第一篇:玉米發(fā)酵生產(chǎn)酒精工藝
玉米發(fā)酵生產(chǎn)酒精工藝
酒精是一種重要的工業(yè)原料,廣泛應(yīng)用于食品,化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域,而且可以部分或全部替代汽油,具有安全、清潔、可再生等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的酒精生產(chǎn)主要以糖蜜、薯類、谷物為原料發(fā)酵而成。近年來(lái),隨著人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及可利用耕地面積的減少使得酒精生產(chǎn)成本日趨增高,利用豐富、廉價(jià)的玉米秸稈為原料生產(chǎn)酒精已成為必然趨勢(shì)。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),各種纖維素原料資源非常豐富,僅玉米秸稈年產(chǎn)量大約2億噸。目前,玉米秸稈除了少部分被利用外,大部分以堆積、焚燒等形式直接傾入環(huán)境,極大地污染了環(huán)境,也是一種資源浪費(fèi)。如果將玉米秸稈經(jīng)過(guò)預(yù)處理后水解,其所含的纖維素和半纖維素可分解成糖,經(jīng)發(fā)酵可轉(zhuǎn)化為酒精,轉(zhuǎn)熱效率可達(dá)30%以上。這樣不但緩解人類所面臨的食物短缺,環(huán)境污染、資源危機(jī)等一系列問(wèn)題,而且還能實(shí)現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展,因而近年來(lái)玉米秸稈成為生物能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
玉米生產(chǎn)酒精的工藝流程如圖。
1玉米秸稈簡(jiǎn)介
玉米秸稈主要由植物細(xì)胞壁組成,基本成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等。木質(zhì)素將纖維素和半纖維素層層包圍。纖維素是一種直鏈多糖,多個(gè)分子平行排列成絲狀不溶性微小纖維,半纖維素主要由木糖、少量阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖組成,木質(zhì)素是以苯丙烷及衍生物為基本單位組成的高分子芳香族化合物。其中,木質(zhì)素是一種燃料,半纖維素可水解為五碳糖,而纖維素水解為六碳糖比較困難。2玉米秸稈預(yù)處理
由于玉米秸稈結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不僅纖維素、半纖維素被木質(zhì)素包裹,而且半纖維素部分共價(jià)和木質(zhì)素結(jié)合,同時(shí)纖維素具有高度有序晶體結(jié)構(gòu)。因此必須經(jīng)過(guò)預(yù)處理,使得纖維素、半纖維素、木質(zhì)素分離開(kāi),切斷它們的氫鍵,破壞晶體結(jié)構(gòu),降低聚合度。常見(jiàn)預(yù)處理方法有物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和微生物法等。2.1擠壓膨化法
該方法屬于物理處理法,是將原料粉碎后調(diào)節(jié)至一定水分,加入擠壓機(jī)內(nèi),物料在螺桿的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng),同時(shí)被剪切、擠壓。并且在摩擦熱的作用下溫度可接近140℃;然后從擠壓機(jī)中噴出,物料的壓力突然降低、體積迅速膨脹,纖維素晶體結(jié)構(gòu)被破壞,從而為纖維素的酶解處理創(chuàng)造條件。這種預(yù)處理方法生產(chǎn)過(guò)程連續(xù),不需要消耗蒸汽,而且具有滅菌效果。2.2濕氧化法
濕氧化法屬于化學(xué)處理法,是指在加溫加壓條件下,水和氧氣共同參加的反應(yīng)。濕氧化法對(duì)玉米秸稈處理效果很好,纖維素遇堿,只引起纖維素膨脹,形成了堿化纖維素,但能保持原來(lái)骨架,加入Na2CO3后起緩和作用,能防止纖維素被破壞,使木質(zhì)素和半纖維素溶解于堿液中而與纖維素分離。這樣得到的纖維素純度較高,且副產(chǎn)物很少。匈牙利Eniko等人采用濕氧化法在195℃,15min,1200千帕O2,Na2CO32g/L條件下,對(duì)60g/L玉米秸稈進(jìn)行預(yù)處理。其中60%半纖維素、30%木質(zhì)素被溶解,90%纖維素呈固態(tài)分離出來(lái),纖維素酶解轉(zhuǎn)化率(ECC)達(dá)85%左右。
2.3酸處理法
酸處理法也是一種化學(xué)處理法,這種方法可追溯到1980年,而在德國(guó)可能更早。該法是采用硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸等對(duì)纖維素原料進(jìn)行預(yù)處理,其中以硫酸研究和應(yīng)用的最多。處理后,半纖維素首先水解得到無(wú)碳糖,纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)被破壞,原料疏松,可發(fā)酵性強(qiáng)。但水解前必須將pH值調(diào)整到中性,還應(yīng)該注意反應(yīng)器的耐酸性。2.4蒸汽爆破法
蒸汽爆破法屬于物理處理化學(xué)法,是用蒸汽將原料加熱至180~200℃,維持5~30min,也可加熱到245℃,維持0.5~2.0min。高溫高壓造成木質(zhì)素的軟化,然后迅速使原料減壓,造成纖維素晶體和纖維束的爆裂,使木質(zhì)素和纖維素分離。該法成本較高,在我國(guó)可采用北京林業(yè)大學(xué)賴文衡教授研究的間歇蒸汽汽爆器對(duì)玉米秸稈進(jìn)行爆破處理,經(jīng)這種爆破器爆破的玉米秸稈,纖維素水解轉(zhuǎn)化率(ECC)可達(dá)70%以上。2.5生物方法
生物處理方法具有節(jié)約化工原料、能源和減輕環(huán)境污染等方面的優(yōu)點(diǎn)。有許多微生物能產(chǎn)生木質(zhì)素分解酶,如白腐菌,其分解木質(zhì)素的能力較強(qiáng),但活性較低,而且微生物處理周期長(zhǎng)、菌體會(huì)破壞部分纖維素和半纖維素,降低纖維素的水解率,因此難以得到利用。瑞典等北歐國(guó)家則利用無(wú)纖維素酶的擔(dān)子菌突變株對(duì)纖維素材料進(jìn)行脫木質(zhì)素處理,取得了一定的效果。3水解工藝
玉米秸稈進(jìn)行預(yù)處理后,纖維素水解只有在催化劑存在的情況下才能顯著進(jìn)行。常用催化劑是無(wú)機(jī)酸和酶,由此分別形成了酸水解工藝和酶水解工藝,酸水解工藝又分為稀酸水解和濃酸水解。水解主要是破壞纖維素、半纖維素的氫鍵,使之轉(zhuǎn)化為發(fā)酵的單糖。3.1濃酸水解
用70%的硫酸50℃下在反應(yīng)器中反應(yīng)2~6h,半纖維素首先被降解,溶解在水里的物質(zhì)經(jīng)過(guò)幾次濃縮瀝干后得到糖,半纖維素水解后的固體殘?jiān)?jīng)過(guò)脫水后,在30%~40%的硫酸中浸泡1~4h。溶液再經(jīng)脫水和干燥后,在70%的硫酸下反應(yīng)1~4h,回收的糖和酸溶液經(jīng)過(guò)離子交換,分離出的酸在高效蒸發(fā)器中重新濃縮,剩余的固體殘?jiān)鼊t再循環(huán)利用到下一次的水解中。濃酸水解過(guò)程的主要優(yōu)點(diǎn)是糖的回收率高,大約有90%的半纖維素和纖維素轉(zhuǎn)化的糖被回收。但濃硫酸腐蝕性強(qiáng),而且從經(jīng)濟(jì)方面考慮必須回收濃硫酸,增加了工藝的復(fù)雜程度。3.2稀酸水解
為了解決濃酸水解法存在的問(wèn)題,一般采用稀硫酸(0.2%~0.5%),在較溫和條件下進(jìn)行。此時(shí)水解一般分2個(gè)階段:第1階段為低溫操作,從半纖維素獲得最大糖產(chǎn)量;第2階段采用高溫操作使纖維素水解為六碳糖,糖的轉(zhuǎn)化率一般為50%左右。但稀酸水解容易產(chǎn)生大量副產(chǎn)物。
3.3酶水解
酶水解是利用產(chǎn)纖維素酶的微生物或者纖維素酶制品,直接將半纖維素、纖維素水解成可發(fā)酵糖。與酸水解相比,它可在常壓下進(jìn)行,反應(yīng)條件溫和、效率高、能耗低、選擇性強(qiáng)、環(huán)保效果好,顯示出良好的應(yīng)用價(jià)值和前景。水解后可形成單一產(chǎn)物,產(chǎn)率較高(>95%)。匈牙利Eniko等人采用NovoYm188等水解經(jīng)濕氧化處理的玉米秸稈,酶解纖維素轉(zhuǎn)化率(ECC)高達(dá)85%。該法的關(guān)鍵在于纖維素酶的獲得和利用,同時(shí)要考慮纖維素酶的成本。丹麥諾維信公司曾經(jīng)宣布其纖維素酶生產(chǎn)成本已比當(dāng)初降低了12倍,現(xiàn)在該公司又取得了重大進(jìn)展,纖維素酶生產(chǎn)成本已比最初降低了20倍,生產(chǎn)lL燃料級(jí)乙醇所需纖維素酶的成本已低于6.6美分。這極大地推進(jìn)了燃料乙醇的商業(yè)化進(jìn)程。4發(fā)酵工藝
由于農(nóng)作物秸稈的相當(dāng)部分由半纖維素構(gòu)成,其水解產(chǎn)物為以木糖為主的五碳糖,還有相當(dāng)量的阿拉伯糖生成(可占五碳糖的10%~20%),故五碳糖的發(fā)酵效率是決定過(guò)程經(jīng)濟(jì)性的重要因素。木糖的存在對(duì)纖維素酶水解起抑制作用,將木糖及時(shí)轉(zhuǎn)化為酒精對(duì)玉米秸稈的高效率酒精發(fā)酵是非常重要的。目前人們研究最多且最有工業(yè)應(yīng)用前景的木糖發(fā)酵產(chǎn)乙醇的微生物有3種酵母菌種,即管囊酵母、樹(shù)干畢赤酵母和體哈塔假絲酵母,主要的發(fā)酵方法有以下幾種。
4.1直接發(fā)酵法
直接發(fā)酵法是基于纖維分解細(xì)菌直接發(fā)酵纖維素生產(chǎn)乙醇,不需要經(jīng)過(guò)酸水解或酶水解前處理過(guò)程。一般利用混合菌直接發(fā)酵,例如熱纖梭菌(ClostridiumthermoceUum)能分解纖維素,但乙醇產(chǎn)率較低(50%),熱硫化氫梭菌(Col-stridiumthermohydz)不能利用纖維素,但乙醇產(chǎn)率相當(dāng)高,如果進(jìn)行混合發(fā)酵,產(chǎn)率可達(dá)70%。呂福英介紹了熱纖梭菌的生理生化特性及發(fā)酵生產(chǎn)的研究進(jìn)展,并對(duì)熱纖梭菌發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的因素以及乙醇等發(fā)酵產(chǎn)物對(duì)熱纖梭菌的抑制作用作了概述。但熱纖梭菌產(chǎn)生乙醇也存在以下問(wèn)題:發(fā)酵不完全、發(fā)酵速度慢、終產(chǎn)物乙醇和有機(jī)酸對(duì)細(xì)胞有相當(dāng)大的毒性,需要進(jìn)一步改進(jìn)。4.2間接發(fā)酵法
間接發(fā)酵是目前研究最多的一種方法。使用纖維素酶水解纖維素,收集酶解后的糖液作為酵母發(fā)酵的碳源,先用纖維素酶水解纖維素,酶解后的糖液作為發(fā)酵碳源。但是受末端產(chǎn)物抑制,低細(xì)胞濃度以及底物基質(zhì)抑制作用影響乙醇產(chǎn)量。因此可采取的方法有:減壓發(fā)酵法和阿爾法-拉伐公司的Bi-otile法,還可以通過(guò)篩選在高糖濃度下存活并能利用高糖的微生物突變菌株來(lái)克服基質(zhì)抑制。4.3同步糖化發(fā)酵法(SSF法)
