柑橘皮渣糖蜜及其燃料酒精制備的研究.pdf

1、本研究旨在利用柑橘加工廢棄物—柑橘皮渣提取柑橘糖蜜，進(jìn)一步發(fā)酵生成燃料乙醇，研究主要包括柑橘糖蜜的提取、糖蜜組成成份的分析、菌種選擇、發(fā)酵條件優(yōu)化，蒸餾濃縮發(fā)酵醪液，制取無(wú)水乙醇等內(nèi)容，以期探索柑橘糖蜜燃料乙醇工業(yè)化生產(chǎn)的可行性。 將柑橘皮渣與0.3％皮渣重量的生石灰充分混合，靜置20分鐘使之完全硬化，用壓榨機(jī)壓榨和螺旋榨汁機(jī)過(guò)濾得清液，靜置12小時(shí)用虹吸的方法除去上層皮精油層，負(fù)壓條件下，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮，可得濃度40°Bri

2、x以上的柑橘糖蜜。 用水反復(fù)洗滌果肉渣五次，即可將所含可溶性同形物完全洗出，得到的糖液可以直接用于發(fā)酵或與皮渣糖蜜一起稀釋后發(fā)酵，或者濃縮后與皮渣糖蜜混合用于發(fā)酵生產(chǎn)酒精。 將得到的柑橘糖蜜與果肉渣糖液進(jìn)行成分分析的結(jié)果是，柑橘皮渣壓榨液的可溶性固形物11.8°Brix，還原糖5.57g/100ml，總糖9.28g/100ml。皮精油含量為0.756％(重量比)。濃縮為40°Brix糖蜜時(shí)，還原糖15g/100ml，總糖

3、34g/100ml。皮精油0.05％(重量比)。壓榨液與糖蜜的果膠含量分別為0.474％和0.653％。 皮精油含量少于0.03％時(shí)，對(duì)酵母菌生長(zhǎng)的影響不明顯，但是當(dāng)含量超過(guò)0.04％時(shí)，對(duì)酵母菌生長(zhǎng)的影響顯著，明顯延長(zhǎng)了酵母菌的生長(zhǎng)延滯期。稀釋后的糖蜜中皮精油的含量小于0.04％，對(duì)酒精發(fā)酵影響不明顯。 通過(guò)對(duì)代號(hào)為X1、X2、X3、X4、X5和X6六株菌種發(fā)酵性能的比較研究，結(jié)果表明無(wú)論發(fā)酵酒精產(chǎn)量還是在柑橘糖蜜培養(yǎng)

4、基中的適應(yīng)性，釀酒酵母X4都是發(fā)酵柑橘糖蜜生產(chǎn)酒精的最優(yōu)良的菌種。用該菌種發(fā)酵直接濃縮的壓榨液和柑橘糖蜜，酒精產(chǎn)量分別是20g/L和72g/L。 通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)得出，在25°Brix柑橘糖蜜中(NH4)2SO4添加量為1.8g/L，KH2PO4和MgSO4的添加量均為0.6g/L，初始pH值為5.0，按3×107個(gè)/ml的接種量接入糖蜜發(fā)酵液中，于30℃靜置發(fā)酵，酒精產(chǎn)量為82.4g/L。 通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)得出柑橘糖蜜發(fā)酵的

5、的最佳工藝條件是：(NH4)2SO4添加量為1.8g/L，KH2PO4和MgSO4的添加量均為0.6g/L，初始pH5.0，初始糖度25°Brix，按3×107個(gè)/ml的接種量接入糖蜜發(fā)酵液中，在30℃靜置發(fā)酵，釀酒酵母X4的發(fā)酵效率最高。 在單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行15L發(fā)酵罐小試，發(fā)酵曲線與搖瓶實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似，只是延滯期較短。結(jié)果說(shuō)明酵母在發(fā)酵罐中的發(fā)酵能力與搖瓶中的基本相同。說(shuō)明該菌種發(fā)酵性能穩(wěn)定，在搖瓶試驗(yàn)的結(jié)果在以

6、后的放大試驗(yàn)中得到驗(yàn)證。通過(guò)3次常壓蒸餾可以得到78-85度的酒精，再采用1次真空蒸餾可得到酒精含量95％以上的酒精。 柑橘糖蜜的原料是柑橘皮渣廢棄物，其原料的成本為0元。通過(guò)與玉米，甜高梁汁等為原料的酒精發(fā)酵成本比較得出結(jié)論，用柑橘糖蜜生產(chǎn)酒精的競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)。只要有充足的原料來(lái)源，可以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，是一種潛在的生物能源資源。 總之，本研究證實(shí)柑橘皮渣經(jīng)過(guò)適宜的工藝處理后，制成的糖蜜可用于酒精發(fā)酵，作為生產(chǎn)乙醇燃料的有競(jìng)