糖的甜高粱秸稈的傳質(zhì)固態(tài)發(fā)酵工藝

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1、糖的甜高粱秸稈的傳質(zhì)固態(tài)發(fā)酵工藝關(guān)鍵詞:固態(tài)發(fā)酵動(dòng)力學(xué)模型甜高粱糖甜高粱莖稈固態(tài)發(fā)酵是一種具有成本效益的技術(shù),生產(chǎn)生物乙醇。從甜高粱植物細(xì)胞的表面的內(nèi)部糖轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因素之一影響-荷蘭國際集團(tuán)的發(fā)酵過程,因?yàn)樵撓到y(tǒng)發(fā)生在不存在游離水。糖從甜高粱到基片的表面的內(nèi)部傳質(zhì)主要由糖濃度梯度。開發(fā)基于三個(gè)步驟的過程一個(gè)傳質(zhì)模型??紤]到甜高粱莖稈不同的組織結(jié)構(gòu),白糖調(diào)用兩個(gè)參數(shù)表征組織結(jié)構(gòu)差兩個(gè)同步一級動(dòng)力學(xué)模型來描述甜高粱糖轉(zhuǎn)移過程。固-液萃取實(shí)驗(yàn)用于收集糖轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。四個(gè)因素影響,包括糖的粒徑,攪拌速度,溫度和滲透壓的傳質(zhì)進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果表明,新修改的模型擬合以及白糖

2、調(diào)不同品種甜高粱的動(dòng)力學(xué)。這種模式可能是在優(yōu)化甜高粱莖稈固態(tài)發(fā)酵很有幫助。此外,與基于在植物組織結(jié)構(gòu)差異所添加的結(jié)構(gòu)參數(shù)的動(dòng)力學(xué)模型也可以用來描述任何活性物質(zhì)的類型原料具有類似的化學(xué)組成和生物質(zhì)結(jié)構(gòu)的提取。1.簡介化石能源和環(huán)境問題的枯竭一直專注于研究適合于乙醇生產(chǎn)[1-3]能源作物全世界的關(guān)注。甜高粱是作為非食品原料生產(chǎn)生物燃料吸引力,因?yàn)樗苋菀走m應(yīng)于不同的氣候和土壤條件[4,5],這是C4植物具有高光效,高發(fā)酵糖,產(chǎn)量高綠量(20-30干噸/公頃)。它具有低要求對化肥,高效的用水量(1/3甘蔗和1/2的玉米),以及120-150天[6]生育期短。固態(tài)發(fā)酵(SS

3、F)已成為一個(gè)有前途的TECHNOL-術(shù)轉(zhuǎn)化生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物乙醇,由于其相對簡單的過程,低能源消耗,低生產(chǎn)廢水[5,7]。然而,SSF方法具有由于其特定的運(yùn)行條件[8]的限制:它是一個(gè)異質(zhì)系統(tǒng)而不自由水,和被污染的微生物的生長。SSF的性能由許多因素的影響,諸如標(biāo)準(zhǔn)桿視察員大小,溫度,攪拌速度和濕氣影響[8]。在SSF技術(shù),每個(gè)單獨(dú)的甜高粱粒子可被視為一個(gè)單獨(dú)的發(fā)酵單位。糖的質(zhì)量傳遞在每個(gè)單元是用于生產(chǎn)過程的優(yōu)化的關(guān)鍵。不幸的是,糖的該系統(tǒng)中的質(zhì)量轉(zhuǎn)移尚未研究。雖然沒有游離水觀察到SSF技術(shù),糖質(zhì)量傳遞發(fā)生在顆粒與水的水分在70%以上[9]。在每個(gè)顆粒單元,所述糖擴(kuò)