這種方法的原理和間接發(fā)酵法相同,是為了克服反饋抑制作用,由Gauss等提出的在同一反應(yīng)器中糖化和發(fā)酵同步進(jìn)行。這樣纖維素酶對(duì)纖維素的酶水解和發(fā)酵糖化過(guò)程在同一裝置內(nèi)連續(xù)進(jìn)行。水解產(chǎn)物葡萄糖由于菌體的不斷發(fā)酵而被利用,消除了葡萄糖因基質(zhì)濃度對(duì)纖維素酶的反饋抑制作用。在工藝上采用一步發(fā)酵法,簡(jiǎn)化了設(shè)備,節(jié)約了總生產(chǎn)時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率。當(dāng)然也存在一些抑制因素,如木糖的抑制作用,糖化和發(fā)酵溫度不協(xié)調(diào)。張繼泉在這方面進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究,并取得了一定的進(jìn)展。4.4固定化細(xì)胞發(fā)酵
固定化細(xì)胞發(fā)酵能使發(fā)酵罐內(nèi)細(xì)胞濃度提高,細(xì)胞可連續(xù)使用,使最終發(fā)酵液酒精濃度得以提高。常用的固定化載體有海藻酸鈉、卡拉膠、多孔玻璃等。固定化細(xì)胞的新動(dòng)向是混合固定細(xì)胞發(fā)酵,如酵母與纖維二糖酶一起固定化。將纖維二糖基質(zhì)轉(zhuǎn)化成乙醇,被看作是玉米秸稈生產(chǎn)乙醇的重要方法。5結(jié)論與展望
今后,玉米秸稈生產(chǎn)酒精的研究方向?qū)⒅饕性谝韵聨讉€(gè)方面。5.1預(yù)處理方法
單純的物理法和化學(xué)法不足以破壞纖維素晶體結(jié)構(gòu)以及去除半纖維素和木質(zhì)素,應(yīng)綜合運(yùn)用物理法與化學(xué)法,一步完成預(yù)處理和水解2個(gè)階段,有效提高纖維素的水解率。5.2糖化工藝
發(fā)酵過(guò)程的酒精產(chǎn)率受許多因素影響,其中主要是水解效率和單糖產(chǎn)量。比較而言,酶水解較酸水解有較大的優(yōu)越性,將成為今后糖化工藝的主要發(fā)展方向。
第二篇:玉米酒精項(xiàng)目建議書(shū)
篇一:“十三五”規(guī)劃重點(diǎn)-年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目建議書(shū)(立項(xiàng)報(bào)告)“十三五”規(guī)劃重點(diǎn)-年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目建議書(shū)(立項(xiàng)報(bào) 告)
編制單位:北京智博睿投資咨詢有限公司 定義及作用
定義:項(xiàng)目建議書(shū)又稱立項(xiàng)報(bào)告,是由項(xiàng)目投資方向其主管部門(mén)上報(bào)的文件,從宏觀上論述項(xiàng)目設(shè)立的必要性和可能性,建議書(shū)內(nèi)容包括項(xiàng)目的戰(zhàn)略、市場(chǎng)和銷售、規(guī)模、選址、物料供應(yīng)、工藝、組織和定員、投資、效益、風(fēng)險(xiǎn)等,把項(xiàng)目投資的設(shè)想變?yōu)楦怕缘耐顿Y建議。目前廣泛應(yīng)用于項(xiàng)目的國(guó)家立項(xiàng)審批工作中。
項(xiàng)目建議書(shū)通常是在項(xiàng)目早期使用,由于項(xiàng)目條件還不夠成熟,僅有規(guī)劃意見(jiàn)書(shū),對(duì)項(xiàng)目的具體建設(shè)方案還不明晰,市政、環(huán)保、交通等專業(yè)咨詢意見(jiàn)尚未辦理。項(xiàng)目建議書(shū)主要論證項(xiàng)目建設(shè)的必要性,建設(shè)方案和投資估算也比較粗,投資誤差為±30%左右。對(duì)于大中型項(xiàng)目,有的工藝技術(shù)復(fù)雜,涉及面廣,協(xié)調(diào)量大的項(xiàng)目,還要編制預(yù)可行性研究報(bào)告,作為項(xiàng)目建議書(shū)的主要附件之一。
作用:項(xiàng)目建議書(shū)是項(xiàng)目發(fā)展周期的初始階段,是國(guó)家選擇項(xiàng)目的依據(jù),也是可行性研究的依據(jù)。
項(xiàng)目建議書(shū)是項(xiàng)目發(fā)展周期的初始階段基本情況的匯總,可以減少項(xiàng)目選擇的盲目性,是國(guó)家選擇和審批項(xiàng)目的依據(jù),也是制作可行性研究報(bào)告的依據(jù)。涉及利用外資的項(xiàng)目,只有在項(xiàng)目建議書(shū)批準(zhǔn)后,才可以開(kāi)展對(duì)外工作。
項(xiàng)目建議書(shū)批準(zhǔn)后,可以著手成立相關(guān)項(xiàng)目法人。民營(yíng)企業(yè)(私人投資)項(xiàng)目一般不再需要編寫(xiě)項(xiàng)目建議書(shū),只有在土地一級(jí)開(kāi)發(fā)等少數(shù)領(lǐng)域,由于行政審批機(jī)關(guān)習(xí)慣沿襲老的審批模式,有時(shí)還要求項(xiàng)目方編寫(xiě)項(xiàng)目建議書(shū)。外資項(xiàng)目目前主要采用核準(zhǔn)方式,項(xiàng)目方委托智博睿等有資格的機(jī)構(gòu)編寫(xiě)項(xiàng)目建議書(shū)即可。項(xiàng)目建議書(shū)和可行性研究報(bào)告的區(qū)別
項(xiàng)目建議書(shū)和可行性研究是項(xiàng)目前期兩個(gè)不同的階段,其內(nèi)容、深度、作用都是不一樣的。項(xiàng)目建議書(shū)往往是在項(xiàng)目早期,由于項(xiàng)目條件還不夠成熟,僅有規(guī)劃意見(jiàn)書(shū),對(duì)項(xiàng)目的具體建設(shè)方案還不明晰,市政、環(huán)保、交通等專業(yè)咨詢意見(jiàn)尚未辦理。項(xiàng)目建議書(shū)主要論證項(xiàng)目建設(shè)的必要性,建設(shè)方案和投資估算也比較粗,投資誤差為±30%左右。
一般地說(shuō),項(xiàng)目建議書(shū)的批復(fù)是可行性研究的依據(jù)之一。此外,在可行性研究階段,項(xiàng)目至少有方案設(shè)計(jì),市政、交通和環(huán)境等專業(yè)咨詢意見(jiàn)也必不可少了。對(duì)于房地產(chǎn)項(xiàng)目,一般還要有詳規(guī)或修建性詳規(guī)的批復(fù)。此階段投資估算要求較細(xì),原則上誤差在±10%;相應(yīng)地,融資方案也要詳細(xì),每年的建設(shè)投資要落到實(shí)處,有銀行貸款的項(xiàng)目,要有銀行出具的資信證明。
很多項(xiàng)目在報(bào)立項(xiàng)時(shí),條件已比較成熟,土地、規(guī)劃、環(huán)評(píng)、專業(yè)咨詢意見(jiàn)等基本具備,特別是項(xiàng)目資金來(lái)源完全是項(xiàng)目法人自籌,沒(méi)有財(cái)政資金并且不享受什么特殊政策,這類項(xiàng)目常常是項(xiàng)目建議書(shū)(代可行性研究報(bào)告),兩個(gè)階段合為一階段。
以上基本是在傳統(tǒng)的項(xiàng)目審批制環(huán)境下,項(xiàng)目建議書(shū)和可行性研究的大致要求和區(qū)別。隨著我國(guó)投資體制的改革深入,特別是隨著《國(guó)務(wù)院關(guān)于投資體制改革的決定》的出臺(tái)和落實(shí),除政府投資項(xiàng)目延續(xù)上述審批要求外,非政府投資類項(xiàng)目一律取消審批制,改為核準(zhǔn)制和備案制。像房地產(chǎn)等非政府投資的經(jīng)營(yíng)類項(xiàng)目基本上都屬于備案制之列,房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商只需依法辦理環(huán)境保護(hù)、土地使用、資源利用、安全生產(chǎn)、城市規(guī)劃等許可手續(xù)和減免稅確認(rèn)手續(xù),項(xiàng)目建議書(shū)和可行性研究報(bào)告可以合并,甚至不是必經(jīng)流程。房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商按照屬地原則向地方政府投資主管部門(mén)(一般是當(dāng)?shù)匕l(fā)改委)進(jìn)行項(xiàng)目備案即可。項(xiàng)目建議書(shū)的審批權(quán)限 目前,項(xiàng)目建議書(shū)要按現(xiàn)行的管理體制、隸屬關(guān)系,分級(jí)審批。原則上,按隸屬關(guān)系,經(jīng)主管部門(mén)提出意見(jiàn),再由主管部門(mén)上報(bào),或與綜合部門(mén)聯(lián)合上報(bào),或分別上報(bào)。
1、大中型基本建設(shè)項(xiàng)目、限額以上更新改造項(xiàng)目
委托有資格的工程咨詢、設(shè)計(jì)單位初評(píng)后,經(jīng)省、自治區(qū)、直轄市、計(jì)劃單列市發(fā)改委及行業(yè)歸口主管部門(mén)初審后,報(bào)國(guó)家發(fā)改委審批,其中特大型項(xiàng)目(總投資4億元以上的交通、能源、原材料項(xiàng)目,2億元以上的其他項(xiàng)目),由國(guó)家發(fā)改委審核后報(bào)國(guó)務(wù)院審批??偼顿Y在限額以上的外商投資項(xiàng)目,項(xiàng)目建議書(shū)分別由省發(fā)改委、行業(yè)主管部門(mén)初審后,報(bào)國(guó)家發(fā)改委會(huì)同外經(jīng)貿(mào)部等有關(guān)部門(mén)審批;超過(guò)1億美元的重大項(xiàng)目,上報(bào)國(guó)務(wù)院審批。
2、小型基本建設(shè)項(xiàng)目,限額以下更新改造項(xiàng)目由地方或國(guó)務(wù)院有關(guān)部門(mén)審批 a、小型項(xiàng)目中總投資1000萬(wàn)元以上的內(nèi)資項(xiàng)目、總投資500萬(wàn)美元以上的生產(chǎn)性外資項(xiàng)目、300萬(wàn)美元以上的非生產(chǎn)性利用外資項(xiàng)目,項(xiàng)目建議書(shū)由地方或國(guó)務(wù)院有關(guān)部門(mén)審批。篇二:“十三五”重點(diǎn)項(xiàng)目-年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告
“十三五”重點(diǎn)項(xiàng)目-年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告
編制單位:
根據(jù)國(guó)家發(fā)改委規(guī)定,凡是被納入《政府核準(zhǔn)的投資項(xiàng)目目錄》項(xiàng)目投資申報(bào)時(shí)必須編寫(xiě)項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告。項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告是針對(duì)企業(yè)固定資產(chǎn)投資核準(zhǔn)制而規(guī)定的一個(gè)文體,擬建項(xiàng)目從規(guī)劃布局、資源利用、征地移民、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)影響等方面進(jìn)行綜合論證,為政府審批部門(mén)對(duì)企業(yè)投資項(xiàng)目進(jìn)行核準(zhǔn)提供依據(jù)。
項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告主要內(nèi)容包括:申報(bào)單位及項(xiàng)目概況;戰(zhàn)略規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)政策及行業(yè)準(zhǔn)入;項(xiàng)目選址及土地利用;資源開(kāi)發(fā)及綜合利用;征地拆遷及移民安置;環(huán)境和生態(tài)影響分析;經(jīng)濟(jì)影響分析;社會(huì)影響分析。
