燃料乙醇混合原料发酵技术研究进展

生产燃料乙醇的淀粉质原料受储存周期及运输半径等因素的影响,不同种类原料的价格会因时因地出现较大差别。由于原料在燃料乙醇生产综合成本中占比较大,动态优化原料种类及比例、实时降低综合生产成本的混合原料发酵技术,自然受到了乙醇行业及其科研机构的广泛关注。混合原料发酵技术不仅有助于燃料乙醇行业的良性发展,还可以消化“问题粮”,为原料区域平衡和国储定期轮换提供蓄水池。

果胶酶在酒精浓醪发酵中的应用研究

探讨果胶酶在酒精浓醪发酵中的应用。实验室小试结果表明:在酵母菌接种前加入果胶酶,添加量为每克原料80个单位,可有效降低醪液黏度,增加酵母菌以及糖化酶与原料的接触效果,能提高淀粉出酒率1%,缩短发酵周期4 h。

拉曼光谱与中红外光谱融合技术快速定量食用酒精的乙醇浓度

目的利用拉曼光谱与中红外光谱的数据融合技术实现对食用酒精乙醇浓度(酒精度)的快速定量检测。方法首先,分别采集不同浓度食用酒精水溶液的拉曼光谱与中红外光谱。其次,采用多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)、卷积平滑(Savitzky-Golay,S-G)、一阶求导的方法对原始数据进行预处理。然后,基于自举软缩减法(bootstrapping soft shrinkage,BOSS)和无信息变量消除算法(uninformative variable elimination,UVE)分别对预处理后的光谱数据进行特征提取,并利用X-Y距离样本集划分法(sample set partitioning based on joint X-Y distance,SPXY)将光谱数据划分为校正集和预测集。最后,建立基于拉曼光谱-中红外光谱数据融合的偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)食用酒精乙醇浓度预测模型,并利用麻雀搜寻算法优化的混合核极限学习机算法(sparrow search algorithm-optimized hybrid kernel extreme learning machine,SSA-HKELM)提升预测性能,实现对不同浓度食用酒精的快速、准确定量检测。结果与拉曼光谱数据、中红外光谱数据以及中红外与拉曼光谱的数据层融合构建的预测模型相比,中红外光谱与拉曼光谱特征层融合数据构建的预测模型具有更好的预测性能。其中,最优模型的校正集均方根误差(root mean squared error of calibration set,RMSEC)为0.98314,校正集决定系数(R_(c)^(2))为0.99634,预测集均方根误差(root mean squared error of prediction set,RMSEP)为1.03256,预测集决定系数(R_(p)^(2))为0.99036。结论中红外光谱与拉曼光谱特征层融合预测模型可以实现对不同浓度食用酒精的高效定量检测,为食用酒精的质量检测提供了有效的理论支持与技术保障。

多重耐性酿酒酵母的选育及其蔗汁酒精发酵的研究

本研究以酿酒酵母AS2.1189为亲株,利用亚硝酸诱变酵母并建立含561株诱变株的菌种库,通过耐性平板点种初筛法,经5次传代培养后筛选得到遗传性能稳定的耐性诱变株,其中Y75、Y226、Y324这3株是耐热、耐渗透压和耐酒精性能都有提高的诱变株。3株诱变株在亲株极限耐受条件下的生长速率和最终细胞浓度都要大于亲株。研究诱变株Y75在胁迫条件下利用蔗汁发酵酒精,结果表明Y75最高菌体浓度高出亲株约2.5个OD600单位;Y75发酵液pH低于亲株约0.4个单位;Y75耗糖速率明显大于亲株,但最终残糖基本相同;发酵20h后Y75的产酒度高于亲株约1%(体积分数,下同),Y75和亲株的最终产酒度为14.82%和14.22%。

玉米发酵酒精废水处理工艺的选择

人类与自然之间的关系是紧密而复杂的,我们赖以生存的空气和水资源,如果环境受到污染,将会对人类的生存构成威胁。因此,我国各地的酒精企业纷纷采取措施,加强对玉米发酵酒精废水的处理,以防止酒精废水处理的不合格所带来的环境污染。本文将深入探讨玉米发酵酒精废水的处理技术,并提出有效的科学处理措施。

