原料,为生物丁醇生产的产业化做好技术攻关。
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