小麦淀粉废水发酵生产丁醇

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1、第１３卷第３期生物加工过程Ｖｏｌ?１３Ｎｏ?３２０１５年５月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｐｒｏｃｅｓｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｙ２０１５ｄｏｉ：１０?３９６９／ｊ?ｉｓｓｎ?１６７２－３６７８?２０１５?０３?００２小麦淀粉废水发酵生产丁醇潘贺鹏，罗玮，顾秋亚，余晓斌（江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室，江苏无锡２１４１２２）摘要：为降低丁醇发酵的生产成本，以工业废弃物小麦淀粉废水为辅料，在分析废水组成的基础之上补加适当营养成分发酵生产丁醇。选取对丁醇发酵影响最大的木薯浓度、Ｎ源种类、Ｎ源浓度、无机盐和原料

2、处理方式等因素分别进行考察。结果表明：对于低浓度废水，添加７０ｇ／Ｌ木薯、２ｇ／Ｌ酵母粉、１ｇ／ＬＫＨＰＯ，原料糊化水解，能够获２４得较好的摇瓶发酵效果，丁醇和总溶剂产量最高可分别达到１４?７２和２２?６５ｇ／Ｌ。在７Ｌ发酵罐水平上，丁醇和总溶剂产量也分别能达到１３?５１和２３?１３ｇ／Ｌ。最终，利用生物柴油进行萃取发酵，其溶剂水平得到进一步提高，丁醇和总溶剂产量可分别达到１５?１３和２９?３８ｇ／Ｌ。关键词：小麦淀粉；废水；丁醇；萃取发酵中图分类号：Ｑ９３９?９７文献标志码：Ａ文章编号：１６７２－３６７８（２０１５）０３－０００７

3、－０７ＢｕｔａｎｏｌｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｗｉｔｈｗｈｅａｔｓｔａｒｃｈｗａｓｔｅｗａｔｅｒＰＡＮＨｅｐｅｎｇ，ＬＵＯＷｅｉ，ＧＵＱｉｕｙａ，ＹＵＸｉａｏｂｉｎ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＪｉａｎｇｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ２１４１２２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｏｓｔｏｆｂｕｔａｎｏｌｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ｌｏｗ

4、ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｗｈｅａｔｓｔａｒｃｈｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗａｓｕｓｅｄｔｏｐｒｏｄｕｃｅｂｕｔａｎｏｌ，ａｃｅｔｏｎｅａｎｄｅｔｈａｎｏｌｗｉｔｈＣｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍａｃｅｔｏｂｕｔｙｌｉｃｕｍ．Ｍｅｄｉｕｍｗａｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｓｔａｒｃｈｗａｓｔｅｗａｔｅｒ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃａｓｓａｖａｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ、ｎｉｔｒｏｇｅｎｓｏｕｒｃｅａｎｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｉｎｏｒｇａｎｉｃｓａｌｔａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｐ

5、ｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ａｄｄｉｔｉｏｎｏｆ７０ｇ／Ｌｃａｓｓａｖａ，２ｇ／Ｌｙｅａｓｔｅｘｔｒａｃｔｐｏｗｄｅｒａｎｄ１ｇ／ＬＫＨＰＯｔｏｌｏｗｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ２４ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｇａｖｅｂｅｔｔｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｔｈｅｙｉｅｌｄｓｏｆｂｕｔａｎｏｌａｎｄｔｏｔａｌｓｏｌｖｅｎｔｉｎｆｌａｓｋｗｅｒｅａｂｌｅｔｏａｒｒｉｖｅａｔ１４?７２ａｎｄ２２?６５ｇ／Ｌ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｙｉｅｌｄｓｏｆｂｕｔａｎｏｌａｎｄｔｏｔａｌｓｏｌｖｅｎｔｉｎ

6、ａ７⁃Ｌｆｅｒｍｅｎｔｏｒｃｏｕｌｄａｃｈｉｅｖｅｄ１３?５１ａｎｄ２３?１３ｇ／Ｌ．Ｔｈｒｏｕｇｈｅｘｔｒａｃｔｉｖｅｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅｙｉｅｌｄｓｏｆｂｕｔａｎｏｌａｎｄｔｏｔａｌｓｏｌｖｅｎｔｒｅａｃｈｅｄ１５?１３ａｎｄ２９?３８ｇ／Ｌ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｈｅａｔｓｔａｒｃｈ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｂｕｔａｎｏｌ；ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ在小麦淀粉加工过程中会产生大量高浓度酸性中，不仅会造成水资源的浪费，而且会对环境造成严有机废水，废水主要成分为溶解性的淀粉、戊聚

7、糖、灰重危害。废水的化学需氧量（ＣＯＤ）通常为１～３０［１］分和少量蛋白质。每年我国的小麦淀粉生产企业在ｇ／Ｌ，悬浮固体（ＳＳ）为１?５ｇ／Ｌ，排放之前须经过厌７生产过程中会排放大约２?４×１０ｔ淀粉废水，虽然淀氧或者好氧处理（如上流式厌氧污泥床反应器粉废水一般没有毒性，但直接将废水排放到环境水体（ＵＡＳＢ）），将废水中的ＣＯＤ降至０?１５ｇ／Ｌ以下才符收稿日期：２０１４－０２－２１基金项目：国家自然科学基金（２１１７６１０５）作者简介：潘贺鹏（１９８８—），男，河南驻马店人，硕士研究生，研究方向：发酵工学；余晓斌（联系人），教授，

8、Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｘｂｙｕ＠ｊｉａｎｇｎａｎ．ｅｄｕ．ｃｎ８生物加工过程第１３卷合国家规定排放标准。目前，国内外对废水的综合利长旺盛的种子按照８％的接种量接种到废水发酵培［２］用主要体现在单细胞蛋白、食用菌、微生物絮凝养基中或者７％的玉米