甘肅馬鈴薯生產(chǎn)燃料乙醇的可行性研究

第11卷第2期蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報Vol. 1 1 No. 22011年6月Joumal of Lanzhou Petrochemical College of TechnologyJun.,2011文章編號:1671-4067(2011)02-0003-03甘肅馬鈴薯生產(chǎn)燃料乙醇的可行性研究牟曉紅(蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院石油化學(xué)工程系,甘肅蘭州730060)摘要:分析了甘肅省馬鈴薯種植的地理條件、種植資源等方面的優(yōu)勢,提出了以馬鈴薯為原料,采用生料發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)燃料乙醇,不僅能帶動(dòng)甘肅省農業(yè)產(chǎn)業(yè)結構的調整,同時(shí)緩解日益增長(cháng)的能源需求,符合工農業(yè)發(fā)展的需要。關(guān)鍵詞:馬鈴薯;燃料乙醇;可行性;研究中圖分類(lèi)號:TQ223.12文獻標識碼:A能源是當今社會(huì )賴(lài)以生存和發(fā)展的基礎。近幾甘肅馬鈴薯產(chǎn)區主要集中分布在中部干旱地區年來(lái),隨著(zhù)石油資源持續減少和人們對環(huán)境的關(guān)注,和高寒陰濕地區。這些地區大多地處黃土高原及其以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)燃料,已經(jīng)成為一些國家的能過(guò)渡地帶,土層較厚,土質(zhì)疏松,耕地養分富含鉀素;源發(fā)展戰略而備受重視。海拔高,氣候冷涼,晝夜溫差大,一般宜農區海拔燃料乙醇的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段:第一階段是1750-2600m;年平均氣溫5-8℃,無(wú)霜期120以玉米、小麥為原料,是發(fā)展燃料乙醇的初始階段。160d,年降水量420-650mm,降水主要集中在7雖然技術(shù)已經(jīng)成熟,但由于我國人多地少,農業(yè)資源9月,降水對馬鈴薯生長(cháng)需水滿(mǎn)足率達622%-緊缺,依靠糧食作為燃料乙醇的原料,并非長(cháng)久之96.4%。這種雨熱分布特點(diǎn)恰好與馬鈴薯塊莖膨計。第二階段是以薯類(lèi)、甜高粲等為原料。國家先大期同步非常適宜于馬鈴薯生長(cháng)。另外,甘肅省中后出臺了一系列文件,鼓勵利用邊際性土地種植木部的高寒陰濕山區海拔2000m以上,馬鈴薯病害發(fā)薯、馬鈴薯等非糧食類(lèi)能源作物來(lái)發(fā)展生物燃料乙生輕傳播病毒媒介昆蟲(chóng)少,自然隔離條件較好是醇。第三階段是以秸稈等農業(yè)廢棄物為主要原料的馬鈴薯種薯繁育的理想地區。近年來(lái)這些地區馬鈴纖維素燃料乙醇。但是以纖維素為原料生產(chǎn)乙醇薯的種植面積占到了甘肅省馬鈴薯種植總面積的目前面臨三大難題:一是纖維素水解酶成本高95%,產(chǎn)量占到了甘肅省馬鈴薯總產(chǎn)量的70%。是五碳糖發(fā)酵菌株的轉化率低,五碳糖不容易生成12種植資源優(yōu)勢乙醇。三是纖維素原料收集、運輸難。這些問(wèn)題不甘肅省馬鈴薯種植涉及13個(gè)市(州)的60個(gè)僅在中國,在世界上也是一個(gè)難題縣,其中種植面積6667hm2以上的縣(區)有30個(gè),因此,就目前來(lái)說(shuō),發(fā)展以薯類(lèi)作物為原料的生20000hm2以上的縣(區)有9個(gè),300hm2的市物燃料不論從技術(shù)、成本以及原料綜合利用等方面(州)有8個(gè)。優(yōu)勢產(chǎn)區種植面積占到了甘肅省種都是最佳的選擇。而且,有利于推動(dòng)燃料乙醇生產(chǎn)植面積的70%以上。表1為近五年甘肅馬鈴薯種植的基本情況形成產(chǎn)業(yè)化、規?；瘂。表1近五年甘肅馬鈴薯種植的基本情況1甘肅發(fā)展馬鈴薯生產(chǎn)燃料乙醇的主年份種植面積hm2總產(chǎn)量A單產(chǎn)Am2要優(yōu)勢854000015.552005531000949350017.881.1生態(tài)適應優(yōu)勢20076578001033200015.71收稿日期:2011-05-104蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報2011年1.3群眾基礎優(yōu)勢勞動(dòng)強度,從而降低生產(chǎn)成本。