編寫(xiě)項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告流程:我們將根據(jù)不同的行業(yè)、專業(yè)、地區(qū)對(duì)項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告的不同要求,編寫(xiě)符合要求的的項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告。首先確定任務(wù)的方案和側(cè)重點(diǎn),根據(jù)不同的需要,提出不同的研究提綱、確定各部?jī)?nèi)容的深度要求,經(jīng)與委托方協(xié)商后,組成由相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員參加的項(xiàng)目組,確定項(xiàng)目經(jīng)理,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察、搜集資料、盡職調(diào)查、研究論證,在此基礎(chǔ)上提交規(guī)范的研究成果。同時(shí),我們也配合項(xiàng)目單位完成發(fā)改委立項(xiàng)、核準(zhǔn)、融資等后續(xù)深度服務(wù)。
關(guān)聯(lián)報(bào)告:
年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目建議書(shū)
年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目資金申請(qǐng)報(bào)告 年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估報(bào)告 年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目市場(chǎng)研究報(bào)告 年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目商業(yè)計(jì)劃書(shū)
年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目投資價(jià)值分析報(bào)告 年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目投資風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告 年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目行業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)分析報(bào)告
國(guó)家規(guī)定的項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告格式 第一章 申報(bào)單位及項(xiàng)目概況
1.1年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目申報(bào)單位概況 1.1.1年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目申報(bào)單位名稱
1.1.2申報(bào)項(xiàng)目名稱1.1.3年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目申報(bào)單位法定代表人 1.1.4年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目申報(bào)單位簡(jiǎn)介 1.2年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目概況 1.2.1年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目名稱 1.2.2年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目性質(zhì)
1.2.3年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目的建設(shè)背景 1.2.4年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)
1.2.5年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目主要建設(shè)內(nèi)容和規(guī)模 1.2.6原輔材料及用量
1.2.7產(chǎn)品和工程技術(shù)方案 1.2.8主要設(shè)備選型和配套工程 1.2.9組織機(jī)構(gòu)及勞動(dòng)定員
1.2.10投資規(guī)模和資金籌措方案
1.2.11年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目施工進(jìn)度及招投標(biāo) 1.2.12年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目財(cái)務(wù)和經(jīng)濟(jì)評(píng)論 第二章 發(fā)展規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)政策和行業(yè)準(zhǔn)入分析 2.1發(fā)展規(guī)劃分析
2.2產(chǎn)業(yè)政策分析2.3行業(yè)準(zhǔn)入分析
第三章 資源開(kāi)發(fā)及綜合利用分析 3.1資源開(kāi)發(fā)方案 3.2資源利用方案 3.3資源節(jié)約措施
第四章 節(jié)能方案分析 4.1用能標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能規(guī)范
4.1.1相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)劃和指導(dǎo)文件 4.1.2國(guó)家行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范 4.2能耗狀況和能耗指標(biāo)分析
4.2.1年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目所在地的能源供應(yīng)狀況 4.2.2年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目的能源消耗種類和數(shù)量 年產(chǎn)10萬(wàn)噸玉米提取國(guó)標(biāo)酒精項(xiàng)目能源消耗表 篇三:宜賓酒精廠項(xiàng)目建議書(shū) 年產(chǎn)10萬(wàn)噸酒精可行性研究報(bào)告
1、概述
1.1項(xiàng)目名稱及主辦單位情況
項(xiàng)目名稱:年產(chǎn)10萬(wàn)噸酒精生產(chǎn)線 立項(xiàng)單位:某酒業(yè)有限責(zé)任公司
地址:四川省宜賓江北經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū) 郵編:644000 注冊(cè)資金:500萬(wàn)元
1.2可行性研究報(bào)告編制依據(jù)及原則 1.2.1編制的依據(jù)
⑴、食用酒精及酒精類產(chǎn)品的發(fā)展前景。隨著人民生活水平的不斷提高,酒類消費(fèi)品居高不下,呈旺盛的上升勢(shì)頭,食用酒精作為酒類產(chǎn)品的重要原料,其市場(chǎng)需求量也日益增長(zhǎng),有著較為可觀的市場(chǎng)需求空間。
⑵、酒精及延伸產(chǎn)品如無(wú)水酒精、醫(yī)用酒精也有著廣闊的市場(chǎng)前景。以10%的無(wú)水乙醇加入汽油作為汽油醇,是目前國(guó)家重點(diǎn)推廣的生物代用能源,受國(guó)家政策的重點(diǎn)保護(hù)。醫(yī)用酒精在制藥、醫(yī)藥行業(yè)有著不可缺少的作用,有極大的市場(chǎng)需求。
⑶、酒精工業(yè)是直接以農(nóng)產(chǎn)品作為原料組織生產(chǎn)的,是對(duì)創(chuàng)建高效農(nóng)業(yè)的極大支持。同時(shí),其副產(chǎn)品也直接應(yīng)用于養(yǎng)殖業(yè),回饋于農(nóng)業(yè)。
⑷、酒精工業(yè)有成熟的生產(chǎn)技術(shù)和完備的生產(chǎn)設(shè)備,能達(dá)到國(guó)家規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
⑸、地方政府對(duì)發(fā)展酒精項(xiàng)目有較高的積極性,有一系列的優(yōu)惠政策和組織保證,對(duì)發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)有一定的貢獻(xiàn)。
⑹、該酒業(yè)有限公司地處宜賓市郊區(qū),公司毗連高速公路和鐵路,且地處長(zhǎng)江上游,水路也比較發(fā)達(dá),適合酒精行業(yè)的大物流運(yùn)輸需要。
⑺、該酒業(yè)有限公司還擁有國(guó)家頒發(fā)的食用酒精生產(chǎn)許可證,具備生產(chǎn)食用酒精及無(wú)水乙醇的技術(shù)條件。1.2.2編制原則
⑴、有食用酒精生產(chǎn)許可證(全國(guó)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證號(hào):xk16-1180055),能按照國(guó)家規(guī)定組織生產(chǎn)。⑵、有基本的生產(chǎn)及技術(shù)力量保證。⑶、嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家規(guī)定的環(huán)保相關(guān)法規(guī),符合環(huán)保要求,“三廢”治理與項(xiàng)目建設(shè)“三同時(shí)”。⑷、嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)“勞動(dòng)安全衛(wèi)生”規(guī)定,確保安全生產(chǎn)。
2、項(xiàng)目產(chǎn)品的市場(chǎng)情況2.1項(xiàng)目產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用
本項(xiàng)目產(chǎn)品為食用酒精,是酒類產(chǎn)品的重要原料,可作為各種白酒、配制酒、果酒、藥酒等的原料,具有非常廣闊的市場(chǎng)。還是制藥企業(yè)重要的原料,廣泛應(yīng)用于制藥行業(yè)。酒精產(chǎn)品的深加工產(chǎn)品——無(wú)水酒精(無(wú)水乙醇),其用途較為廣泛,可用于醫(yī)藥行業(yè)、化妝品行業(yè)、溶劑及化學(xué)試劑等。在全世界能源日益匱乏的今天,將無(wú)水乙醇按一定比例(1:9的何種比)混合到汽油中替代部分汽油作燃料,就是現(xiàn)在常用的汽油醇,已廣泛應(yīng)用于各種車輛中。使無(wú)水乙醇的用途更為廣泛,市場(chǎng)需求量大大增加。
酒精產(chǎn)品還是其他工業(yè)上的基礎(chǔ)原料,廣泛應(yīng)用于化工、食品、制藥、染料、化妝品、軍工等行業(yè)。
酒精的副產(chǎn)品酒糟,是一種很好的飼料。雜醇油可用來(lái)制造香料、油漆和增塑劑,也可作為溶劑。二氧化碳可應(yīng)用于飲料業(yè)。酒廢液進(jìn)行厭氧發(fā)酵,其產(chǎn)生的沼氣可作為鍋爐和家庭生活的能源。
2.2項(xiàng)目產(chǎn)品的市場(chǎng)的容量
