薯蓣皂素废水制备酒精的研究.pdf

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1、第46卷第1期化工技术与开发Vol.46No.12017年1月Technology&DevelopmentofChemicalIndustryJan.2017环保与三废利用薯蓣皂素废水制备酒精的研究翟钰鑫（北方时代建筑设计集团EPC事业部，内蒙古赤峰024000）摘要：薯蓣皂素废水属难降解高浓度有机废水，为减少皂素废水对环境的污染，提高资源利用率，本文开展皂素废水接种酵母菌制备酒精的实验研究，考察了酵母菌接种量、pH和发酵时间对酒精产量的影响。使用正交实验方法确定了皂素废水制酒精的最佳工艺条件：当酵母菌接种量为

2、10%、pH=5、发酵时间为42h时，薯蓣皂素废水发酵生产酒精的效果最佳，此时，酒精度可达到3.6%。关键词：皂素废水；资源化利用；酒精；酵母菌中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1671-9905(2017)01-0035-03薯蓣皂素是合成甾体激素药物的基础原料，市表1废水水质场需求日趋增加，市场价格持续走高，因此，黄姜种CODSS-1BOD/COD色度浊度-1pH外观/mg·L/mg·L植和薯蓣皂素提取迅速发展。但是，以黄姜为原料858000.3132000450016230.8黑褐色[1-3]制

3、备薯蓣皂素过程会产生大量废水，废水中含有1.2实验材料及仪器大量淀粉、糖类和醇类，若不能妥善处理，不仅带来环境污染，同时也会导致资源的大量浪费。王西峰实验材料：废水酒精发酵培养基、薯蓣皂素废等人研究了Fenton法[2]、超临界水氧化法[3]对皂素水、(NH4)2SO4、石灰、发酵培养基(不用灭菌)。酵母废水的处理，徐朝辉等人研究了曝气内电解-臭氧菌种由安琪国光高活性干酵母菌经驯化筛选而得。法对皂素废水的处理效果[4]，但锦锋等人研究了内实验仪器：pH计、精馏柱（自制）、恒温振荡摇电解法对皂素废水的处理效果[5

4、]，张志扬等人研究床、全自动发酵罐。[6]了生物法对皂素废水的处理效果，但是，这些方法1.3实验方法存在能耗高、药品使用量高、不适合大规模废水处理酒精指标的测定依据工业酒精国家标准GB的缺点，同时废水中的淀粉、糖类、醇类未能得到资394-1993进行。源化利用，造成资源的大量浪费。考虑到废水的成酵母菌种的筛选：按一定比例将酵母菌种置于分，结合酒精生产工艺，本文尝试以皂素废水为原废水培养基中培养，得到酵母菌生长规律曲线。选料，以酵母菌为接种菌体，利用酵母菌发酵皂素废择处于对数生长期的酵母菌为实验用菌种，并通过水，

5、将皂素废水中的淀粉、糖类等转化为工业酒精。移植接种获得酵母菌优势菌群，将所获取的酵母菌通过单因素实验和正交实验方法确定了皂素废水制优势菌群接种到发酵培养基中进行酒精发酵。备工业酒精的实验条件。2实验结果与讨论1实验部分2.1单因素实验1.1废水水质2.1.1酵母菌接种量对酒精产量的影响实验所用皂素废水为皂素生产水解车间的一次在20℃、pH=5的条件下，使用摇瓶振荡培养盐酸水解废水，其水质状况见表1。19h，将处于对数生长期的种子液移接入发酵培养作者简介：翟钰鑫（1981-），男，内蒙古赤峰人，学士，工程师，主要

6、从事水处理及市政工程的工程管理与设计工作收稿日期：2016-11-0742化工技术与开发第46卷-1基，此时种子细胞数约为0.06亿·mL，按4%、6%、中将pH值定为5。8%、10%、12%、14%、16%、18%的接种量分别接入2.1.3厌氧发酵时间对酒精生产量的影响发酵培养基中进行酒精发酵，厌氧发酵24h，以产生在20℃、pH=5、酵母菌接种量为10%的条件下，酒精度的大小来确定最佳接种量，结果如图1所示。首先使用摇瓶振荡培养19h，之后进行酵母菌发酵，4.0厌氧发酵时间分别选择15、20、25、30、3

7、5、40、45、3.53.050、55、60h，进行薯蓣皂素废水的发酵试验。酒精度2.5厌氧发酵时间的变化如图3所示。2.0酒精度/%4.01.53.51.03.00.52.50024681012141618202.0酵母菌接种量/%酒精度/%1.5图1酵母菌接种量对酒精生产量的影响1.0从图1可以看出，当酵母菌接种量低于10%时，0.50所生产酒精的酒精浓度随着酵母菌接种量的增加而10203040506070发酵时间/h增加，当酵母菌接种量超过10%时，所生产酒精的图3发酵时间对酒精生产量的影响酒精浓度反而随

8、着酵母菌接种量的增加而降低。造由图3可以看出，厌氧发酵时间为40h时，酒精成这一现象的原因可能是：在较低的酵母菌接种量度达到最大值3.7%；当发酵时间少于40h时，酒精条件下，废水中的营养物质充沛，酵母菌得以迅速增度随发酵时间的增加而增加；当发酵时间大于40h殖，形成优势菌群，能够将酵母菌中的淀粉糖转化为时，酒精度随发酵时间的延长略有降低。还原糖，进而转化为酒精，提高酒精含量即酒精度2