玉米酒精的浓醪同步糖化发酵工艺研究

以我国目前玉米酒精生产工艺为基础,通过选择液化[拌料干物浓度(dry solid,DS)、液化pH、液化时间、耐高温α-淀粉酶剂量、液化温度]和同步糖化发酵(葡萄糖淀粉酶剂量、酵母接种量、发酵温度等)等过程主要控制参数建立实验室玉米酒精发酵方法。实验确定液化条件为拌料DS 25%、液化pH 5.6、液化时间120 min、耐高温α-淀粉酶剂量40 U/g、液化温度88℃,此时液化醪黏度(91.2±2.8)mPa·s、还原糖为(11.65±0.03)g/100 g,符合同步发酵玉米酒精的液化指标要求。实验确定同步糖化发酵条件为葡萄糖淀粉酶剂量150 U/g、酵母接种量3%、发酵温度32℃,在该条件下酒精发酵过程稳定,CO 2失重数据最大标准差为0.38,占相应CO 2平均失重仅为2.96%;在发酵成熟醪中乙醇含量为(12.58±0.04)g/100 mL,发酵效率为97.71%,粮酒转化率为2.425 t/t,实验结果符合我国玉米酒精生产的实际情况。因此该方法可以为酒精生产工艺的优化及原辅料的选择提供数据参考。

陈化粮混合发酵生产燃料乙醇的效果研究

为了评估陈化纯淀粉掺入陈化粮生产燃料乙醇的应用效果,通过摇瓶试验,以陈化水稻、陈小麦和淀粉为原料,研究酸性蛋白酶和接种量对于高浓度乙醇发酵的影响。结果显示,以陈化水稻和陈化小麦为基础培养基,添加一定比例的淀粉有利于酒精度的提高,当添加量为40%~50%时,酒精度达到最高(13.4%vol~13.6%vol),总糖消耗较为彻底;采用高浓度淀粉醪液(总糖270 g/L左右)和酸性蛋白酶发酵可以有效提高发酵强度,尤其将接种量提升至40%左右时,最高酒精度可达15.1%vol,出酒率达52%以上。采用50 L发酵工艺验证,发现发酵指标与摇瓶一致,DDGS产品蛋白指标较佳。此研究结果表明将高浓度的淀粉以一定比例掺入到混合陈化粮醪液发酵是可行的,具有较强的工业化应用参考价值。

玉米和木薯淀粉共发酵生产乙醇的效果研究

以玉米和木薯淀粉为原料,在相同的工艺条件下,采用摇瓶发酵法,对玉米和木薯淀粉共发酵乙醇效果进行初步研究,探讨添加不同比例木薯淀粉的乙醇发酵效果,从而选出添加木薯淀粉适合的量,为玉米乙醇大生产的工艺条件提供参考。结果表明,添加小于15%的木薯淀粉,在不改变玉米乙醇生产工艺的条件下,对生产影响不大。

食用酒精中高级醇检测方法的优化

食用酒精中高级醇(正丙醇、异丁醇、异戊醇)含量的高低是评价食用酒精质量好坏的重要指标之一,本文通过对高级醇检测方法进行试验和优化,利用毛细管柱气相色谱法,以正丁醇为内标进行定量,得到了分离较好的色谱峰,且检测时间短。该方法在食用酒精的日常检测方面可以提高工作效率,快速检测食用酒精中高级醇的含量,对食用酒精的质量进行很好的监测,更好的指导生产。

酒精生产废水除磷技术的分析与应用现状

酒精生产废水除磷技术是污水处理中的重要环节,其主要目的是将废水中的磷去除,以防止水体富营养化。本文结合以玉米为原料生产的酒精污水中磷的来源以及磷的存在形式和除磷技术、应用现状进行分析和总结,为未来除磷技术发展奠定基础。