本項(xiàng)目產(chǎn)品食用酒精及酒精延伸產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量極大,目前僅宜賓本市市場(chǎng)需求而言,年需食用酒精量在五至八萬(wàn)噸左右,醫(yī)用及化工企業(yè)用量在三至四萬(wàn)噸,無(wú)水酒精用量在二萬(wàn)噸左右。由宜賓向其他地方輻射,一酒精為產(chǎn)物的企業(yè)幾乎沒(méi)有。且很多酒廠是以酒精為原料,這就為我廠的發(fā)展提供了更廣闊的空間。2.3項(xiàng)目產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力與市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)分析
本項(xiàng)目主產(chǎn)品是食用酒精和無(wú)水酒精,食用酒精是國(guó)家許可經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目,由于本公司有國(guó)家頒發(fā)的食用酒精生產(chǎn)許可證,因此具備生產(chǎn)食用酒精的必備條件。經(jīng)過(guò)幾年的原料燃料價(jià)格的波動(dòng)后,酒精生產(chǎn)所需的原料及燃料的供應(yīng)有了極大的改善,越南、泰國(guó)及廣西等地的木薯價(jià)格和質(zhì)量都有保證,而酒精市場(chǎng)的需求量卻在逐年上升。加之汽油醇的推廣應(yīng)用,使酒精的市場(chǎng)有了非常大的發(fā)展,市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步減小。本項(xiàng)目規(guī)模較大,就酒精產(chǎn)品而言,其規(guī)模效益形成的產(chǎn)品成本比萬(wàn)噸以下酒精企業(yè)的成本要來(lái)得低,使得產(chǎn)品聽(tīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力大大加強(qiáng)。
3、資源情況
酒精生產(chǎn)占用的原料資源主要是農(nóng)產(chǎn)品,含淀粉類的農(nóng)產(chǎn)品都可作為生產(chǎn)酒精的原料,如玉米、紅薯、木薯、陳化糧、碎米、土豆、馬鈴薯及糖蜜類原料和含糖的桔桿類物質(zhì),都可用作酒精原料。目前國(guó)家正大力發(fā)展新農(nóng)村建設(shè),農(nóng)村和農(nóng)業(yè)的發(fā)展,必將使酒精生產(chǎn)的原料來(lái)源更為充足。隨著鹽城本地鐵路、高速公路、國(guó)道及港口開(kāi)發(fā)建設(shè),原料燃料的運(yùn)輸轉(zhuǎn)運(yùn)更為方便快捷。海運(yùn)、水運(yùn)和陸運(yùn)都較為發(fā)達(dá)。就本省也大量的種植玉米和水稻,可以節(jié)約一定的運(yùn)輸成本。
4、建設(shè)規(guī)模與產(chǎn)品方案 4.1建設(shè)規(guī)模
擬建設(shè)年產(chǎn)十萬(wàn)噸的酒精生產(chǎn)線,根據(jù)市場(chǎng)及投資融資情況再上一條十萬(wàn)噸的生產(chǎn)線,最終形成二十萬(wàn)噸的企業(yè)規(guī)模。4.2產(chǎn)品方案
以生產(chǎn)食用酒精為主,積極開(kāi)拓?zé)o水酒精市場(chǎng),力爭(zhēng)得到國(guó)家的批準(zhǔn),納入汽油醇生產(chǎn)國(guó)家計(jì)劃,形成以食用酒精、無(wú)水酒精、特級(jí)酒精、白酒(本公司還有國(guó)家頒發(fā)的白酒生產(chǎn)許可證)系列產(chǎn)品。
5、廠址選擇方案
5.1工廠應(yīng)接近原料的產(chǎn)地或轉(zhuǎn)運(yùn)地
酒精生產(chǎn)的主要原料是淀粉質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品,應(yīng)選擇在靠近原料產(chǎn)地或轉(zhuǎn)運(yùn)港口的周邊,便于組織原料。
5.2水源和水質(zhì)必須有保證
酒精廠的用水量是較大的,每噸酒精的用水量在40噸左右應(yīng)有充足和水源保證。5.3交通運(yùn)輸方便
酒精廠的運(yùn)輸較重,原材料、燃料及產(chǎn)成品的運(yùn)輸量很大,應(yīng)選擇陸路和水路交通都較便利的地方,尤其是廠區(qū)要有能停泊較大噸位船只的碼頭,便于原料和燃料的進(jìn)廠。5.4必須有充足的電力保證
酒精生產(chǎn)中發(fā)酵生產(chǎn),其特點(diǎn)是連續(xù)生產(chǎn),要求供電不能停止,否則會(huì)影響生產(chǎn),造成不必要的損失。
5.5地質(zhì)條件必須符合要求
酒精生產(chǎn)有許多的大設(shè)備如發(fā)酵罐蒸餾塔等,對(duì)廠區(qū)的地耐力有一定的要求。5.6有較好的廢糟處理?xiàng)l件
酒精廠每天要排放大量的廢糟,應(yīng)用環(huán)保治理措施后,還要準(zhǔn)備處理后的糟液的去向。本項(xiàng)目廠址選擇在宜賓江北經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi),面積200畝。廠址所處地段
前臨公路,后臨長(zhǎng)江,3000噸貨船可直接進(jìn)入廠區(qū)碼頭。開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)已實(shí)現(xiàn)六通一平(電、水、通訊、下水道、寬帶,道路)。項(xiàng)目布局可完全達(dá)到現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)要求。
6、原材料與燃料供應(yīng)方案
6.1原材料情況酒精生產(chǎn)所需原材料主要是木薯、地瓜干、玉米及含淀粉類的物質(zhì)。木薯國(guó)產(chǎn)的產(chǎn)區(qū)在廣西及華南地區(qū),進(jìn)口木薯主要產(chǎn)地在越南、印尼、泰國(guó)等南亞國(guó)家,國(guó)內(nèi)進(jìn)口量較大,其淀粉含量較高,出酒率高,是酒精行業(yè)的重要原料。玉米有本地產(chǎn)的,也可從東北大量購(gòu)入,地瓜干產(chǎn)地亦在周圍。這些原料都是農(nóng)產(chǎn)品而可廣泛獲得。國(guó)家每年還有大量的陳化糧用于轉(zhuǎn)化生產(chǎn)酒精,應(yīng)用陳化糧作原料,還可享受到國(guó)家的有關(guān)優(yōu)惠政策。應(yīng)用玉米作為原料,雖然玉米的淀粉含量不是非常的高,噸酒精用糧在3.1—3.2噸左右,但因玉米含蛋白質(zhì)量大,其副產(chǎn)品玉米酒糟,可生產(chǎn)ddgs,具有極高的市場(chǎng)價(jià)值。應(yīng)用木薯作為原料,因其淀粉含量在70%左右,酒精出率高,噸酒精用料在2.6-2.7噸,副產(chǎn)品也可以生產(chǎn)飼料出售。本地地處沿海地區(qū),有大面積的人工魚(yú)場(chǎng)和生豬飼養(yǎng)場(chǎng),飼料需求量很大。6.2燃料及電力情況
煤炭是主要的燃料,宜賓及周邊各縣等地都是產(chǎn)煤區(qū),有足夠的煤炭資源保證。公司所處地有大型發(fā)電廠福溪電廠,電力供應(yīng)及熱能供應(yīng)都有保證。廠區(qū)公配電到位,本地政府對(duì)大工業(yè)用電還有優(yōu)惠政策,電價(jià)每kwh在0.52元。所選廠址與熱電廠相距5公里左右,如本公司不選擇自備鍋爐,可直接采用熱電廠的熱能供應(yīng)。7、平面布置圖及公用工程 7.1廠區(qū)平面布置圖
第三篇:纖維素生產(chǎn)酒精
天然纖維素生產(chǎn)酒精的研究進(jìn)展
秸桿的主要成分是木質(zhì)纖維素。是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素混合在一起的材料。用木質(zhì)纖維素作為糖源生產(chǎn)燃料酒精,目前糖的利用和轉(zhuǎn)化率還很低,通常只有百分之十幾。在秸稈中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素通過(guò)共價(jià)鍵或非共價(jià)鍵緊密結(jié)合而成的木質(zhì)纖維,占秸桿總重量的約70-90%左右。植物中三者各占的比例隨不同來(lái)源的植物或植物的不同部分而有所區(qū)別,大概的比例數(shù)字為:
纖維素 30-50% 半纖維素 20-35% 木質(zhì)素 20-30% 灰份 0-15% 其實(shí)纖維素的非結(jié)晶結(jié)構(gòu)是很容易被打破的,它可以完全降解成葡萄糖,后者是發(fā)酵乙醇的原料。
目前遭遇的主要問(wèn)題是,纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)難以被破壞,致使人們無(wú)法完成后續(xù)處理。纖維素和半纖維素被難以降解的木質(zhì)素包裹,使得纖維素酶和半纖維素酶無(wú)法接觸底物,這構(gòu)成了木質(zhì)纖維素利用的重大障礙。只有經(jīng)過(guò)有效的預(yù)處理方法,破壞了木質(zhì)纖維素的高級(jí)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)纖維素酶和半纖維素酶對(duì)纖維素的可及性,才能使木質(zhì)纖維素作為自然界里最大宗的資源,像淀粉一樣被人和動(dòng)物完全利用。
纖維素被纖維素酶水解的反應(yīng)通常又稱為糖化反應(yīng),水解的主要產(chǎn)物是單糖。植物細(xì)胞壁中,纖維素被半纖維素和木質(zhì)素通過(guò)物理和化學(xué)作用所包裹,不利于纖維素酶對(duì)纖維素的進(jìn)攻。木質(zhì)素是由苯基丙烷聚合而成的一種非多糖物質(zhì)。由芳香烴的衍生物以-C-C-鍵、-O-鍵縱橫交聯(lián)在一起,其側(cè)鏈又與半纖維素以共價(jià)鍵結(jié)合,形成一個(gè)十分致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),將纖維素緊緊包裹在里面。所以,要徹底降解纖維素,必須首先降解木質(zhì)素。未經(jīng)預(yù)處理的植物纖維原料的天然結(jié)構(gòu)存在許多物理和化學(xué)的屏障作用,纖維素酶水解得率低,僅為10%~20%。
禾本科植物秸稈含有的半纖維素一般為木聚糖,占干重的25-30%。半纖維素能被木聚糖酶(xylanase,EC3.2.1.8)——半纖維素酶,降解成木糖。
天然半纖維素水解產(chǎn)物的85-90%是木糖。以植物纖維素原料中的木糖發(fā)酵生產(chǎn)酒精,能使纖維素原料的酒精發(fā)酵的產(chǎn)量在原有的基礎(chǔ)上增加25%。因此,木糖發(fā)酵生產(chǎn)酒精是決定植物纖維資源生產(chǎn)酒精經(jīng)濟(jì)可行的關(guān)鍵因素。酵母木糖代謝的途徑比葡萄糖代謝的途徑復(fù)雜得多。在代謝的過(guò)程中部分木糖轉(zhuǎn)化為其它副產(chǎn)物。因此,酵母木糖代謝產(chǎn)生酒精的理論得率為0.46克酒精/克木糖,低于葡萄糖酒精發(fā)酵的理論得率為0.51克酒精/克葡萄糖。
代謝葡萄糖和木糖產(chǎn)生乙醇的總反應(yīng)式如下: Glucose ADP Pi->2Ethnanol 2Co2 ATP 3Xylose 3ADP 3Pi->5Ethnanol 5Co2 3ATP 理論上1噸葡萄糖可生產(chǎn)539公斤的酒精(180份C6H10O6在酶的作用下生成88份CO2和92份C2H5OH)
許多細(xì)菌、絲狀真菌和酵母菌均可產(chǎn)生半纖維素酶。由于絲狀真菌產(chǎn)生的胞外半纖維素酶便于分離和提取,產(chǎn)酶能力比一般酵母菌和細(xì)菌都高,并可以同時(shí)產(chǎn)生降解半纖維素支鏈所必需的多種輔助酶等優(yōu)點(diǎn),便于工業(yè)化推廣應(yīng)用。因此人們對(duì)絲狀真菌的產(chǎn)酶研究較多,尤其是對(duì)木霉屬和曲霉屬的研究。同時(shí),對(duì)這兩種菌屬產(chǎn)生的木聚糖酶的基本性質(zhì)和降解產(chǎn)物特點(diǎn)也研究得較為透徹。里氏木霉(Trichoderma reesei)和黑曲霉(Aspergillus niger)具有穩(wěn)定的生物學(xué)性狀和高產(chǎn)半纖維素酶的能力,但由于同時(shí)含有纖維素酶基因,生長(zhǎng)在含有纖維素的培養(yǎng)基中會(huì)同時(shí)產(chǎn)生較多的纖維素酶。
