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燃料乙醇是一种缓解国家能源消耗的重要材料,利用当地特有的资源,发展非粮物质制备燃料乙醇产业,顺应了国家可再生能源的规划。本论文对海南毛薯即有关成分进行了分析,研究并优化双酶法水解毛薯粉的工艺,同时与毛薯粉酸水解工艺进行了比较,再对最佳工艺的糖化液进行酵母发酵的优化,以期为制备燃料乙醇提供新的原料和工艺。简述如下：测定了海南毛薯粉的淀粉、纤维素等成分,其中淀粉含量达77.87%,初步检测表明：毛薯是一种以碳水化合物为主的淀粉质类原料。检测方法是以葡萄糖为标准,以DNS(3,5-二硝基水杨酸)为显色剂,采用分光光度法测定还原糖含量。该法最大吸收波长为480nm,其标准回收率最高为101.9%,最低为99.7%,相对误差为±1.9%,表明相对误差小,标准回收率高,样品用量少,重现性好,能简便快速跟踪检测整个糖化及发酵进程中,和乙醇有密切关联的主要成分——还原糖的变化过程。采用毛薯制备燃料乙醇,原料能否有效地转化为可酵解的糖类,其糖化率的大小至关重要。本文采用双酶法作用于毛薯粉,液化过程中毛薯淀粉与液态高温α-淀粉酶的相互作用遵循Michaelis-Menten方程,米氏常数Km=69.97mg/mL,最大反应速率Vm=1.413mg/(mL·min)。当加酶量为0.15mL/g、水解温度为90℃、pH6.0、毛薯粉质量浓度为70mg/mL、水解时间50min时,毛薯粉糖化率可达55.69%。在最佳液化条件基础上,添加糖化酶的量0.004g/g,糖化温度65℃,糖化时间7h,毛薯淀粉液的pH4.0,毛薯淀粉的糖化率达到最高为99.80%本文还研究毛薯淀粉酸水解工艺,单因素试验发现按料液比1：16(g/mL)的比例,加入0.3mol/L盐酸溶液,调成毛薯粉浆,水解温度110℃,水解时间2.0h,实测得毛薯淀粉的糖化率达94.94%。由双因素协同作用试验看出,毛薯淀粉酸水解的基本规律是：温度升高,水解液中还原糖含得率的最大值拐点明显前移。水解温度越高,水解所需的酸浓度越低,水解时间也越短、料液比的比例也越低。即在水解温度130℃、盐酸浓度0.300mol/L、水解时间为1.0h时,毛薯粉最佳料液比为1：10,还原糖得率最高,达到99.31%,毛薯淀粉高温、短时、低酸的水解工艺很有工业应用前景。毛薯淀粉糖化后,本文还对毛薯淀粉糖化液进行了发酵研究。其操作过程是,先去除抑制酵母菌生长的杂质成分,过滤去渣,对酵母发酵的主要影响因素和条件进行正交分析,得影响毛薯淀粉糖化液发酵因素的前后顺序分别为：酵母用量(D)>磷酸钠(F)>时间(C)>pH(B)>温度(A)>硫酸镁(G)>硫酸铵(E)。据此又进一步研究各单因素影响条件,结果表明：糖化液直接按1g：200mL比例接种,发酵温度30℃,料液酸度pH3.6,发酵时间14h等工艺条件进行发酵,发酵完成后将其醪液直接蒸馏,可得到一定浓度的粗酒,经精馏后可得到95%的乙醇,再经脱水后可制得燃料乙醇,其产率为23.2%,即1吨毛薯,可生产232kg燃料乙醇。