Оптимизация процесса осахаривания разваренной массы в производстве этанола

Автор: Ковалева Т.С., Яковлев А.Н., Яковлева С.Ф., Тертычная Т.Н., Муравьев А.С.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Пищевая биотехнология

Статья в выпуске: 1 (87), 2021 года.

Бесплатный доступ

Стадия осахаривания в производстве этанола является одной из основных. От правильности проведения данного процесса зависит полнота выбраживания декстринов и крахмала, учитываемая в бродильном отделении, а, следовательно, количество производственных потерь, качество и выход конечного продукта. Оптимизацию процесса осахаривания разваренной массы проводили методом полного факторного эксперимента с применением центрального композиционного ротатабельного униформпланирования эксперимента. В качестве управляемых факторов были выбраны: дозировка ферментного препарата Биозим 800Л; температура; рН и продолжительность гидролиза. Наибольшее влияние на процесс осахаривания оказывает дозировка ферментного препарата Биозим 800Л и продолжительность процесса. Значимость коэффициентов регрессии определяли с помощью критерия Стьюдента, адекватность уравнения регрессии - с помощью критерия Фишера при уровне значимости 5%, сходимость параллельных определений - с помощью критерия Кохнера. Установлено, что применение ферментного препарата Биозим 800Л на 40,5% по сравнению с контролем увеличивает накопление глюкозы. Для определения оптимального режима осахаривания был использован метод неопределенных множителей Лагранжа. Установлено, что максимальное накопление глюкозы в сусле составляет 12 г/100 мл достигается при следующих режимах: дозировка ферментного препарата Биозим 800Л 4,8 ед ГлС/г крахмала; температура 60,2 C; рН 4,55 ед; продолжительность осахаривания 2,05 ч.

Еще

Осахаривание, ферменты, оптимизация, этанол, биозим

Короткий адрес: https://readera.org/140257324

IDR: 140257324   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2021-1-211-218

Список литературы Оптимизация процесса осахаривания разваренной массы в производстве этанола

  • Ковалева Т.С., Агафонов Г.В., Яковлев А.Н., Яковлева С.Ф. Влияние протеазы и фитазы на физиологическое состояние спиртовых дрожжей при культивировании // Вестник ВГУИТ. 2019. №2 4. Т 81. С. 98-102. doi: 10.20914/23101202-2019-4-98-102
  • Байбакова О.В. Исследование одновременного процесса осахаривания-сбраживания для получения биоэтанола на примере мискантуса и плодовых оболочек овса // Фундаментальные исследования. 2016. №. 6-1. С. 14.
  • Яковлев А.Н., Агафонов Г.В., Яковлева С.Ф., Алексеева Н.И. и др. Влияние мультиэнзимной композиции на процесс брожения ржаного сусла // Производство спирта и ликероводочных изделий. 2013. № 3. С 26-28.
  • Пат. № 2653432, RU, С12Р 7/06. Способ получения этилового спирта / Агафонов Г.В., Яковлев А.Н., Яковлева С.Ф., Ковалева Т.С. № 2017114134; Заявл. 24.04.2017; Опубл. 08.05.2018, Бюл. № 13.
  • Хоконова М.Б., Цагоева О.К. Исследование процесса осахаривания с применением грибной культуры и солода // Современная биотехнология: актуальные вопросы, инновации и достижения. 2020. С. 174-176.
  • Хоконова М.Б., Цагоева О.К. Теоретические основы механико-ферментативной обработки крахмалистого сырья // Сборник избранных статей по материалам научных конференций ГНИИ «Нацразвитие». 2019. С. 178-181.
  • Хоконова М.Б. Технология переработки крахмалистого сырья с получением белково-углеводных продуктов // Научное обеспечение инновационного развития агропромышленного комплекса регионов РФ. 2018. С. 681-684.
  • Сергеенко Л.А. Осахаривание крахмал-и целлюлозосодержащего сырья комплексом термостабильных ферментных препаратов // Технология органических веществ. 2020. С. 26-29.
  • Qin L. et al. Process analysis and optimization of simultaneous saccharification and co-fermentation of ethylenediamine-pretreated corn stover for ethanol production //Biotechnology for biofuels. 2018. V. 11. №. l.P. 1-10. doi: 10.1186/sl3068-018-l 118-8
  • Scarpa J.C.P. et al. Saccharification of pretreated sugarcane bagasse using enzymes solution from Pycnoporus sanguineus MCA 16 and cellulosic ethanol production // Industrial Crops and Products. 2019. V. 141. P. 111795. doi: 10.1016/j.indcrop.2019.111795
  • Ho^gUn E.Z. et al. Ethanol production from hazelnut shells through enzymatic saccharification and fermentation by low-temperature alkali pretreatment//Fuel. 2017. V. 196. P. 280-287. doi: 10.1016/j.fuel.2017.01.114
  • Qiu J. et al. Pretreating wheat straw by phosphoric acid plus hydrogen peroxide for enzymatic saccharification and ethanol production at high solid loading //Bioresource technology. 2017. V. 238. P. 174-181. doi: 10.1016/j.biortech.2017.04.040
  • Bader A.N. et al. Efficient saccharification of microalgal biomass by Trichoderma harzianum enzymes for the production of ethanol// Algal Research. 2020. V. 48. P. 101926. doi: 10.1016/i .algal.2020.101926
  • Sharma V., Nargotra P., Bajaj B.K. Ultrasound and surfactant assisted ionic liquid pretreatment of sugarcane bagasse for enhancing saccharification using enzymes from an ionic liquid tolerant Aspergillus assiutensis VS34 // Bioresource technology. 2019. V. 285. P. 121319. doi: 10.1016/j.biortech.2019.121319
  • Geddes C.C., Nieves I.U., Ingram L.O. Advances in ethanol production // Current opinion in biotechnology. 2011. V. 22. №. 3. P. 312-319. doi: 10.1016/j.copbio.2011.04.012
  • Liu C.G. et al. Cellulosic ethanol production: progress, challenges and strategies for solutions // Biotechnology advances. 2019. V. 37. №. 3. P. 491-504. doi: 10.1016/j.biotechadv.2019.03.002
  • Gupta A., Verma J.P. Sustainable bio-ethanol production from agro-residues: a review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. V. 41. P. 550-567. doi: 10.1016/j.rser.2014.08.032
  • Dias M.O.S., Junqueira T.L., Jesus C.D., Rossell C.E. et al. Improving second generation ethanol production through optimization of first generation production process from sugarcane // Energy. 2012. V. 43. №. 1. P. 246-252. doi: 10.1016/j.energy.2012.04.034
  • Gao D. M., Kobayashi T., Adachi S. Production of rare sugars from common sugars in subcritical aqueous ethanol // Food chemistry. 2015. V. 175. P. 465-470. doi: 10.1016/j.foodchem.2014.11.144
  • Moodley P., Kana E.B.G. Comparative study of three optimized acid-based pretreatments for sugar recovery from sugarcane leaf waste: a sustainable feedstock for biohydrogen production // Engineering science and technology, an international journal. 2018. V. 21. №. 1. P. 107-116. doi: 10.1016/j.jestch.2017.11.010
Еще
Статья научная