木糖一直被認(rèn)為不能被微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化成酒精。直到1980年科學(xué)家發(fā)現(xiàn),一些微生物可通過(guò)發(fā)酵木糖產(chǎn)生酒精。如細(xì)菌、絲狀真菌和酵母菌。至今已發(fā)現(xiàn)一百多種微生物能代謝木糖。細(xì)菌能發(fā)酵的糖類物質(zhì)較多,除了單糖外還能發(fā)酵纖維素、生物高聚糖等,但細(xì)菌發(fā)酵的缺點(diǎn)是副產(chǎn)物多,酒精得率低,同時(shí),高pH條件下的細(xì)菌發(fā)酵容易引起雜菌污染。與細(xì)菌一樣,真菌不僅能發(fā)酵單糖,還能發(fā)酵二糖、纖維素和木聚糖等,真菌的這種特性特別適合于植物纖維原料的同步糖化發(fā)酵。有6個(gè)種的酵母菌能通過(guò)發(fā)酵木糖產(chǎn)生大量的酒精(嗜鞣管囊酵母 Pachysolen tannophilus、休哈塔假絲酵母 Candida shehatae、樹(shù)干畢赤酵母 Pichia stipitis、季也蒙畢赤酵母、酒香酵母和產(chǎn)朊假絲酵母)。
與細(xì)菌的酒精發(fā)酵相比,酵母菌具有酒精耐受能力高,副產(chǎn)物少等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),經(jīng)酵母菌發(fā)酵過(guò)的木質(zhì)纖維素原料能直接用于飼料而不會(huì)產(chǎn)生毒性。酵母菌酒精發(fā)酵不易被細(xì)菌和病毒污染。
釀酒酵母是工業(yè)上生產(chǎn)酒精的優(yōu)良菌種。但釀酒酵母不能發(fā)酵木糖,只能發(fā)酵木糖的異構(gòu)體——木酮糖。因此,人們正在設(shè)法構(gòu)建能共發(fā)酵木糖-葡萄糖產(chǎn)生酒精的工程菌。
瑞典科學(xué)家對(duì)釀酒酵母菌進(jìn)行了基因工程重組,把參與木糖代謝的全套酶基因從不生產(chǎn)酒精的真菌中克隆出來(lái),整合到釀酒酵母菌的染色體中,從而使它能夠把木糖轉(zhuǎn)化為酒精。
運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單孢菌(Zymomonas mobilis)的研究較為引人注目。這種菌雖是原核生物,是厭氧菌。但它的功能與釀酒酵母一樣,它的酶系統(tǒng)能將己糖高效轉(zhuǎn)化為酒精。酒精產(chǎn)率、得率高(1 mol葡萄糖可生成1.9 mol酒精),耐酒精能力、抗纖維素原料水解液中的抑制物能力強(qiáng)。菌體生成少,代謝產(chǎn)物少,發(fā)酵溫度高,不必定期供氧,酒精生產(chǎn)強(qiáng)度高(能夠在相同原料條件下,產(chǎn)出的乙醇比釀酒酵
母菌高出8倍多)等優(yōu)點(diǎn)。但就是不能發(fā)酵木糖。美國(guó)的一個(gè)研究小組(Zhang.M)把大腸桿菌的戊糖代謝途徑的基因組克隆到運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單孢菌中,使之能將含25%一40%木糖的生物質(zhì)發(fā)酵制成乙醇。正是由于這點(diǎn)差異,用運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌來(lái)制取酒精能使生產(chǎn)成本降低。
工程微生物是利用基因移植技術(shù)構(gòu)建的有特殊功能的微生物,也稱其為轉(zhuǎn)基因微生物。用這一方法生產(chǎn)酒精,不僅酒精純度可達(dá)100%,而且生產(chǎn)效率也比酵母發(fā)酵法高出30%。美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)構(gòu)建的工程克氏桿菌,在將廢紙轉(zhuǎn)化為酒精時(shí),產(chǎn)量達(dá)到了理論極限值的80%。
半纖維素發(fā)酵制酒精:我國(guó)半纖維素水解,不論酸法和酶法水解,均有成熟經(jīng)驗(yàn)。半纖維素水解液制木糖、木糖醇,均有一定工業(yè)規(guī)模,但是沒(méi)有半纖維素發(fā)酵制酒精。國(guó)外有報(bào)道,利用特殊的釀酒酵母菌可使木糖發(fā)酵成酒精,也可以使木糖轉(zhuǎn)換成木酮糖再用普通釀酒酵母發(fā)酵成酒精。美國(guó)Purdue大學(xué)可再生能源實(shí)驗(yàn)室利用基因工程發(fā)現(xiàn)了可將五碳糖轉(zhuǎn)化為乙醇的轉(zhuǎn)基因酶,使技術(shù)難度極大的“五碳糖發(fā)酵制乙醇技術(shù)”獲得重大突破, 為燃料乙醇生產(chǎn)成本的降低提供了技術(shù)上的保證。
據(jù)1996年報(bào)道,稻草半纖維素水解液,用假絲酵母發(fā)酵,每克水解液中的還原物,可獲得0.37~0.45克的酒精,即對(duì)糖得率37%~45%。植物廢料半纖維素水解得率一般為20%~25%,玉米心達(dá)35%,即每噸植物纖維廢料半纖維素水解后,可獲得對(duì)原料10%~15%的酒精。
植物纖維原料制取酒精包括4個(gè)過(guò)程:木質(zhì)纖維素原料的預(yù)處理脫除木質(zhì)素、纖維素和半纖維素糖化、糖液發(fā)酵和酒精蒸餾。由于戊聚糖占植物纖維原料干重的10%~40%,植物纖維原料水解液中含有戊糖和己糖,其中戊糖(主要是木糖)占30%左右。因此,戊糖、己糖同步轉(zhuǎn)化成酒精是決定植物纖維原料制取酒精經(jīng)濟(jì)可行的關(guān)鍵。
利用可再生的植物纖維資源制取酒精目前存在的主要問(wèn)題是成本偏高。選擇性能優(yōu)良的纖維素酶生產(chǎn)菌種和戊糖發(fā)酵菌種,以及進(jìn)一步完善工藝達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的是未來(lái)該領(lǐng)域努力的方向。
目前國(guó)內(nèi)外利用秸桿物質(zhì)生產(chǎn)酒精的技術(shù)水平還是停留在先用纖維素酶產(chǎn)生菌株(或其產(chǎn)生的纖維素酶)分解秸桿物質(zhì)產(chǎn)生戊糖和己糖,再由乙醇發(fā)酵菌把單糖轉(zhuǎn)化為乙醇。不管是分步發(fā)酵還是混合發(fā)酵,人們都必須提供兩種菌生長(zhǎng)所需要的時(shí)間、原料和設(shè)備,其生產(chǎn)成本必定高于傳統(tǒng)的淀粉發(fā)酵。因此,有必要使乙醇發(fā)酵菌獲得分解秸桿物質(zhì)的能力。人們多年來(lái)一直設(shè)法把一系列編碼纖維素酶和半纖維素酶的基因重組進(jìn)能利用單糖發(fā)酵生產(chǎn)酒精的工程菌中,使之能直接將秸稈分解成單糖,進(jìn)而轉(zhuǎn)化成酒精。近年來(lái)美國(guó)能源部鼓勵(lì)采用具有分解纖維素、半纖維素的整套酶類、能發(fā)酵戊糖產(chǎn)生有機(jī)酸的某些極端嗜熱細(xì)菌,設(shè)法引入乙醇發(fā)酵途徑的基因,同時(shí)敲除細(xì)菌中的有機(jī)酸發(fā)酵途徑,構(gòu)建利用秸桿發(fā)酵乙醇代謝工程菌,這方面的前景非常誘人。
纖維素酶是降解纖維素生成葡萄糖的一類酶的總稱。它不是單一組分的酶,而是多組分的復(fù)合酶系。纖維素酶主要包括3種組分:內(nèi)切型葡萄聚糖酶(EC 3.2.1.4,EG),外切型葡萄聚糖酶(EC 3.2.1.91,CBH),纖維素二糖酶(EC 3.2.1.21,CB,或稱β-葡萄糖苷酶,β-G),每一組分又由若干亞組分組成。纖維素水解生成葡萄糖的過(guò)程必須依靠這3種組分的協(xié)同作用才能完成。許多細(xì)菌、放線菌和真菌都能產(chǎn)生纖維素酶。目前應(yīng)用于纖維素酶生產(chǎn)的菌種主要是木霉屬(Trichoderma)、曲霉屬(Aspergillus)、青霉屬(Penicillium)、鐮孢菌屬(Fusarium)的菌種,其中最重要的是木霉屬中的里氏木霉(Trichoderma reesei)。近幾年來(lái),采用原生質(zhì)體融合技術(shù)來(lái)改良纖維素酶生產(chǎn)菌株的研究日益增多。美國(guó)Cetus公司用基因工程技術(shù)構(gòu)建產(chǎn)纖維素酶的“工程酵母菌”獲得了成功,該公司將里氏木霉的產(chǎn)酶基因移入釀酒酵母細(xì)胞中,通過(guò)這種“工程酵母”可由纖維素直接發(fā)酵獲得乙醇和甘油。
用纖維素作原料時(shí),釀酒酵母菌很難施展它的發(fā)酵本領(lǐng)。但是,微生物中的球菌、桿菌和一些真菌、放線菌等,能分泌出能分解纖維素的酶——纖維素酶。用纖維酶先把纖維素分解成單個(gè)葡萄糖分子,然后釀酒酵母菌再把單糖發(fā)酵成乙醇。日本和韓國(guó)等國(guó)微生物學(xué)家,利用木霉和釀酒酵母菌的聯(lián)合作用,也成功地用纖維素生產(chǎn)出了乙醇。有一種叫嗜熱梭菌的微生物,它能夠直接以纖維素作碳源生產(chǎn)乙醇。日本曾從溫泉中分離出1株高溫型產(chǎn)酒精細(xì)菌,它能利用稻草和廢木材的纖維生產(chǎn)乙醇,也能把半纖維素,木糖等五碳糖發(fā)酵為乙醇。
1996年,美國(guó)可再生資源實(shí)驗(yàn)室(NREL)研究開(kāi)發(fā)出利用纖維素廢料生產(chǎn)酒精的技術(shù),由美國(guó)哈斯科爾工業(yè)集團(tuán)公司建立了一個(gè)1MW稻殼發(fā)電示范工程:年處理稻殼12,000噸,年發(fā)電量800萬(wàn)度,年產(chǎn)酒精2,500噸,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
加拿大的Iogen公司,利用從遺傳工程真菌所制成的纖維素酶有效地使纖維素水解為葡萄糖和其它糖類。同時(shí),采用常規(guī)的釀酒酵母使葡萄糖發(fā)酵為乙醇。專用的菌種還可使酵母發(fā)酵困難的其它糖類如戊糖進(jìn)行發(fā)酵轉(zhuǎn)化。Iogen能源公司擁有一套市值2230萬(wàn)美元的示范設(shè)備,用于以生物質(zhì)原料生產(chǎn)乙醇的裝置,該裝置被認(rèn)為是目前世界上同類裝置中規(guī)模最大的。驗(yàn)證裝置可使1.2萬(wàn)“1.5萬(wàn)噸/年麥秸轉(zhuǎn)化為300萬(wàn)”400萬(wàn)升/年燃料級(jí)乙醇。采用這一新技術(shù),可使生產(chǎn)費(fèi)用減少到約0.23美分/公升。這是世界上第一個(gè)纖維素酒精示范設(shè)備(pre-commercial demonstration scale facility),日處理麥秸40噸(用酶來(lái)自于鄰近的本公司的產(chǎn)酶廠)。該廠操控了涉及纖維素酒精生產(chǎn)的所有工序,包括接受和預(yù)處理每日達(dá)40噸的麥秸原料, 將纖維素轉(zhuǎn)化成葡萄糖,發(fā)酵和蒸餾。雇員20人。燃料使用加工中的副產(chǎn)品--木質(zhì)素。
迄今為止,全世界已有幾十套植物纖維原料經(jīng)纖維素酶水解成單糖的中試生產(chǎn)線或試生產(chǎn)線,大部分是以酒精為最終主產(chǎn)品。這些試驗(yàn)或試生產(chǎn)機(jī)構(gòu)包括美國(guó)陸軍Natick研究發(fā)展中心,美國(guó)加州大學(xué)勞倫斯伯克萊實(shí)驗(yàn)室,美國(guó)阿肯色大學(xué)生物量研究中心,美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué),加拿大Iogen公司,加拿大Forintek公司,法國(guó)石油研究院,日本石油替代品發(fā)展研究協(xié)會(huì),瑞典林產(chǎn)品研究實(shí)驗(yàn)室,瑞典隆德大學(xué),奧地利格拉茲大學(xué),芬蘭技術(shù)研究中心,印度理工學(xué)院等。
根據(jù)荷蘭政府2003年5月生物酒精研發(fā)概況的報(bào)告
