论文摘要
乙醇作为一种重要的化工原料和可再生的清洁能源，越来越受到人们的广泛关注。在粮食安全、资源紧缺、环境恶化的多重压力下，发展“不与民争粮，不与粮争地”的非粮作物生产乙醇是必由之路。木薯作为具有代表性的非粮作物之一，广泛种植于我国广西、云南、广东一带，具有生命力强、耐干、耐贫瘠、容易种植等优点，木薯淀粉含量高，块根切片晒干后，便于运输，被公认为生产乙醇的优质原料。中国燃料乙醇发展的主要问题除了原料不足外，另一个问题是乙醇的生产成本居高不下。乙醇生产成本高的原因有两个：第一，淀粉质原料如木薯价格昂贵，占了总成本的70%；第二，生产工艺落后，水耗、能耗高，原料利用不完全，副产品如蛋白饲料的回收成本高等。针对这些问题，本文通过外加助剂来促进原料降解，从而提高最终出酒率。本研究主要分为两大块：1、木薯与玉米粉混合发酵，分别研究了添加少量玉米粉以及木薯与玉米粉大比例配合对产乙醇的影响。结果表明：添加1％玉米粉时效果最优，出酒提高率最大，由此说明将玉米作为助剂添加时，有利于提高木薯乙醇出酒率；当木薯与玉米粉比例为9:1（质量比）时，出酒率最高，同时出酒提高率最大，即木薯与玉米粉最佳配比为9:1。2、无机离子对木薯酒精发酵的影响，分别考察了四种金属离子、三种无机阴离子对其影响。得到了各单一阴离子的最佳添加量，SO42-添加量为1.5mg/g、NO3-添加量为2mg/g、Cl-添加量为2mg/g；其中SO42-效果最好，能提高2.8个百分点；得到了一种可以大幅提高木薯乙醇出酒率的配方产品，该产品由几种金属离子和复合酶制剂组成，具体配方如下：1.2mg/g（发酵醪液）Mg2+、0.8mg/gFe2+、0.4mg/g Mn2+、0.4mg/g Co2+，α-淀粉酶为2.5U/g（发酵醪液），糖化酶50U/g，纤维素酶2U/g，果胶酶3U/g，β-葡聚糖酶4U/g，普鲁兰酶7U/g。对该产品进行验证实验，出酒率可以提高4个百分点，通过经济效益分析得出每吨原料可增加盈利4.33元，效果显著。实验结果表明，通过外加助剂能在一定程度上提高原料出酒率，是一种有效的方法。