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文档简介
1、双酶法玉米粉低温同步糖化南京工业大学Yelian MIAO, Ph.D.1. 玉米粉低温同步糖化新工艺的提出2. 双酶法低温液化、糖化(两步)3. 双酶法低温同步糖化(一步)4. 低温同步糖化与酒精发酵的同步偶合5. 能耗和经济性分析内容世界三大作物:大米、小麦、玉米世界玉米年总产量: 6亿t美国:玉米产量占世界的34,90以上作工 业原料中国:玉米产量占世界的22,食用10,工 业原料15%,饲料75玉米是我国未来生产增长的主要作物之一,新 增量主要用作工业原料和饲料玉米生产 1844年:Thomas Kingsford在美国泽西市开设世界上第一个玉米淀粉生产厂,湿磨;1866年:用玉米淀粉
2、生产葡萄糖,采用德国化学家G.S.C.Kirchhoff在1811年开发的 淀粉酸水解技术;1900年:酸变性淀粉;1915年:氧化淀粉;1921年:结晶葡萄糖水化合物,葡萄糖提纯和结晶技术;1940年:酸酶水解专利公开,获得范围更广的糖浆组分,同时,94浓缩葡萄糖;1945年:糯玉米淀粉、阳离子淀粉,羟乙基淀粉;1960年:热稳定-淀粉酶、糖化酶1975年:玉米葡萄糖发酵制取饮料和酒精(石油危机);1977年:Staley公司在印第安纳州建立“计算机总控”玉米淀粉加工厂;1980年:采用膜过滤技术除去蛋白质和其他非糖浆物质;1990年:采用酶技术生产柠檬酸、乳酸等有机酸,以及赖氨酸、苏氨酸等
3、氨基酸 玉米加工业发展历史 玉米的工业利用玉米精细化工品医药、食品乙醇、乙二醇等醇类乳酸、丁二酸等有机酸 多糖增稠剂、乳化剂材料、燃料现有双酶法淀粉糖化工艺120145蒸煮85液化60糖化葡萄糖液淀粉90液化60糖化淀粉葡萄糖液1) 水、电、汽消耗量大,对设备要求高2) 料液黏度大,不易拌匀3) 生成不发酵性糖,使淀粉损失1.2%左右4) 蛋白质变性,不饱和脂肪酸氧化成酮和醛,在后续发酵中的利用率低 (高温蒸煮)(中温液化)玉米粉的结构特点蛋白质和淀粉颗粒(Chanvrier,2005) 双酶法玉米粉低温糖化新工艺细微粉碎60液化60糖化葡萄糖液玉米粉(两步)CB ,只有液化温度对葡萄糖收率的
4、影响在0.01水平上具有显著性 细微玉米粉液化正交试验(两步)(糖化条件:pH4.04.5,糖化酶用量200u/g,温度60,24时间)各因素对葡萄糖收率的影响顺序是CAB,但各因素对葡萄糖收率的影响在0.05水平上都没有显著性 试验号A(温度 /)B(酶用量 / ug-1)C(料液浓度/%)葡萄糖收率/%11(30)1(5)1(10)90.00212(10)2(17)82.02313(15)3(24)78.5342(50)1285.93522380.75623195.4073(70)1383.92832190933287.88K1250.55259.85275.4774.43K2262.08
5、253.82255.83K3261.8261.81243.2k183.5286.6291.8k287.3684.6185.27k387.2787.2780.07R3.842.6611.731. 玉米粉低温同步糖化新工艺的提出2. 双酶法低温液化、糖化(两步)3. 双酶法低温同步糖化(一步)4. 细微粉碎的机械力化学效应5. 低温同步糖化与酒精发酵的同步偶合6. 能耗和经济性分析内容细微玉米粉同步糖化温度(条件:料液浓度10,液化酶用量10u/g,糖化酶用量200u/g,pH6.0)1. 玉米粉低温同步糖化新工艺的提出2. 双酶法低温液化、糖化(两步)3. 双酶法低温同步糖化(一步)4. 低温同
6、步糖化与酒精发酵的同步偶合5. 能耗和经济性分析内容细微玉米粉同步酒精发酵温度(条件:料液浓度10,pH6.0,中温-淀粉酶用量10u/g,糖化酶用量200u/g, 酸性蛋白酶用量16u/g,酵母菌用量0.1)1. 玉米粉低温同步糖化新工艺的提出2. 双酶法低温液化、糖化(两步)3. 双酶法低温同步糖化(一步)4. 低温同步糖化与酒精发酵的同步偶合5. 能耗和经济性分析内容细微粉碎30液化60糖化葡萄糖液玉米粉新工艺90液化60糖化淀粉葡萄糖液现有工艺比较对象 项目新工艺现有工艺5t/h粉碎机(万元)23.530,5t液化罐 (万元)22.090,5t液化罐 (万元)25.0能耗(kJ/t-玉
7、米)2.091051.12106成本(元/t-玉米)47.5193.6设备、能耗、成本比较 低温糖化工艺中的细微粉碎与玉米半湿 法脱皮脱胚工艺过程中的粉碎合并(2) 与高温液化相比,低温液化还节约了在液 化过程中的保温能耗(3) 液化和糖化的同步其他节能措施研究成果论文 (1) 细微玉米粉的低温糖化,2006年中国生物质能科学技术论坛会议论文集,87-93,2006.8.15-17(哈尔滨) (2) 细微玉米粉低温酶解试验研究,中国农业工程学报(CN11-2047/S)(EI Page one), 2007.8 (3) 细微化对玉米粉糖化的机械力化学效应, 2007中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程分会学术年会论文集,88-92, 2007.7.22 -26(保定市) (4) Mechanochemical effects of micronization on enzymatic hydrolysis of corn flour, Carbohydrate Polymers, (in press) (SCI
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