2002年全世界生產(chǎn)了211Mhl(450PJ)生物酒精(bioethanol),巴西59%,美國(guó)36%,歐洲2%,中國(guó),加拿大和澳大利亞各1%。這些生物酒精都來(lái)自于傳統(tǒng)原料(甘蔗,玉米,甘蔗,甜菜,小麥)。成本價(jià)是0.34歐圓/l(=16.2歐圓/GJ),是汽油的兩倍(7.3歐圓/GJ)。原料價(jià)格占總成本的50%以上。并且由于傳統(tǒng)原料獲取有限造成大規(guī)模實(shí)現(xiàn)以酒精作為運(yùn)輸燃料的障礙。用木質(zhì)纖維素作原料生產(chǎn)酒精在技術(shù)上目前遵循著用甜菜和富含淀粉的原料相同的途徑。兩者主要的區(qū)別是1.原料的預(yù)處理,2.木糖發(fā)酵酒精。用木質(zhì)纖維素作原料生產(chǎn)酒精當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用的障礙是產(chǎn)生大量的無(wú)機(jī)廢物(石膏,硫酸鈣)和高成本(0.35歐圓/l)。主要是酶解成本過(guò)高,占總純生產(chǎn)成本的40-55%。另一個(gè)大障礙是缺乏經(jīng)濟(jì)可行的木糖發(fā)酵技術(shù)。雖然在運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單孢菌(Z.mobilis)和E.coli研究上取得實(shí)質(zhì)進(jìn)展,但仍然還沒(méi)有得到足夠皮實(shí)的適合發(fā)酵五碳糖的微生物。上述過(guò)程改進(jìn)后,預(yù)期將來(lái)的成本能降至0.23歐圓/l(=11歐圓/GJ)。預(yù)計(jì)用成熟技術(shù)從木質(zhì)纖維素原料中制取酒精的商業(yè)化運(yùn)作得到2010-2015年。
雖然生物酒精的原料和利用成本大大低于淀粉制備的酒精,低原料的成本被勞動(dòng)成本,供應(yīng)成本(包括水消耗)和投資減值所抵消。所以木質(zhì)纖維素酒精的成本要超過(guò)淀粉制備的酒精達(dá)75-80%。這里有兩個(gè)主要不同的因素,一是木質(zhì)纖維素預(yù)處理成本高,二是以稀酸水解預(yù)處理木質(zhì)纖維素技術(shù)水解和發(fā)酵的滯留時(shí)間要花7天時(shí)間,而淀粉制備的酒精只需2-3天。目前纖維素酶的價(jià)格是每噸6000歐圓。是纖維素酒精成本的大頭。纖維素酒精成本是0.4美圓/l,淀粉酒精成本是0.23美圓/l。只有在酶的成本降低至1/10,投資成本降低30%,纖維素酒精才能與淀粉酒精競(jìng)爭(zhēng)。
第四篇:發(fā)酵工藝小結(jié)
一、發(fā)酵概念
工業(yè)上的發(fā)酵:泛指利用微生物在發(fā)酵罐或者特定反應(yīng)容器中在特定的條件下生產(chǎn)某些產(chǎn)品的過(guò)程。產(chǎn)品有細(xì)胞代謝產(chǎn)物,菌體細(xì)胞,酒精,乳酸,抗生素,氨基酸,酶制劑等。發(fā)酵過(guò)程:
菌種選育:自然界篩選、誘變育種、基因工程、細(xì)胞工程 ↓
培養(yǎng)基配制:根據(jù)培養(yǎng)基的配制原則制備,實(shí)踐中需多次試驗(yàn)配方 ↓
滅菌:殺滅雜菌 ↓
擴(kuò)大培養(yǎng)和接種 ↓
發(fā)酵過(guò)程(中心階段):檢測(cè)進(jìn)程,滿足碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)需要;嚴(yán)格控制溫度、pH、溶氧、轉(zhuǎn)速等 ↓
分離純化:菌體:過(guò)濾、沉淀
代謝產(chǎn)物:蒸餾、萃取、離子交換
二、微生物工業(yè)產(chǎn)品的類型
1.微生物菌體的發(fā)酵:以獲得具有某種用途的菌體為目的的發(fā)酵工業(yè)。傳統(tǒng)的菌體發(fā)酵工業(yè):①面包酵母發(fā)酵②微生物菌體蛋白(單細(xì)胞蛋白)現(xiàn)代的菌體發(fā)酵工業(yè):藥用真菌(如冬蟲(chóng)夏草,靈芝與天麻共生的密環(huán)菌)農(nóng)業(yè)上——生防治劑:蘇云金桿菌(Bt),蠟狀芽孢桿菌,細(xì)胞中的伴孢晶體可以殺滅。鱗翅目和雙翅目害蟲(chóng);絲狀真菌的白僵菌,綠僵菌可以防治松毛蟲(chóng);木霉菌可以防治生物病害。另外,活性乳酸菌制劑,用以改善人體腸道微環(huán)境,也是一種菌體的直接利用。還有人畜防治疾病用的疫苗等。
2.微生物酶發(fā)酵
酶普遍存在于動(dòng)物,植物和微生物中。如在食品工業(yè)中,用微生物生產(chǎn)的淀粉酶和糖化酶用于生產(chǎn)葡萄糖,氨基酰化酶用于拆分DL氨基酸。3.微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵:
(1)初級(jí)代謝產(chǎn)物(primary metabolite)菌體生長(zhǎng)繁殖所必需的,在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期產(chǎn)生的物質(zhì),如氨基酸、核苷酸、蛋白質(zhì)等。
(2)次級(jí)代謝產(chǎn)物(secondary metabolite)與菌體生長(zhǎng)繁殖無(wú)明顯關(guān)系,是在菌體生長(zhǎng)的穩(wěn)定期(靜止期)合成的具有特定功能的產(chǎn)物。如抗生素、生物堿、細(xì)菌毒素、植物生長(zhǎng)因子、色素維生素,檸檬酸,谷氨酸等。
4.微生物的生物轉(zhuǎn)化
利用微生物細(xì)胞的一種或多種酶,把一種化合物轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)相關(guān)的更有價(jià)值的產(chǎn)物。最古老的生物轉(zhuǎn)化:利用菌體將乙醇轉(zhuǎn)化成乙酸的醋酸發(fā)酵。另外還有: 異丙醇→丙醇 葡萄糖→葡萄糖酸 山梨醇→L-山梨糖
5.微生物特殊機(jī)能的利用 ①利用微生物消除環(huán)境污染
②保持生態(tài)平衡等
③濕法冶金(金屬的浸瀝回收)
④利用基因工程菌株開(kāi)拓發(fā)酵工業(yè)新領(lǐng)域
三、微生物發(fā)酵的方式
一、分批培養(yǎng)(batch culture or fermentation)又稱分批發(fā)酵,常用的培養(yǎng)方法。在一個(gè)密閉系統(tǒng)內(nèi)投入有限數(shù)量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)后,接入少量的微生物菌種進(jìn)行培養(yǎng),在特定的條件下只完成一個(gè)生長(zhǎng)周期的微生物培養(yǎng)方法。
分
二、連續(xù)培養(yǎng)(continuous culture)
1.概念: 微生物培養(yǎng)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí),在發(fā)酵罐中不斷添加新鮮的培養(yǎng)基,同時(shí)不斷放出代謝物,使微生物細(xì)胞在近似恒定狀態(tài)下生長(zhǎng)的培養(yǎng)方式。
2.特點(diǎn):微生物細(xì)胞的生長(zhǎng)速率,產(chǎn)物的代謝均處于恒定狀態(tài),有效地延長(zhǎng)對(duì)數(shù)期到穩(wěn)定期的階段,可達(dá)到穩(wěn)定,高速培養(yǎng)微生物細(xì)胞或產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物的目的,菌的濃度,產(chǎn)物濃度,限制性基質(zhì)濃度均處于恒定狀態(tài)。
3.連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn): 控制稀釋速率可以使發(fā)酵過(guò)程最優(yōu)化。發(fā)酵周期長(zhǎng),產(chǎn)量高。
缺點(diǎn): 長(zhǎng)期連續(xù)培養(yǎng)會(huì)引起菌種退化,降低產(chǎn)量。染菌機(jī)會(huì)增加。
與分批培養(yǎng)比較:
優(yōu)點(diǎn):①連續(xù)運(yùn)行,生產(chǎn)周期短,提高了設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率。
②便于自動(dòng)化控制,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
缺點(diǎn):①連續(xù)操作,設(shè)備復(fù)雜,易受雜菌污染。
②收率和產(chǎn)物濃度低,不利于提取。
③營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率低,增加了生產(chǎn)成本。
④需要復(fù)雜的檢測(cè),控制系統(tǒng)。
⑤易受菌種退化的影響。
應(yīng)用:廢水處理、葡萄糖酸發(fā)酵、酒精發(fā)酵等工業(yè)中。
因此,連續(xù)培養(yǎng)在工業(yè)生產(chǎn)上并不多見(jiàn),只局限于酒精,單細(xì)胞蛋白,丙酮,丁
醇等少數(shù)幾個(gè)產(chǎn)品。在生產(chǎn)實(shí)踐中,完全封閉式的分批培養(yǎng)或者純粹的連續(xù)培養(yǎng)較少見(jiàn),更多見(jiàn)的是兩者的折中形式:補(bǔ)料分批培養(yǎng)。
三、補(bǔ)料分批培養(yǎng)(fed-batch culture): 介于分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)之間的操作方法。
1.概念:根據(jù)菌體生長(zhǎng)和初始培養(yǎng)基的特點(diǎn),在分批培養(yǎng)的某些階段適當(dāng)補(bǔ)加培養(yǎng)基,使菌體或其代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)時(shí)間延長(zhǎng)。(克服營(yíng)養(yǎng)不足,體積有所變化(增大))。
2.補(bǔ)料分批培養(yǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):與分批培養(yǎng)相比:
(1)解除底物抑制、產(chǎn)物的反饋抑制和葡萄糖的分解阻遏效應(yīng)。
(2)延長(zhǎng)次級(jí)代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)時(shí)間。
(3)可避免在分批培養(yǎng)過(guò)程中因一次性投糖過(guò)多造成細(xì)胞大量生長(zhǎng),耗氧過(guò)多的狀況。
(4)達(dá)到高濃度細(xì)胞培養(yǎng)。
(5)稀釋有毒代謝產(chǎn)物。
與連續(xù)培養(yǎng)相比:
(1)降低了染菌,避免了遺傳不穩(wěn)定性(退化和變異)。(因?yàn)椴僮鲿r(shí)間有限)
(2)最終產(chǎn)物濃度較高,有利于產(chǎn)物的分離。
(3)使用范圍廣。在生產(chǎn)次級(jí)代謝產(chǎn)物和細(xì)胞高濃度培養(yǎng)中普遍采用。是發(fā)酵技術(shù)上的一個(gè)劃時(shí)代的進(jìn)步。
缺點(diǎn):
(1)由于沒(méi)有物料取出,產(chǎn)物的積累最終導(dǎo)致比生產(chǎn)速率的下降。
(2)由于物料的加入增加了染菌機(jī)會(huì)。
應(yīng)用:面包酵母、氨基酸、抗生素等工業(yè)。
3.幾個(gè)實(shí)例:
一、溫度對(duì)發(fā)酵的影響
1.影響反應(yīng)速率:發(fā)酵過(guò)程中的反應(yīng)速率實(shí)際上是酶反應(yīng)速率。酶反應(yīng)有一個(gè)最適溫度。2.影響發(fā)酵方向:如利用金色鏈霉菌發(fā)酵生產(chǎn)四環(huán)素的同時(shí)能生產(chǎn)金霉素。在低于30℃下,合成金霉素的能力較強(qiáng),而在35℃時(shí)只產(chǎn)生四環(huán)素。
另外,還影響發(fā)酵液的粘度、溶氧和傳遞速率。
二、最適溫度的選擇