另外,淀粉出酒率近幾年來(lái),馬鈴薯價(jià)格比較穩定,其一般收入高,成品酒精中甲醇含量偏低,成品質(zhì)量比較穩定9000-12000元/hm2,高產(chǎn)地區要超過(guò)15000元/圖1為生料發(fā)酵工藝流程2。hm3,這是其它糧食作物無(wú)法比擬的。207年,甘國科預處觀(guān)化化日馬鈴薯產(chǎn)值達67億元,占農業(yè)總產(chǎn)值的12%。定西地區種植1hm2馬鈴薯的收益相當于種植24hm2小麥的產(chǎn)值。據測算,2007年定西市全部鄉發(fā)靜只餾只脫水燃料乙摩村人口從馬鈴薯產(chǎn)業(yè)得到純收人1.57億元,人均收圖1生料發(fā)酵工藝流程入587元,分別占人均種植業(yè)純收入的73%和人均2.1馬鈴薯預處理家庭經(jīng)營(yíng)純收入的55%,占整個(gè)農民人均純收入的馬鈴薯在收獲、運輸等過(guò)程中,經(jīng)常會(huì )摻夾泥顯著(zhù)的經(jīng)濟效益極大的刺激了農民種植馬鈴土沙石粗纖維等雜質(zhì)。由于生料發(fā)酵沒(méi)有熟料蒸薯的積極性馬鈴蓼已真正成為貧困山區農民群眾煮過(guò)程中的殺菌作用所以要求原料雜質(zhì)少無(wú)蟲(chóng)蛀自覺(jué)實(shí)現脫貧致富奔小康的好項目。發(fā)展馬鈴薯產(chǎn)和霉爛變質(zhì)現象。因此生產(chǎn)前,必須除去雜物,以業(yè),政府只需因勢利導,開(kāi)展必要的技術(shù)培訓和技術(shù)保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行和提高生產(chǎn)效益服務(wù),就可收到事半功倍的效果。生料發(fā)酵不存在熟料發(fā)酵中由于原料粉碎過(guò)細1.4科技發(fā)展優(yōu)勢引起發(fā)粘和淀粉損失增加的問(wèn)題,同時(shí)原料較細,有甘肅省一直十分重視馬鈴薯科學(xué)研究與技術(shù)推利于糖化過(guò)程的進(jìn)行。因此,綜合考慮粉碎設備損廣工作,擁有一支長(cháng)期活躍在馬鈴薯科研與技術(shù)推耗和能耗本工藝選取的篩孔直徑≤16mm廣第一線(xiàn)的強有力的科技隊伍。甘肅省先后推廣了2.2液化系列先進(jìn)的栽培技術(shù)、防治病蟲(chóng)技術(shù)和留種技術(shù)。淀粉漿的液化是將淀粉鏈打斷,淀粉的網(wǎng)狀結其中,甘肅農科院在馬鈴薯抗晚疫育種和高淀粉育構被破壞從而使淀粉漿的粘度降低使淀粉水解為種方面均處于全國領(lǐng)先水平。甘肅省馬鈴薯莖尖脫糖和糊精。生淀粉水解時(shí)采用葡萄糖淀粉酶對生淀毒繁種技術(shù)研究也是全國起步較早的粉水解,具有較高的活性,同時(shí)也可采用將黑曲霉屬1.5政府扶持優(yōu)勢淀粉酶與之共同使用,利用酶的相互促進(jìn)作用,增加甘肅省將馬鈴薯列為全省種植業(yè)結構調整的主它們的活性導產(chǎn)業(yè)之一。省各有關(guān)部門(mén)均對全省馬鈴薯產(chǎn)業(yè)進(jìn)2.3糖化行著(zhù)重點(diǎn)扶持。政府強有力的支持與引導,將會(huì )促糖化是將短的淀粉鏈即糊精轉化為可發(fā)酵性進(jìn)甘肅省馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展提高到一個(gè)新的水平。糖糖化是一個(gè)復雜的生物化學(xué)變化過(guò)程。糖化酶綜合以上各項優(yōu)勢,甘肅發(fā)展以馬鈴薯為原料將馬鈴薯中的淀粉分解成可發(fā)酵性糖再利于酵母的生物乙醇燃料產(chǎn)業(yè)是非?？尚械?不僅能帶動(dòng)甘發(fā)酵的過(guò)程。糖化酶的用量糖化時(shí)間以及糖化溫肅省農業(yè)產(chǎn)業(yè)結構的調整,同時(shí)緩解日益增長(cháng)的能度的高低都會(huì )對后續工序產(chǎn)生很大的影響如果條源需求符合工農業(yè)發(fā)展的需要件選擇不當,將會(huì )使糖化不完全,不僅增加生產(chǎn)成本,延長(cháng)生產(chǎn)周期;而且,設備的利用率降低,容易染2利用馬鈴薯生料發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇菌酶蛋白逐漸產(chǎn)生變性甚至會(huì )喪失其催化活性。