乙醇发酵-循环气提耦合工艺的研究

发酵法生产乙醇的过程中，产物乙醇会对微生物的生长产生抑制，在线分离乙醇是消除产物抑制的一个最有效途径，从而可以提高发酵效率，同时简化分离和纯化工艺。本文在综合已有酒精发酵技术的基础上，设计了一种新型循环气提在线分离酒精工艺，目的是克服传统气提酒精发酵工艺中不足，从化工分离与发酵工程两方面着手强化其单元操作特性，同时降低酒精蒸馏能耗及废液量，并最终使酒精生产成本降低。 针对传统气提工艺中循环压缩泵均选用普通真空泵而导致的灭菌困难和发酵过程中容易染菌问题，本文在循环压缩泵上选用隔膜式真空泵，使反应体系与外界完全隔开，从而使气提过程更安全，避免污染。在酒精在线分离单元上设计气液分离与多重吸收装置，使分离过程进一步强化，从而提高气提效率。 对醇水溶液体系中不同循环气量对气提效率的影响进行了考察，表明在循环气量为0.8m3·h-1时，气提6h可气提出体系中50％的乙醇，表明循环气提对乙醇产物分离具有可行性。 将该循环气提应用至实际乙醇发酵工艺中，可将发酵过程中的乙醇浓度控制在50g·L-1左右，从而消除产物抑制，保持酵母菌的活力；乙醇对糖的得率为0.461g·g-1，为间歇发酵的1.055倍；循环气提工艺中乙醇的浓度可以达到231.29g·L-1，是无气提工艺的1.857倍。