最適發(fā)酵溫度是既適合菌體的生長(zhǎng)又適合代謝產(chǎn)物合成的溫度。但最適生長(zhǎng)溫度與最適生產(chǎn)濃度往往是不一致的。如谷氨酸產(chǎn)生菌的最適生長(zhǎng)溫度為30~34℃,產(chǎn)谷氨酸的溫度為36~37℃。因此在發(fā)酵前期的長(zhǎng)菌階段和種子培養(yǎng)階段應(yīng)滿足菌體的生長(zhǎng)最適溫度。在發(fā)酵的中后期要適當(dāng)提高溫度。
培養(yǎng)條件:通氣條件差,可適當(dāng)降溫,使菌呼吸速率降低,溶氧可提高些。
三、發(fā)酵過(guò)程引起溫度變化的因素——發(fā)酵熱
Q發(fā)酵=Q生物+Q攪拌-Q蒸發(fā)-Q輻射
四、溫度的控制
一般不需加熱,因釋放了大量的發(fā)酵熱,需要冷卻的情況多。用夾套或蛇形管,通冷卻水。南方夏季,冷卻水溫度高,用冷凍鹽水降溫(循環(huán)式),需建冷凍站。pH變化及其控制
一、pH變化的原因。
微生物本身具有一定的調(diào)節(jié)pH的能力。所以pH變化有一定的規(guī)律性。
菌體生長(zhǎng)階段,相對(duì)于接種后的起始pH來(lái)說(shuō),有上升或下降的趨勢(shì)。
生產(chǎn)階段,pH趨于穩(wěn)定,維持在最適產(chǎn)物形成pH范圍。
菌體自溶階段,培養(yǎng)液中氨基氮增加,pH上升。
1.基質(zhì)代謝
(1)糖代謝 糖分解成小分子酸、醇,使pH下降。糖缺乏,pH上升,是補(bǔ)料的標(biāo)志之一。
(2)氮代謝 氨基酸中的-NH2被利用,pH下降;尿素被分解成NH3,pH上升。
(3)生理酸堿性物質(zhì)利用后,pH上升或下降。
2.產(chǎn)物形成
3.菌體自溶 :pH上升
二、pH對(duì)發(fā)酵的影響
1.影響酶的活性。
2.影響微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。(影響細(xì)胞膜所帶電荷的狀態(tài),改變細(xì)胞膜的通透性。影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝產(chǎn)物的排泄,影響新陳代謝的進(jìn)行)
3.影響微生物對(duì)基質(zhì)的利用速率。(影響培養(yǎng)基中某些組分的解離)
4.影響代謝方向。如黑曲霉pH2~3時(shí)產(chǎn)檸檬酸,pH中,產(chǎn)草酸。谷氨酸:中性或微堿產(chǎn)谷氨酸/酸性產(chǎn)谷氨酰胺。
三、pH值的確定和控制
1.pH的確定
微生物發(fā)酵的最適pH范圍一般在5~8之間,同一菌種,生長(zhǎng)最適pH可能與產(chǎn)物合成最適pH不同。最適pH是根據(jù)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定的,即配制不同初始pH的培養(yǎng)基,搖瓶考察發(fā)酵情況。
生長(zhǎng)的最適pH值與發(fā)酵的最適pH值可能不同:
舉例:Aspergillus niger在pH2~2.5范圍時(shí)有利于合成檸檬酸,當(dāng)在pH2.5~6.5范圍內(nèi)時(shí)以菌體生長(zhǎng)為主,而在pH7.0時(shí),則以合成草酸為主。谷氨酸:中性或微堿產(chǎn)谷氨酸/酸性產(chǎn)谷氨酰胺。
2.pH的控制
(1)首先從基礎(chǔ)培養(yǎng)基的配方考慮。
a.調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的原始pH。
若控制消后SO4pH在6.0,消前pH往往要調(diào)到6.5~6.8。
若達(dá)不到要求,則:
b.加入緩沖溶液(如磷酸鹽)或加入維持pH的物質(zhì)如CaCO3。
c.使鹽類和碳源的配比平衡。
(2)通過(guò)加酸堿和中間補(bǔ)料來(lái)控制。
a.過(guò)去直接加酸(H2SO4)或堿(NaOH),現(xiàn)常用:
生理酸性物質(zhì):(NH4)2SO4,NH4+被細(xì)胞利用后,SO42-引起pH下降。
生理堿性物質(zhì):氨水。既補(bǔ)充氨,氮,又調(diào)pH。但氨水作用快,pH波動(dòng)大,要采用少量多次流加的方法。
b.補(bǔ)料既調(diào)節(jié)了pH值,又補(bǔ)充了營(yíng)養(yǎng),還可減少阻遏作用。
如:味精廠普遍采用流加尿素,有兩個(gè)作用:
調(diào)節(jié)pH值
補(bǔ)充氮源
第四節(jié) 溶解氧及其控制
一、溶解氧(dissolved oxygen,DO)對(duì)發(fā)酵的影響
要考察每一種發(fā)酵產(chǎn)物的臨界氧濃度和最適氧濃度,使發(fā)酵過(guò)程保持在最適濃度。如青霉素發(fā)酵的臨界氧濃度為5%-10%之間,低于此值就會(huì)對(duì)青霉素合成造成損失。
溶氧要適量,大小與產(chǎn)物的生物合成途徑有關(guān)。
如:初級(jí)代謝的氨基酸發(fā)酵,需氧量的大小與氨基酸的合成途徑有關(guān)。
①谷氨酸,谷氨酰胺,精氨酸和脯氨酸等谷氨酸系氨基酸,在菌體呼吸充足的條件下,產(chǎn)量最大。若供氧不足,氨基酸合成就會(huì)受到強(qiáng)烈抑制。(乙醛酸循環(huán)磷酸烯醇式丙酮酸產(chǎn)生的NADH量多)
②異亮氨酸,賴氨酸,蘇氨酸,天冬氨酸等天冬氨酸系氨基酸,供氧充足可得最高產(chǎn)量,但供氧受限,產(chǎn)量受影響不明顯。(產(chǎn)生的NADH量不多)
③亮氨酸,纈氨酸,苯丙氨酸僅在供氧受限,細(xì)胞呼吸受抑制時(shí),才能獲得對(duì)大量的氨基酸。若供氧充足,產(chǎn)物形成反而受抑制。(不經(jīng)TCA循環(huán),NADH產(chǎn)量很少,過(guò)量供氧,反而抑制)
(1)最適氧濃度(optimal oxygen concentration):
——菌體生長(zhǎng)或產(chǎn)物合成最適濃度范圍。
(2)臨界氧濃度(critical value of dissolved oxygen concentration):
——滿足微生物呼吸的最低氧濃度。
二、溶氧濃度的控制
溶氧濃度決定因素:供氧和需氧兩方面。
(一)供氧方面:
1.調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速
2.調(diào)節(jié)通氣速率
(二)需氧方面:
1.菌體濃度和菌齡(呼吸旺盛,耗氧大)
2.基質(zhì)種類和濃度 :營(yíng)養(yǎng)豐富,濃度高,菌體生長(zhǎng)快,耗氧量大。以菌濃影響最明顯。
3.培養(yǎng)條件:在最適條件下發(fā)酵,耗氧量大。
控制方法:通過(guò)控制基質(zhì)濃度。
大型發(fā)酵罐攪拌裝置(攪拌裝置,溫度傳感器,耐高溫pH和溶氧(DO)傳感器)
第五節(jié) 泡沫的形成與控制
一、泡沫產(chǎn)生的原因
1.通風(fēng)攪拌程度及菌體新陳代謝產(chǎn)生的CO2。
2.培養(yǎng)基性質(zhì):蛋白質(zhì)含量多(玉米漿,蛋白胨,黃豆粉,酵母粉),糊精含量多易發(fā)泡。
二、泡沫的危害
1.降低生產(chǎn)能力(裝料系數(shù)減少)
2.造成大量逃液 引起原料浪費(fèi),產(chǎn)物流失,增加了染菌的機(jī)會(huì)。
3.嚴(yán)重時(shí),影響通氣攪拌,妨礙另外菌體呼吸代謝,導(dǎo)致代謝異常或菌體自溶。
三、泡沫的控制 兩種途徑:
-調(diào)整培養(yǎng)基成分(如少加或緩加易起泡的原材料)
-改變某些物理化學(xué)參數(shù)(如pH值、溫度、通氣和攪拌)
-改變發(fā)酵工藝(采用分批投料)
上述方法的效果有一定限度。
1.機(jī)械消泡:(物理方法,消除已形成的泡沫)
利用機(jī)械振動(dòng)或壓力變化使泡沫破裂。
罐內(nèi)消泡: 靠罐內(nèi)消泡漿打碎泡沫。優(yōu)點(diǎn):不需引進(jìn)外界物質(zhì),避免染菌,不增加下游負(fù)擔(dān)。
罐外消泡:將泡沫引出罐外,靠噴嘴的加速作用或離心力消除泡沫。
2.消泡劑消泡
機(jī)理:降低液膜的機(jī)械強(qiáng)度,降低液膜的表面粘度,從而達(dá)到破裂泡沫的目的。
(1)天然油脂類:豆油、玉米油、棉子油、菜籽油(還可作為碳源),用量大,0.1%-0.2%。
(2)聚醚類:又稱泡敵,消泡能力為豆油的10~20倍,用量少,0.02%-0.03%。
第五篇:酒精工藝總結(jié) 聊大生科院
酒精工藝總結(jié)
1、酒精的分類: 食用酒精:GB 10343-2008,09101實(shí)施;工業(yè)酒精:GB/T 394.1-2008。09、06、1實(shí)施。
工業(yè)酒精中甲醇含量較高:甲醇尤其對(duì)視神經(jīng)影響嚴(yán)重,飲5~10mL嚴(yán)重中度,10mL以上致失明,30mL可引起死亡。
2、酒精的工業(yè)化生產(chǎn)方法:①發(fā)酵法:A]淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)工藝:(80%的酒精); B]糖質(zhì)原料生產(chǎn):廢糖蜜—預(yù)處理稀糖液發(fā)酵; C]纖維質(zhì)原料(指亞硫酸鹽紙漿廢液)
②化學(xué)合成法: 乙烯水合法。
3、酒精生產(chǎn)的原料:凡含有可發(fā)酵性糖或可轉(zhuǎn)變?yōu)榭砂l(fā)酵性糖的物料均可,隨技術(shù)進(jìn)步、菌種發(fā)展,原料種類不斷增加,如半纖維素、纖維素等。
4、常用原料種類:淀粉質(zhì)原料種類(薯類、谷類、淀粉渣類);糖質(zhì)原料(廢糖蜜、甜高梁、亞硫酸鹽紙漿廢液等);纖維質(zhì)原料:全世界植物生物體的年生產(chǎn)量高達(dá)155X109t干物質(zhì),所貯存的能量是當(dāng)前全世界能耗總量的10倍,且是一種可再生資源,潛力巨大。農(nóng)作物纖維下腳料;森林和木材加工工業(yè)下腳料;工廠纖維和半纖維素下腳料;城市廢纖維垃圾等。
5、淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝特點(diǎn)及流程
特點(diǎn):原料要進(jìn)行粉碎處理(二級(jí)錘式粉碎);原料要經(jīng)過(guò)蒸煮(熱處理);進(jìn)行糖化:使淀粉轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵糖。醪液黏度隨蒸煮逐漸下降,有利于物料輸送。蒸煮過(guò)程產(chǎn)生部分焦糖、黑色素:高溫下糖脫水形成焦糖,黑色素由糖-氨反應(yīng)所致,對(duì)酵母有抑制.酒精生產(chǎn)工藝流程:
原料—粉碎(1.2~2.5)—蒸煮(108℃~132℃)—糖化(58~60℃)—發(fā)酵(28~30 ℃接種;32~36發(fā)酵)—蒸餾:成品酒精、工業(yè)酒精、雜醇油、酒糟酒母
6、原料輸送(機(jī)械、氣流、混合三種):機(jī)械輸送(帶式輸送機(jī)、螺旋式輸送機(jī)(絞龍)、斗式提升機(jī))。氣流輸送(風(fēng)力輸送):與機(jī)械輸送相比能耗高。1
可實(shí)現(xiàn)風(fēng)選。另外,與細(xì)碎機(jī)相連可提高粉碎效率50%±;混合輸送:機(jī)械與氣力輸送聯(lián)用。
7、粉碎的目的:粉料易于吸水膨脹(幾分鐘內(nèi)完成)和較徹底糊化-液化,有利于糖化發(fā)酵順利進(jìn)行,提高出酒率。粉料糊化-液化速度快,糖損失少,蒸汽用量少,有利于降低產(chǎn)品成本。粉料便于輸送,易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,連續(xù)化和自動(dòng)化。
8、水-熱處理的目的:使淀粉糊化溶解:淀粉存在于細(xì)胞中,因受細(xì)胞壁保護(hù),不易被淀粉酶作用;滅菌:高溫蒸煮,能殺死微生物菌體和孢子,防止雜菌感染,有利于發(fā)酵順利進(jìn)行。
9、低溫蒸煮工藝:指利用a-淀粉酶在80—85℃條件下,使淀粉糊化和液化(耐高溫a-淀粉酶最適溫度90—95℃)的生產(chǎn)工藝。
10、蒸煮過(guò)程中如何減少糖損?