工藝及參數因此,實(shí)驗表明,糖化酶添加量一般控制在120180u/g,糖化階段的溫度在60℃左右,糖化時(shí)間控在馬鈴薯為原料發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的傳統工藝制在40~60min13中能耗較大和成本偏高是制約乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主2.4發(fā)酵要問(wèn)題。其中,高溫高壓蒸煮工序消耗的能量占整將醪漿泵入發(fā)酵罐中,加入糖化酶、營(yíng)養鹽及活個(gè)生產(chǎn)過(guò)程總能耗的30%-40%。所以,本工藝采化好的菌種攪拌均勻,必要時(shí)加入殺菌劑。發(fā)酵前用生料發(fā)酵技術(shù)即借助外界酶作用將生淀粉水解期溫度控制在28-32℃,后期溫度可以稍高,最為微生物可以利用糖再利用酵母將糖發(fā)酵為生物好不要超過(guò)35℃。發(fā)酵前期進(jìn)行通風(fēng)待酵母發(fā)起乙醇。該工藝不僅省去了高溫蒸煮糊化工藝避免后,無(wú)須再通風(fēng)。本工藝采取邊糖化邊發(fā)酵工藝發(fā)了高溫條件下可發(fā)酵性糖的損失。同時(shí)減少了設酵時(shí)間比較長(cháng),大約需要3~5天。隨著(zhù)發(fā)酵過(guò)程年曉紅,甘肅馬鈴薯生產(chǎn)燃料乙醇的可行性研究5以下,酒份穩定在較高水平,說(shuō)明發(fā)酵已完成,將成物燃料是人類(lèi)可持續發(fā)展的需要,它對構建國家能熟醪泵到蒸餾塔蒸餾成品酒精。源、糧食安全新體系,建設社會(huì )主義新農村和促進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展都具有十分重要意義。3結語(yǔ)參考文獻隨著(zhù)地球化石能源貯量的不斷減少,能源緊缺問(wèn)題日趨嚴重。無(wú)論是從馬鈴薯的原料來(lái)源還是從[1]孫傳伯,李永麗云南省馬鈴薯生產(chǎn)燃料乙醇的可行生產(chǎn)技術(shù)上分析,發(fā)展甘肅馬鈴薯生產(chǎn)燃料乙醇項性研究[J].安徽農業(yè)科技,2009,(1):132目都是可行的也是必要的。這不僅能帶動(dòng)甘肅馬2]王晨霞,杜風(fēng)光李根德,淀粉原料生料發(fā)酵法生產(chǎn)酒鈴薯種植業(yè)的有序發(fā)展,逐漸形成一個(gè)馬鈴薯大產(chǎn)精概述[J]糧食與油脂,2008,(6):11-13業(yè)和新的經(jīng)濟增長(cháng)領(lǐng)域,推動(dòng)當地經(jīng)濟發(fā)展。而且,[3]劉義剛生料糖化與釀酒研究概述[J].釀酒科技馬鈴薯燃料乙醇產(chǎn)業(yè)能直接為農民創(chuàng )造收人,讓他[41李志平,龐宗文生木薯淀粉直接發(fā)酵生產(chǎn)酒精的發(fā)們能夠從農業(yè)生產(chǎn)中獲得實(shí)實(shí)在在的利益。發(fā)展生酵條件研究[].釀酒科技,2005,(12):57-59The Feasibility Study on Using GansuPotato as Raw Material to Produce Fuel ethMU Xiao-hongLanzhou Petrochemical College of Vocational Technology, Lanzhou 730060, China)Abstract: This article analyses the Gansu potatoes from the geographical conditions, plant resources and otheradvantages. It puts forward to use the potatoes as raw materials, by the fermentation technique with uncookedraw materials to produce fuel ethanol. It can not only promote the adjustment of Gansu agricultural structurebut alleviate the growing energy demand meeting the needs of the industrial and agricultural development.Key word: potato; fuel ethanol; feasibility; study