4、散是由標(biāo)準(zhǔn)桿視察的內(nèi)部和外部之間的糖梯度驅(qū)動(dòng)。因?yàn)樘鸶吡惶潜碛^質(zhì)量傳遞起源于每個(gè)微單元的加成物,糖轉(zhuǎn)移甜高粱SSF方法的動(dòng)力學(xué)通過固液萃取實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究。在本文中,影響糖轉(zhuǎn)移甜高粱細(xì)胞的表面SSF各種因素進(jìn)行了研究。這些因素包括顆粒大小,攪拌速度,滲透壓和溫度。2.材料與方法2.1。甜高粱兩個(gè)甜高粱品種進(jìn)行使用。春天#1是哈日,歸屬于河北滄州。H110收獲在河北石家莊。葉子和莢從鮮秸稈用手除去和莖貯存在環(huán)境溫度下與BAC-teriostatic劑長期儲存。所有的甜高粱是由農(nóng)林河北省科學(xué)院學(xué)報(bào)谷子研究所優(yōu)。甜高粱莖桿而不樹皮切成筒為2,4,6,8,12,16毫米的高度

5、。圓柱體的直徑為約22±2毫米。2.2。分析方法總糖含量(葡萄糖,果糖和蔗糖)是全日空-裂解通過流動(dòng)注射分析儀(FIA)(AA3,SEAL,德國)。三十克甜高粱顆粒的攪拌在用300ml蒸餾水,在室溫下放置2分鐘的混合器。將混合物超聲處理15分鐘。將澄清上清液用于測量糖的濃度。該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一式三份。2.3。固-液萃取實(shí)驗(yàn)用300mL水將燒杯預(yù)熱的水浴中30分鐘,在實(shí)驗(yàn)溫度。甜高粱顆粒(20克)加入到燒杯中,溫育在規(guī)定試驗(yàn)溫度,直到萃取實(shí)驗(yàn)結(jié)束。將燒杯蓋上一片塑料薄膜,以避免水在實(shí)驗(yàn)過程中丟失的。一毫升溶液取出,以確定在指定時(shí)間糖濃度。實(shí)驗(yàn)條件是變化的,與6粒徑(2,4,

6、6,8,12和16毫米),四攪拌速度(100,250,500和750轉(zhuǎn)),四種的滲透抽動(dòng)壓力(1.2,1.4表示,1.9,2.2103千帕)和五個(gè)溫度(20,30,40,50和60的LC)。所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)一式三份。甜高粱糖分萃取動(dòng)力學(xué)是由糖濃度溶液中的監(jiān)測。2.4。動(dòng)力學(xué)模型在這項(xiàng)研究中使用的動(dòng)力學(xué)模型是以下列表。兩個(gè)同時(shí)一級動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了說明由下式[10月12日]:???1D1?K1TTt?2D1?K2第te1T其中C/=C/C1,C是在在提取過程的溶液中的溶質(zhì)濃度,C是平衡溶質(zhì)濃度,C1/=C1/C1,C1是在溶液中的最終濃度溶質(zhì)由于破碎和表面細(xì)胞單獨(dú),C/2=

7、C2/C1,C2是在溶液中的最終濃度溶質(zhì)由于完整細(xì)胞單獨(dú),K1(分1)是速率常數(shù)破碎和表面細(xì)胞和k2(分1)中的速率常數(shù)的完整細(xì)胞。2.5。統(tǒng)計(jì)分析模型參數(shù)通過非線性回歸,使用數(shù)據(jù)分析軟件來源8.5(產(chǎn)地Lab公司,美國)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定。3。結(jié)果與討論3.1。白糖調(diào)的甜高粱固態(tài)發(fā)酵模式在對比液態(tài)發(fā)酵,沒有連續(xù)液相中的SSF。SSF涉及微生物在潮濕襯底在不存在游離水,這使得該系統(tǒng)從深層發(fā)酵(SMF)[13]完全不同的生長。在雜色克萊斯與水的水分在70%以上,糖轉(zhuǎn)移從INTE-rior甜高粱的植物細(xì)胞,以表面被糖濃度梯度驅(qū)動(dòng)。糖轉(zhuǎn)移在一個(gè)甜高粱顆粒的示意圖示于圖1.

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