玉米粉糖化金陵beer070720

双酶法玉米粉低温同步糖化南京工业大学Yelian MIAO, Ph.D.,1. 玉米粉低温同步糖化新工艺的提出2. 双酶法低温液化、糖化（两步）3. 双酶法低温同步糖化（一步）4. 低温同步糖化与酒精发酵的同步偶合5. 能耗和经济性分析,内容,世界三大作物：大米、小麦、玉米世界玉米年总产量： 6亿t美国：玉米产量占世界的34，90以上作工 业原料中国：玉米产量占世界的22，食用10，工 业原料15%，饲料75玉米是我国未来生产增长的主要作物之一，新 增量主要用作工业原料和饲料,玉米生产,1844年：Thomas Kingsford在美国泽西市开设世界上第一个玉米淀粉生产厂，湿磨；1866年：用玉米淀粉生产葡萄糖，采用德国化学家G.S.C.Kirchhoff在1811年开发的 淀粉酸水解技术；1900年：酸变性淀粉；1915年：氧化淀粉；1921年：结晶葡萄糖水化合物，葡萄糖提纯和结晶技术；1940年：酸酶水解专利公开，获得范围更广的糖浆组分，同时，94浓缩葡萄糖；1945年：糯玉米淀粉、阳离子淀粉，羟乙基淀粉；1960年：热稳定-淀粉酶、糖化酶1975年：玉米葡萄糖发酵制取饮料和酒精（石油危机）；1977年：Staley公司在印第安纳州建立“计算机总控”玉米淀粉加工厂；1980年：采用膜过滤技术除去蛋白质和其他非糖浆物质；1990年：采用酶技术生产柠檬酸、乳酸等有机酸，以及赖氨酸、苏氨酸等氨基酸,玉米加工业发展历史,玉米的工业利用,玉米,精细化工品,医药、食品,乙醇、乙二醇等醇类,乳酸、丁二酸等有机酸,多糖,增稠剂、乳化剂,材料、燃料,现有双酶法淀粉糖化工艺,1) 水、电、汽消耗量大，对设备要求高2) 料液黏度大，不易拌匀3) 生成不发酵性糖，使淀粉损失1.2%左右4) 蛋白质变性，不饱和脂肪酸氧化成酮和醛，在后续发酵中的利用率低,（高温蒸煮）,（中温液化）,玉米粉的结构特点,蛋白质和淀粉颗粒,(Chanvrier,2005),双酶法玉米粉低温糖化新工艺,1) 降低糖化能耗和生产成本2) 提高葡萄糖、蛋白质、脂肪等成分在后续发酵中的综合利用效率3) 与后续发酵同步耦合，提高生物法化学品生产的效率和经济性,1. 玉米粉低温同步糖化新工艺的提出2. 双酶法低温液化、糖化（两步）3. 双酶法低温同步糖化（一步）4. 低温同步糖化与酒精发酵的同步偶合5. 能耗和经济性分析,内容,酶,中温-淀粉酶 酶活力:2,000u/mL,最适温度:6070,最适pH:6.06.5,糖化酶 酶活力:100,000 u/mL,最适温度:60,最适pH:4.04.5,(无锡赛德生物工程有限公司),玉米粉液化的Arrhenius图,（条件：料液浓度10%，pH6.06.5，中温-淀粉酶用量10u/g）,市售玉米粉液化正交试验（两步）,（糖化条件：pH4.04.5，糖化酶用量200u/g，温度60，24h）,各因素对葡萄糖收率的影响顺序是ACB ，只有液化温度对葡萄糖收率的影响在0.01水平上具有显著性,细微玉米粉液化正交试验（两步）,（糖化条件：pH4.04.5，糖化酶用量200u/g，温度60，24时间）,各因素对葡萄糖收率的影响顺序是CAB，但各因素对葡萄糖收率的影响在0.05水平上都没有显著性,1. 玉米粉低温同步糖化新工艺的提出2. 双酶法低温液化、糖化（两步）3. 双酶法低温同步糖化（一步）4. 细微粉碎的机械力化学效应5. 低温同步糖化与酒精发酵的同步偶合6. 能耗和经济性分析,内容,细微玉米粉同步糖化温度,（条件：料液浓度10，液化酶用量10u/g，糖化酶用量200u/g，pH6.0）,1. 玉米粉低温同步糖化新工艺的提出2. 双酶法低温液化、糖化（两步）3. 双酶法低温同步糖化（一步）4. 低温同步糖化与酒精发酵的同步偶合5. 能耗和经济性分析,内容,细微玉米粉同步酒精发酵温度,（条件：料液浓度10，pH6.0，中温-淀粉酶用量10u/g，糖化酶用量200u/g， 酸性蛋白酶用量16u/g，酵母菌用量0.1）,1. 玉米粉低温同步糖化新工艺的提出2. 双酶法低温液化、糖化（两步）3. 双酶法低温同步糖化（一步）4. 低温同步糖化与酒精发酵的同步偶合5. 能耗和经济性分析,内容,新工艺,比较对象,设备、能耗、成本比较,低温糖化工艺中的细微粉碎与玉米半湿法脱皮脱胚工艺过程中的粉碎合并(2) 与高温液化相比，低温液化还节约了在液 化过程中的保温能耗(3) 液化和糖化的同步,其他节能措施,研究成果,论文 (1) 细微玉米粉的低温糖化，2006年中国生物质能科学技术论坛会议论文集，87-93，2006.8.15-17（哈尔滨） (2) 细微玉米粉低温酶解试验研究，中国农业工程学报（CN11-2047/S）（EI Page one）, 2007.8 (3) 细微化对玉米粉糖化的机械力化学效应, 2007中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程分会学术年会论文集，88-92, 2007.7.22 -26（保定市） (4) Mechanochemical effects of micronization on enzymatic hydrolysis of corn flour, Carbohydrate Polymers, (in press) (SCI)专利