2012年中國糖料第1期Sugar Crops of China綜合利用文章編號:1007-2624(2012)01-0067-02糖蠻生產燃料乙醇生產技術高正卿1,鄧軍,張躍彬2(1云南省輕工業(yè)科學研究院昆明650034;2云南省農業(yè)科學院甘蔗研究所,開遠661600)要:介紹了采用糖蜜為原料,生產燃料乙醇的工藝技術,以及利用生產過程中產生的酒精廢醪液生產沼氣的工藝技術,提高了制糖企業(yè)經濟效益。關鍵詞:甘蔗;燃料乙醇;生產技術中國分類號:S566文獻標識碼:A糖蜜是制糖廠的一種副產品,它是在蔗糖的生產過程中,無法再蒸濃結晶的母液,約含有全糖分(蔗糖和還原糖)50%,可用于制作生產發(fā)酵產品如酵母、酒精、丙酮、丁醇等山23近年來,伴隨著全球原油存儲量不斷減少,能源安全與危機形勢不斷嚴峻,國際、國內石油價格不斷上漲的形勢,尋找石油替代能源已經成為各國政府特別是世界最大的發(fā)展中國家—中國高度關注的問題。乙醇是一種清潔能源,可與汽油混合制造汽油乙醇作汽車燃料,這種燃料在減少汽油燃燒對大氣污染的同時,還可以增加汽油辛烷值,提高燃燒效率,可以說,乙醇汽油的經濟效益和生態(tài)效益不可低估。糖蜜是作為制糖廠的一種副產品,是制作生產燃料乙醇的理想原料,據(jù)統(tǒng)計,約45t廢糖蜜可以生產1t燃料乙醇岡。糖蜜生產燃料乙醇,主要通過預處理工序,發(fā)酵工序,蒸餾工序、脫水工序表1無水乙醇主要質量指標名稱優(yōu)級純分析純化學純等,最終產品酒精度為995%以上,達到乙醇的質厭分數(shù)(CHCH2OH%≥998≥997≥995了燃料乙醇的標準和要求。密度(20℃)g/mL0.789~0.7910.7890.7910.7890.791與水混合試驗合格合格1燃料乙醇質量標準蒸發(fā)殘渣的質量分數(shù)≤0.0005≤0001酸度(以H計mm10g≤0.02≤0.1燃料乙醇在未加入變性劑前的乙堿度以OH計Wmo100g)≤0.005≤001醇產品執(zhí)行CB/T678-2002標準。主要水分的質敏分數(shù)/%≤0.3甲醇(CHOH)的質量分數(shù)%≤0.02≤0.2控制指標見表1。異內醇CH3)CHOH的質量分數(shù)/%≤0.003≤0.05羰基化合物(以CO計)的質量分數(shù)%≤0003≤00052燃料乙醇生產工藝易炭化合物合格合格合格從工藝的角度來說,是以糖蜜為原鐵(Fe)的質量分數(shù)/%≤00000鋅(Zn的質量分數(shù)%≤00000l料,經前處理、發(fā)酵、蒸餾、脫水等工藝還原高錳酸鉀(O計的質量分數(shù)500500550000而生產燃料乙醇,最后生產出純度高的乙醇(如圖1)。燃料乙醇生產開發(fā),充分利用了廢糖蜜資源,提高了糖蜜制糖企業(yè)經濟效益。糖化糖化酶硫酸(1)原料前處理:主要通過預處理工序,加入營養(yǎng)素、尿素、硫酸等輔助材料進行殺菌和調節(jié)pH值,使原料達到指標要求。發(fā)酵(2)發(fā)酵:糖化物料進入多級連續(xù)流動發(fā)酵罐,采用半連續(xù)發(fā)酵工藝控制,增殖罐投放固定化酵母,經冷卻至發(fā)酵溫度的糖化醪連續(xù)粗塔酒精廢醪液流人酒母繁殖罐,控制罐內的糖化液錘度,控制罐內醪液溫度為28~35℃,酵母數(shù)保持在08億/m3以上,依次流加至各分割罐。發(fā)酵液約靜塔沼氣65~72h發(fā)酵成熟,酒分達9%(vv)以上,殘?zhí)?.5%以下,成熟醛可進入蒸餾、脫水工藝。分子篩選(3)蒸餾:工序有3個塔,分別是粗餾塔、醛餾塔和精餾塔。應用鍋爐生產出來的蒸汽加熱廢糖蜜,讓廢糖蜜的酒分轉化為酒精,一般由粗餾塔出來的酒精純度為35%左右,醛餾塔出來的酒精純度為5%醇中國煤化工工藝流程收稿日期:2011-1-18CNMHG作者簡介:高正卿(1967-),男,高級T程師研究方向:制糖T藝。F-mlil:gxq1967@bsc通信作者:張躍彬(1969-),男,研究員,研究方向:甘蔗綜合技術研究與開發(fā)中國糖料2012年80%左右,精餾塔出來酒精是最終產品酒精度為95%。從發(fā)酵工段來的成熟發(fā)酵醪,通過與粗蒸塔頂?shù)木破痛炙簱Q熱,進入粗餾塔。粗餾塔在負壓下工作,控制塔溫度在82~85℃,目的在于增大乙醇和其他雜質間相對揮發(fā)度,使乙醇更易于分離,又徹底去除酸類雜質;同時有利于塔再沸器的換熱,節(jié)約能耗減少酒糟在粗塔和再沸器中的積垢。