玉米和木薯共发酵生产乙醇的效果研究

对以玉米和木薯为原料,在相同的工艺条件下,采用摇瓶发酵法,对玉米和木薯共发酵乙醇效果进行初步研究,探讨了添加不同比例木薯的乙醇发酵效果,从而选出适合添加木薯后玉米乙醇大生产的工艺条件提供参考。结果表明,添加10%~20%的木薯,在不改变玉米乙醇生产工艺的条件下,对生产影响不大。

木薯燃料乙醇项目全生命周期评价及碳中和策略研究

对现有木薯燃料乙醇项目开展了全生命周期评价,得到项目全生命周期碳排放量为2298 kg CO_(2)eq,不能满足碳中和要求,与等量燃烧值汽油的碳排放量1837 kg CO_(2)eq比较,不具备碳减排竞争力。基于项目生命周期各阶段碳排放潜力数据及分析,提出了厌氧污泥沼渣还田、热电联产、沼气代煤、蒸汽降耗及秸秆代煤五项碳中和策略,实施后项目生命周期碳排放量由2298 kg CO_(2)eq降至-1372 kg CO_(2)eq,为负碳排放,满足碳中和要求。木薯燃料乙醇及下游产品显示出较强的碳中和及市场融碳潜力,为国家及行业制定产业发展政策提供了方向性的指导。

高产酒精酵母Y7的筛选及其制曲工艺优化

从清香型酒醅中分离得到一株高产酒精酵母Y7,用于酵母麸曲制备。以麸曲发酵力作为考察指标,在单因素确定原料配比的基础上,通过响应面试验确定酵母麸曲的最佳培养条件。试验结果表明,酵母麸曲的最佳原料配比为:麸皮35 g,稻壳10 g,小麦粉4 g。采用响应面试验法进行酵母麸曲培养条件优化,得到麸曲最佳培养条件组合为:水分34%,接种量8%,培养时间48h,培养温度35℃。

生物动力种植模式对‘赤霞珠’葡萄酒酵母菌群和香气成分的影响

为探究生物动力(biodynamic,BD)种植模式对葡萄酒发酵过程中酵母菌群结构和挥发性香气成分的影响,本研究以BD和常规(conventional,CV)种植的‘赤霞珠’葡萄为原料,采用酵母可培养方法及顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术分别研究了葡萄酒自然发酵过程中酵母菌群结构和香气成分的组成及演替变化,并对酵母菌群与香气成分进行了冗余分析(redundancy analysis,RDA)。结果表明:BD和CV不同发酵阶段的样品中酵母菌群结构有明显不同,BD发酵前期由5种酵母菌组成,即为Hanseniaspora uvarum、Starmerella bacillaris、Pichia kudriavzevii、Issatchenkia orientalis、Cryptococus flavescens;而CV发酵前期由3种酵母菌组成,分别为H.uvarum、Metschnikowia pulcherrima和C.flavescens。随着发酵进行,发酵中期两种酒样的酵母种类均出现增加趋势,BD和CV酒样均衍生出4种酵母菌,使BD和CV酒样分别由9种和7种酵母菌组成,其中H.uvarum为BD和CV发酵中期的优势酵母。发酵后期和末期非酿酒酵母种类减少,Saccharomyces cerevisiae逐渐演替为优势菌种,但是发酵末期CV比BD多了Hanseniaspora opuntiae、Starmerella bacillaris。酒精发酵过程中BD样品中香气物质总含量显著高于CV,同时各发酵阶段中BD样品的醇类、醛类、萜烯类等物质含量均高于CV,但酯类物质含量低于CV。RDA发现S.cerevisiae与特征香气物质(除苯甲醛外)的含量呈正相关,而非酿酒酵母(如H.opuntiae、P.kudriavzevii等)主要与正己醇、苯甲醛、乙酸乙酯呈正相关。研究结果为分析种植模式对葡萄园微生物多样性及葡萄和葡萄酒香气品质的影响提供了数据支持。

