糖的甜高粱秸稈的傳質(zhì)固態(tài)發(fā)酵工藝

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)基于三個步驟的過程一個傳質(zhì)模型。考慮到甜高粱莖稈不同的組織結(jié)構(gòu)，白糖調(diào)用兩個參數(shù)表征組織結(jié)構(gòu)差兩個同步一級動力學(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

2、收集糖轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)動力學(xué)數(shù)據(jù)。四個因素影響，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調(diào)不同品種甜高粱的動力學(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)[13]能源作物全世界的關(guān)注。甜高粱是作為非食

3、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[45]，這是C4植物具有高光效，高發(fā)酵糖，產(chǎn)量高綠量（2030干噸公頃）。它具有低要求對化肥，高效的用水量（13甘蔗和12的玉米），以及120150天[6]生育期短。固態(tài)發(fā)酵（SSF）已成為一個有前途的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[57]。然而，SSF方法具有由于其特定的運(yùn)行條件[8]的限制：它是一個異質(zhì)系統(tǒng)而不自

4、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)，每個單獨(dú)的甜高粱粒子可被視為一個單獨(dú)的發(fā)酵單位。糖的質(zhì)量傳遞在每個單元是用于生產(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]。在每個顆粒單元，所述糖擴(kuò)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。因?yàn)樘鸶吡惶潜碛^質(zhì)量

5、傳遞起源于每個微單元的加成物，糖轉(zhuǎn)移甜高粱SSF方法的動力學(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BACteriostatic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)報谷子研究所優(yōu)

6、。甜高粱莖桿而不樹皮切成筒為2，4，6，8，12，16毫米的高度。圓柱體的直徑為約222毫米。高粱顆粒的示意圖示于圖1.從微鏡下視圖，通過植物細(xì)胞膜的糖轉(zhuǎn)移從內(nèi)部到基片的表面被CON中心定位梯度驅(qū)動。糖轉(zhuǎn)移的每個粒子發(fā)生地的三個步驟。第一個是從內(nèi)部到植物細(xì)胞的外部糖遷移。第二移動到固體基底，植物細(xì)胞壁和植物細(xì)胞的表面上的液體相之間的界面。該接口被定義為液體膜。第三被溶解到表面上的主體液相。但是，它是如此之薄液膜。盡管該系統(tǒng)似乎是復(fù)雜的，

7、動力學(xué)參數(shù)是由一個簡單的擴(kuò)散模式，因?yàn)檎麄€系統(tǒng)的驅(qū)動力是糖濃度梯度說明。酵母，釀酒酵母，生長在在顆粒表面的液體薄膜，并通過出芽無性繁殖。它沒有延伸到氣態(tài)區(qū)域或襯底象其它真菌[14]的內(nèi)側(cè)。可發(fā)酵糖甜高粱基片連續(xù)提取和酵母菌同時食用。在SSF中，糖消耗量由傳播和酵母的代謝產(chǎn)生的濃度梯度，其驅(qū)動連續(xù)糖擴(kuò)散到顆粒的表面。在這糖溶液3糖液膜2酵母甜高粱的細(xì)胞1圖。SSF系統(tǒng)在微觀尺度和局部腫塊運(yùn)輸過程甜高粱發(fā)酵過程1.結(jié)構(gòu)。發(fā)生的過程是1，糖從

8、植物細(xì)胞到基材表面的內(nèi)部轉(zhuǎn)移2，糖擴(kuò)散通過液膜和由酵母消耗。3，本體液相擴(kuò)散。紙我們模擬甜高粱細(xì)胞傳質(zhì)糖到表面通過擴(kuò)散的一階模型。3.2。甜高粱秸稈的結(jié)構(gòu)甜高粱秸稈的莖皮和髓相當(dāng)DIStinct其化學(xué)和結(jié)構(gòu)組成[15]。他們也有不同的切削性[16]。莖皮和維管束具有長而靈活的木質(zhì)纖維素纖維，而髓具有相對松散的纖維，并含有較多的實(shí)質(zhì)細(xì)胞。我們假設(shè)，莖的不同結(jié)構(gòu)可能影響糖的質(zhì)量傳遞，所以甜高粱莖桿被按照不同的形態(tài)內(nèi)的邏輯功能分離到兩個區(qū)域。