加大料水比;拌料時(shí)間要快,避免局部過(guò)熱,采用緩和蒸煮條件;拌料溫度避開(kāi)60—65℃,采用73—75℃,使酶失活;縮短拌料后的停留時(shí)間等。出酒率是酒精生產(chǎn)的基本技術(shù)指標(biāo),它的高低表明所選擇的工藝是否先進(jìn)以及操作、管理水平的高低。所以,要選擇適當(dāng)?shù)墓に嚵鞒毯凸に嚄l件,使蒸煮過(guò)程中可發(fā)酵性物質(zhì)的損失降到最低程度。
11、LBW工藝:整粒玉米用離心機(jī)分離熱酒糟的清液在90~95 ℃下浸漬糊化液
化,使玉米吸水軟化,再用均質(zhì)機(jī)加高溫а-淀粉酶進(jìn)行二次濕磨??晒?jié)約蒸煮用汽85%。
12、低溫蒸煮工藝措施:粉碎在1.5 mm以下;添加a-淀粉酶;保持一定的糊化
時(shí)間50—100min;添加抗菌素抑制雜菌;控制酸度:高溫滅菌徹底,低溫易染菌,使酸度增高,尤其在夏季,應(yīng)注意添加抗菌素[對(duì)酵母無(wú)影響]。注意甲醇含量
13、中溫蒸煮工藝流程
瓜干或玉米---粉碎(1.2mm)---先加水+料調(diào)pH6.0~6.5+耐高溫a-淀粉酶(5-6 u/g原料)---加熱40~50 ℃預(yù)熱—4只罐串聯(lián)(104℃,102℃,100℃,98℃),時(shí)間90~100min—真空冷卻+糖化酶糖化(100 u/g原料)。
優(yōu)點(diǎn):節(jié)能、殺菌力高于低溫蒸煮,有利于控制雜菌,可利用原設(shè)備。
14、糖化劑:能夠?qū)⒌矸鄯纸鉃榭砂l(fā)酵糖的生物催化劑。
15、黑曲霉分泌的糖化酶可分解a-1.4鍵、a-1.6鍵、甚至a-1.3鍵,使淀粉、糊
精、麥芽糖完全轉(zhuǎn)化為葡萄糖,所以,它是酒精生產(chǎn)淀粉糖化所需要的最關(guān)鍵的淀粉酶。
16、液體深層通風(fēng)培養(yǎng):將曲霉菌在液體基質(zhì)中通風(fēng)培養(yǎng),使之生長(zhǎng)和產(chǎn)糖化酶的過(guò)程。
液體曲:經(jīng)液體深層通風(fēng)培養(yǎng)所得到的含酶培養(yǎng)液。
17、液曲酒母:指在液體曲培養(yǎng)到一定階段接入酵母菌種,使兩者一起培養(yǎng)成熟,成為糖化、發(fā)酵劑。
18、糖化:利用糖化劑中的淀粉酶系統(tǒng)對(duì)溶解狀態(tài)的淀粉糊精水解成可發(fā)酵性
糖的過(guò)程;前糖化、后糖化。糖化醪:糖化后的醪液。
19、糖化酶(淀粉-1,4-葡萄糖苷酶):水解a-1,4鍵 a-1,6-鍵,甚至a-1.3鍵形成葡萄糖。
20、果膠質(zhì)分解是甲醇的主要來(lái)源。
21、糖化劑的種類:固體曲、液體曲、酶制劑(糖化酶)三類。
22、酒母:酒精發(fā)酵之母,酒精發(fā)酵由酵母菌引起的,酵母是單細(xì)胞真核微生物,原子囊菌綱,細(xì)胞呈卵圓形、橢圓形,個(gè)頭較大,一般6—11U之間
酒母制備:將試管中酵母菌種逐級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)成大量酵母細(xì)胞,供糖化醪發(fā)酵生產(chǎn)酒精使用的過(guò)程。
23、酒精生產(chǎn)對(duì)酵母的要求(2快3耐1穩(wěn)定):繁殖速度快,降糖速度快;耐酸性強(qiáng),耐熱性強(qiáng),耐較高的酒精濃度(耐高溫酵母可在38—42℃下發(fā)酵);菌種生產(chǎn)性能穩(wěn)定,不易退化。
24、常用酵母菌株及生產(chǎn)特點(diǎn):拉斯2號(hào)(RassⅡ):細(xì)胞長(zhǎng)卵圓性,能發(fā)酵葡萄糖、蔗糖、麥芽糖等,不能發(fā)酵乳糖。在玉米醪中發(fā)酵特別旺盛。拉斯12號(hào)(RassXⅡ);K字酵母(日本);1300(南陽(yáng)五號(hào)):細(xì)胞橢圓形,少數(shù)臘腸性,能發(fā)酵葡糖、麥糖、蔗糖、1/3棉子糖,不發(fā)酵乳糖。耐酒精13%以下;1308(南陽(yáng)混合酵母)。
25、發(fā)酵時(shí)間發(fā)酵分為三個(gè)階段:前發(fā)酵期:酵母繁殖階段,接種量:5~10%。時(shí)間:6—8h;接種溫度:28~30℃。主發(fā)酵期:醪液上下翻動(dòng),產(chǎn)生大量泡沫,并發(fā)出“絲絲”泡沫破裂的響聲。細(xì)胞數(shù)量達(dá)1—1.4億個(gè)/mL,溶解氧基本消耗完,主要進(jìn)行厭氧酒精發(fā)酵,至酒精量4%時(shí)繁殖停止。糖分下降快
(可達(dá)1%/h);酒精量上升快,溫度上升快
溫度:控制34℃。時(shí)間:12h左右。后發(fā)酵期:酵母和固性物部分下沉,醪溫下降。持續(xù)時(shí)間約40h,后糖化作用較慢所致,同時(shí)發(fā)酵產(chǎn)物也有毒害作用。工藝參數(shù):醪液降至:30—32℃時(shí)間:40h。
26、酒精發(fā)酵工藝: 間歇式、半連續(xù)式、連續(xù)式三種方式。
間歇式依罐容積和糖化醪流加方式不同分以下4種方法:一次加滿法;分
次添加法;連續(xù)添加法及分割主發(fā)酵醪法。
27、間歇發(fā)酵工藝條件:接種溫度:28~30 ℃;發(fā)酵溫度:30-34℃;pH:4.7-5.0;
時(shí)間:58—72h;成熟醪酒精含量:6—10%(V)。
28、半連續(xù)發(fā)酵工藝:指主酵階段連續(xù)發(fā)酵,后酵采用間歇發(fā)酵的生產(chǎn)方法。
29、連續(xù)發(fā)酵工藝:全混(均相)連續(xù)發(fā)酵:M培養(yǎng)和發(fā)酵在一個(gè)設(shè)備中進(jìn)行,液體培養(yǎng)基混合攪拌良好,保證了整個(gè)發(fā)酵液的均一性?;瘜W(xué)控制器(恒化器):通過(guò)對(duì)培養(yǎng)基中某一微生物生長(zhǎng)的必要成分的濃度進(jìn)行控制的方法。濁度控制器(恒濁器):通過(guò)對(duì)培養(yǎng)液濁度變化的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)控的方法。梯級(jí)式連續(xù)培養(yǎng)法。
30、稀釋比D:指單位時(shí)間內(nèi)醪液流加量和流加發(fā)酵罐內(nèi)總醪量的比值。單位:
h1,D=F/V
(F—流加的速度L/h;V—流加罐內(nèi)發(fā)酵液的體積L)。
一般淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精:D=0.05-0.1h1之間(多控制0.05-0.07h1)。
31、連酵發(fā)酵工藝條件:接種溫度:28 ℃;流加罐前3--4只,控制稀釋比
D=0.05-0.07h1;
溫度:30-33℃;pH值:pH3.3-4.2;酵母數(shù):0.7—1億個(gè)/mL;時(shí)間:35-50h;首罐酒精度6%,成熟醪11%。
33、發(fā)酵成熟醪含8~11-15 %(%)(V)酒精,一般用蒸餾方法分離提純。
34、酒精的揮發(fā)系數(shù):在酒精-水混合液達(dá)到沸騰狀態(tài)時(shí),平衡系統(tǒng)中,氣相中
酒精含量A%與液相中酒精含量a%的比值,稱為酒精的揮發(fā)系數(shù)。
35、雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù):在乙醇-水-雜質(zhì)三元混合物達(dá)沸騰狀態(tài)時(shí),雜質(zhì)在汽相中的含量a和在液相中的含量β的比值。
36、雜質(zhì)的精餾動(dòng)態(tài)(分布規(guī)律):即雜質(zhì)移動(dòng)方向、富集部位及去除方法。K雜>1(始終):即頭級(jí)雜質(zhì),雜質(zhì)在汽相中的含量始終大于液相中含量,也
就是說(shuō),它在塔內(nèi)的移動(dòng)方向是上行的,隨酒精蒸汽沿塔而上,在塔頂汽相富集。
排除:在塔頂或冷凝器中通過(guò)排醛、提取酒頭等法去除。例甲醇、乙醛、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯等。
K雜<1(始終):即尾級(jí)雜質(zhì),雜質(zhì)在汽相中的含量始終小于液相中的含量,與上情況相反,它向塔的下行方向移動(dòng),越往下濃度越高,沿塔而下,在塔底液相中富集。
分離方法:排除廢液酒糟。如:乙酸、糠醛。
K雜隨酒精度的變化而變化:即中間雜質(zhì)(難分離),酒精濃度低時(shí),K雜>1,沿塔而上;酒精濃度高時(shí),K雜<1,沿塔而下;在某一酒精濃度時(shí)K雜=1,這類雜質(zhì)在塔中部的K雜=1處集聚,汽相、液相均富集。
分離方法:在K雜=1附近提取雜醇油,汽相、液相均可,但工廠多在進(jìn)料塔板以上2、4、6塊塔板液相提取。如:戊醇、異戊醇、異丁醇、異丙醇、丙醇、異丁酸異酯、異戊酸異酯、乙酸異戊酯。
37、根據(jù)粗餾塔進(jìn)入精餾塔物料狀態(tài)不同,兩塔進(jìn)料分:汽相過(guò)塔、液相過(guò)塔
兩種方式。
38、發(fā)酵行業(yè)廢液特點(diǎn):濃度高;排放量大;無(wú)毒且富含營(yíng)養(yǎng)。含菌體、殘?zhí)?、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物溶媒、副產(chǎn)物及少量代謝產(chǎn)物,重金屬含量低.COD高10000~50000mg/L,超標(biāo)50~250倍。
39、現(xiàn)代廢水處理方法:物理處理法:化學(xué)處理法;生物處理法;
物理處理法通常采用沉淀、過(guò)濾、離心分離、氣浮、蒸發(fā)結(jié)晶、反滲透等
方法,將廢水中懸浮物、膠體物和油類等污染物分離出來(lái),從而使廢水得到初步凈化。
化學(xué)處理法通常采用方法有:中和、混凝、氧化還原、萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換及電滲透等方法。
生物處理法;通過(guò)微生物的代謝作用,使廢水溶液、膠體以及微細(xì)懸浮狀
態(tài)的有機(jī)物、有毒物等污染物質(zhì),轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無(wú)害的物質(zhì)的廢水處理方法。分為需氧處理和厭氧處理兩種方法。廣泛采用的為合二為一的厭氧--好氧生化處理,再輔以調(diào)節(jié)、沉淀、絮凝、過(guò)濾等工序的處理方式。