粗餾塔加熱時利用精餾塔頂部排出的酒精蒸汽在再沸器中加熱塔釜液產生的蒸汽進行,粗餾塔頂出來的粗酒汽經醪液預熱器和粗餾塔冷凝器冷凝,冷凝的粗酒液全部進入精餾塔。(4)脫水:精餾塔在加壓下工作,用蒸汽通過塔底再沸汽間接加熱?？刂扑囟?25~127℃,塔頂溫度95~98℃塔頂部分酒精蒸汽進入脫水設備,大部分酒精蒸汽則用來作為粗餾塔再沸器的熱源,并經粗餾塔再沸器冷凝,冷凝下來的酒精用泵打回流;從塔的加料口上方2-6塊塔板提取雜醇油酒精,并通過雜醇油廢液分離將雜醇油分離出去,以保證精餾塔的正常操作。分離出的雜醇油可配入燃料乙醇作成品銷售。離心分離]→AB反應哥→降油“曝氣迪3酒精廢醪液處理工藝乙醇生產過程自粗餾塔排除大量的廢液,一般廢渣「沼泥俗稱為酒精廢醪液,噸乙醇產生的廢液約為14t,本污水達標排放(回用澆地)方法每天產生的廢醪液及有機廢水約為2338m3,圖2酒精廢醪液處理工藝流程經過對多個廢醪液的治理方案比較,我們選擇采用UASB生物反應器在治理廢液的同時生產沼氣,按每立方有機廢液可產12m3沼氣計算,則日產沼氣量為28000m3,提供的廢醪液治理方案,其工藝流程如圖24小結41酒精可以替代四乙基鉛制備目前大量急需的無鉛汽油。我國已是石油凈進口國,利用再生資源,研究開發(fā)和采用高新技術,低成本地發(fā)展發(fā)酵生產酒精以部分替代汽油是21世紀我國的必經之路。42必要時,甘蔗和蔗汁也可以直接用來進行酒精發(fā)酵。這樣,當甘蔗產量過多時,就可用甘蔗生產酒精,而甘蔗生產酒精設備所需的投資要比制糖設備低得多43本技術采用糖蜜為原料,生產燃料乙醇同時利用生產過程中產生的酒精廢醪液生產沼氣。生產工藝運用了循環(huán)經濟理念,合理集成了發(fā)酵酒精先進、高效的清潔生產技術,對廢醪液進行了資源化治理,提高了生產效率,降低了成本,節(jié)約了資源和能源,保護了環(huán)境,是一項值得推薦的生產技術。參考文獻洪叔南楊運生,張躍彬等.云南制糖T業(yè)50年(1950-2008M昆明:云南省糖業(yè)協(xié)會,2009:5052[2]馬光庭,李伏生,韋珂.糖蜜發(fā)酵生產丙酮丁醇的研究工業(yè)微生物,199,29(2):28-323]沈艷麗.柑橘皮渣糖蜜及其燃料酒精制備的研究[D]西南大學,20084]吳松海林一心,潘世明,等.甘蔗生產燃料乙醇的發(fā)展前景中國糖料,2006(2):58-605]鹿建光,童莉霞李艷君我國生物燃料醇產業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展政策研究經濟研究參考,2008(43):10-18.Production of Fuel Ethanol by MolassesGAO Zheng-qing, DENG Jun, ZHANG Yue-binLight Industry Research institute of Yunnan Province, Kunming 650034, China:2. Sugarcane Research Institute, Yunnan Academy of A gricultural Sciences, Kuaiyuan 616600, China)Abstract: Both the process technology of fuel ethanol by molasses and the technology of miasmal by wastelcohol mash were introduced. It is helpful for advancing economic benefit of sugaring enterprise.Key words: sugarcane; fuel ethanol; process technology《中國糖料》編輯部啟事本刊自1998年第1期入編《中國學術期刊(光盤版》?！吨袊鴮W術期刊光盤版》免收作者版面費,并免費提供作者引文率統(tǒng)計資料。凡本人文章不愿在《中國學術期刊(光盤版中國煤化工上聲明,該文經本刊刊載后,不再編入《中國學術期刊光盤版》。CNMHG為適應我國信息化建設需要,擴大作者學術交流渠道,本刊已加入中期刊網(wǎng)”。作有者作權使用費與本刊稿酬一次性付給。如作者不同意將文章編入該數(shù)據(jù)庫,請在來稿時聲明,本刊將做適當處理。