糖化和发酵.docx

4.3.4糖化和发酵方法比较为了得到更高纯度的燃料乙醇，讨论者们先后提出了分段水解与发酵法（SHF）、同步糖化发酵法（SSF）.同步糖化共发酵（SSCF）、联合生物加工工艺（CBP）等方法，下面针对这几种方法作简要介绍。（1）生料发酵生料发酵（即无蒸煮发酵）以其工艺流程简洁、易操作,尤其是其摒弃了传统工艺中的高温蒸煮工序（这一工序占整个生产过程耗能的30%40%）,从而大幅度节约能量及设施,使单位生产成本大大降低,被誉为乙醇工业的一大突破及重要进展方向。朱薇等选用甘薯为原料,采纳生料发酵工艺生产燃料乙醇,研制出了一种适合甘薯生料发酵用的复合酶,其最优组合为糖化W200Ug淀粉i20Ug蛋白iW5Ug果胶醯5U/g。同时对影响甘薯生料酵的主要因素进行了讨论,确定了生料发酵生产燃料乙醇的最佳工艺条件,即料水比为25：1、初始PH为4-2、发酵温度为32、发酵时间为7d。（2）分段水解与发酵法（SHF）SHF糖化和发酵分开在两个容器中反应。SHF模式发酵速度较慢，一方面由于发酵初期高的葡萄糖浓度对酵母发酵产生抑制，另一方面即使SHF模式中也存在后糖化过程，酵母自身不能采用淀粉，发酵结束除了取决于酵母采用葡萄糖的速度，还取决于发酵后期糖化酹的后糖化速度。SHF模式后高的葡萄糖对糖化醯的抑制是其活性下降较快，造成后糖化作用弱，发酵时间延长。（3）同步糖化发酵法（SSF）采纳SSF模式发酵淀粉原料生产乙醇，省略了糖化工段，能耗降低；糖化和发酵在同一个反应器中进行，设施投资削减；此外糖化和发酵同时进行，糖化生产的葡萄糖一经产生就被酵母采用，解除了产物抑制，保持了糖化酶的活性，有利于防止染菌。SSF具有工艺简洁、能耗低、发酵快速、酸液乙醇度高等众多优点，但是同步糖化发酵法存在糖化和发酵温度不协调等缺点。同步糖化发酵法存在的一个主要问题就是糖化和发酵的最适温度不全都。一般来说，糖化的最适温度高于50C,而发酵的抱负温度低于40C。为了解决这一冲突，方毅等以甘薯干为原料,提出了采纳同步糖化发酵生产燃料乙醇的新工艺,应用PlaCkett-BUrman试验设计筛选出影响乙醇发酵的重要工艺参数,然后通过Box-Behnken试验设计确定各重要工艺参数的最佳水平。优化后的最佳工艺条件为:初始pH4-4,接种83%,发酵温度36-7,淀粉采用率达到8925%。并在此条件下进行50L发酵罐试验,48h其淀粉采用率达到8912%。糖化和发酵工艺优点缺点生料发酵节能生淀粉酶活性弱，易染菌，发酵不彻底SHF发酵解解60C的效果最好，发酵30的效果最好，使得酹和酵母的活性达到最大。发酵初糖抑制酵母和酣活性SSF发酵抑制消退，节能酶解与发酵温度不一样我们采纳的发酵方法是低温双酶同步发酵方法。我们采纳的酶制剂有a-淀粉酶，标准酶活性力为90KNUg（KUN为诺维信液化酶的专有单位）。IKNU的定义在37,pH5.6时，每小时水解5.26克淀粉的酶量；糖化酶，SuhongGAII,购自诺维信公司。是一种由黑曲霉发酵生产的糖化酶，标准酶活力为500AGUml,（AGU为诺维信糖化酶专有单位）。IAGU的定义是指在25°C,pH4.3标准条件下，每分钟水解ImmOl麦芽糖所需的霉量。针对所选的5个品种的甘薯，我们进行相应的分析，我们得到相应的物性参数，如下：依次为南薯007；徐薯18；商薯19；南薯88；200730的参数；排序可发酵糖含量90(%)单位面积可发酵糖产量(tha)发酵效率()发酵粘度(mPa.s)134.379.8587.72751234.029.2586.75771328.386.9886.39949427.777.5186.37965516.935.9883.691352由此可得，我们选用南普007为发酵生产燃料乙醇的甘薯品种。