摘要
与传统厌氧发酵工艺相比，利用酵母菌生物强化高含固率厨余垃圾干式厌氧发酵生产乙醇的工艺具有产生的沼液少、二次污染少、原料资源化、产物乙醇可利用性高的优点。本研究以接种酵母菌的厨余垃圾干发酵体系为研究对象，探究酵母菌对厨余垃圾干发酵产乙醇特性的影响，探究代淀粉酶对高含固率厨余垃圾水解特性的影响，最终实现生物强化高含固率厨余垃圾产乙醇工艺的改进。 （1）探究酵母菌强化高含固率厨余垃圾产乙醇特性。结果表明：接种酵母菌能明显增加乙醇产量；直接接种条件下接种量为9%条件下，发酵12h后，乙醇浓度达到最大，为12.09g·L-1，是不接种组的8.57倍；不同于灭菌预处理组乙醇浓度缓慢上升的趋势，直接接种组主要集中在发酵前期0~4h内产乙醇，4h后接种量能达到其最大值的88.86%，因此在应用中可根据情况发酵12h；发酵结束时仍有35.11%的还原糖不能被酵母菌利用产乙醇，此时淀粉降解率最高为36.25%。 （2）探究淀粉酶强化高含固率厨余垃圾水解产还原糖特性。结果表明：淀粉酶促进淀粉水解的最佳时间为24h；随着淀粉酶酶活逐渐升高，淀粉降解效率、还原糖含量逐渐升高，pH逐渐下降；本研究中产还原糖效果最好的淀粉酶酶活为180U·g-1，24h后淀粉降解率为49.68%，还原糖含量为204.25mg·g-1。 （3）将适用于高含固率厨余垃圾的淀粉酶强化淀粉水解工艺与酵母菌强化厨余垃圾干发酵产乙醇工艺结合，最终实现生物强化高含固率厨余垃圾产乙醇工艺的改进。该工艺理论上能达到更高的乙醇产量，实现对高含固率厨余垃圾资源化。动力学拟合得到的产乙醇潜力最大是在直接接种组接种量为9%的时候，为11.51g·L-1，此时单位最大乙醇产率也最高，为3.88g·L-1·h-1，该结果符合实际实验所得结果。从菌剂的使用成本上来说，淀粉酶、酵母菌的使用实现了较好的实际效用和经济效益。
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