醋酸液態(tài)半連續(xù)發(fā)酵技術(shù)的研究.pdf

1、食醋具有調(diào)味、抗菌、殺菌、增進(jìn)食欲、促進(jìn)消化、抗疲勞等食療作用。醋酸也是一種非常重要的有機(jī)酸。國內(nèi)食醋生產(chǎn)企業(yè)眾多，但生產(chǎn)工藝和設(shè)備落后，生產(chǎn)過程難以穩(wěn)定控制，發(fā)酵后期容易發(fā)生過氧化反應(yīng)，放出大量熱能，影響產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。 本文自行設(shè)計(jì)發(fā)酵過程集散控制系統(tǒng)，采用自動化技術(shù)對乙醇濃度進(jìn)行自動檢測，防止過氧化反應(yīng)發(fā)生。該系統(tǒng)由觸摸式計(jì)算機(jī)和智能控制器構(gòu)成，通過傳感器和變送器與現(xiàn)場一次儀表相連，使用串口通訊，主要完成現(xiàn)場酒精度和溶

2、解氧濃度的在線檢測及溫度、pH、轉(zhuǎn)速、泡沫液位實(shí)時控制。 在研究室自主開發(fā)的自吸式發(fā)酵罐上進(jìn)行醋酸分批發(fā)酵，氣液傳質(zhì)混和良好，氣體分布均勻，發(fā)酵周期短。發(fā)酵至35小時左右酸度達(dá)到47.2g/L，平均產(chǎn)酸速率為1.35g/L·h，醇酸轉(zhuǎn)化率為81.38％。隨后，發(fā)酵液酸度開始下降，醋酸菌進(jìn)一步將醋酸氧化成CO2和H2O，發(fā)生過氧化反應(yīng)。 根據(jù)中心復(fù)合設(shè)計(jì)原理，以發(fā)酵液總濃度(X1)和分割量(X2)為自變量，以平均產(chǎn)酸速率（

3、Y1）和醇酸轉(zhuǎn)化率（Y2）為響應(yīng)值設(shè)計(jì)了兩因素五水平共10個點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)。在自行設(shè)計(jì)的發(fā)酵過程集散控制系統(tǒng)下，進(jìn)行醋酸半連續(xù)發(fā)酵，不斷監(jiān)測發(fā)酵過程中酒精度的變化。使用響應(yīng)面回歸分析方法優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，確定分割量為27％，發(fā)酵液總濃度為6.2。通過軟件預(yù)測，得到發(fā)酵平均產(chǎn)酸速率為2.32g/L·h，醇酸轉(zhuǎn)化率為97.17％。采用優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，平均產(chǎn)酸速率為2.29g/Lh，醇酸轉(zhuǎn)化率為95.36％。與分批發(fā)酵相比較，整個半連續(xù)分