本土季也蒙毕赤酵母在干红葡萄酒中试生产中的应用潜力

为探究季也蒙毕赤酵母(Meyerozyma guilliermondii)NM218在干红葡萄酒中试酿造中的应用潜力,实验以赤霞珠葡萄为原料,以NM218与商业酿酒酵母(FX10)间隔48 h顺序接种为处理,以单独接种FX10为对照,监控酒精发酵进程及酵母的生长状况,分析酒精发酵结束与陈酿5个月后酒样的理化指标、颜色指标、香气成分,结合感官评价分析NM218与FX10混菌发酵对‘赤霞珠’干红葡萄酒品质的影响。结果表明,在酒精发酵中期前,M.guilliermondii能够保持高于105 CFU/mL细胞活菌数,发酵末期完全消亡;处理组比对照组酒精发酵时间延长2~3 d;所得酒样基本理化指标均符合GB/T 15037—2006《葡萄酒》的要求;与对照酒样相比,处理组酒样在酒精发酵结束与陈酿5个月时总花色苷含量和单体花色苷比例均显著降低(P<0.05),CIELab颜色参数及离子化指数均显著提高(P<0.05);处理组酒样在酒精发酵结束后能够增加丁酸乙酯(97%)、乙酸异戊酯(123%)、己酸乙酯(59%)、辛酸甲酯(43%)、乙酸苯乙酯(61%)、香茅醇(55%)等香气物质的含量,陈酿5个月后能够增加庚酸乙酯(151%)、丁二酸二乙酯(63%)和肉豆蔻酸乙酯(83%)等香气物质含量,且独有香气2种,赋予葡萄酒浓郁的花果类香气;感官评价表明,处理组酒样陈酿5个月后呈紫红色、酒体协调、香气浓郁,综合评分较高。综上,NM218与FX10顺序接种发酵可以增强干红葡萄酒香气品质和感官愉悦感,具备工业化应用的潜力。

发酵促进剂在酒精生产中的应用

国家禁止酒精企业使用尿素辅料,必须找到一种安全、环保、可代替尿素的营养补充剂。因此,许多生物公司推出了替代尿素的发酵促进剂,本次实验主要验证发酵促进剂是否能达到或超过尿素在酒精发酵过程的使用效果。

基于近红外技术的快速酒精仪在乙醇浓度分析中的应用

本文采用基于近红外技术的专用型快速酒精分析仪,用于测定啤酒、葡萄酒、洋酒、白酒等饮料酒的乙醇浓度。在乙醇浓度≤65%vol时,其RSD在0.08%~1.91%,t-检验法的t值范围在0.82~2.02。研究表明,该操作方法耗样量少,快速高效,精密度好,重复性高,适用于饮料酒中乙醇浓度的快速测定。

木薯酒精浓醪发酵中液化条件的优化

利用木薯进行酒精浓醪发酵,对其中液化过程中的条件进行了优化,得出最佳液化条件为:液化pH值5.0～6.0,液化酶加入量为10U/g木薯粉,液化温度和时间分别为105℃、2h。

酿酒酵母木糖发酵酒精途径工程的研究进展

途径工程 (Pathwayengineering) ,被称为第三代基因工程 ,改变代谢流向 ,开辟新的代谢途径是途径工程的主要目的。利用途径工程理念 ,对酿酒酵母 (Saccharomycescerevisiae)代谢途径进行理性设计 ,以拓展这一传统酒精生产菌的底物范围 ,使其充分利用可再生纤维质水解物中的各种糖分 ,是酿酒酵母酒精途径工程的研究热点之一。

不锈钢膜过滤蔗汁酒精发酵工艺的初步研究

以不锈钢膜分离所得蔗汁为原料,考察可发酵性糖、pH值及接种量对蔗汁酒精发酵过程的影响规律,对蔗汁发酵液进行了初步分析及感官评价。结果表明:经不锈钢膜径为0.02 um分离得到的蔗汁,浊度值可降至0.4 NTU,在可发酵性糖含量为16%、初始pH值为4.5、接种量为8%及28℃的条件下培养发酵7天,酒精度可达到9.9%(体积分数)。发酵酒体黄酮类物质留存率在99%以上,具有很好的自由基清除能力;酒体具有特殊的甘蔗香味,色泽为棕黄色,澄清透亮,微量胶体沉淀悬浮物,入口醇厚。可为甘蔗汁发酵生产高品质营养型甘蔗果酒饮料提供技术参考。