糖蜜生產(chǎn)燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)

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(chǎn)燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)高正卿1,鄧軍,張躍彬2(1云南省輕工業(yè)科學(xué)研究院昆明650034;2云南省農業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所,開(kāi)遠661600)要:介紹了采用糖蜜為原料,生產(chǎn)燃料乙醇的工藝技術(shù),以及利用生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的酒精廢醪液生產(chǎn)沼氣的工藝技術(shù),提高了制糖企業(yè)經(jīng)濟效益。關(guān)鍵詞:甘蔗;燃料乙醇;生產(chǎn)技術(shù)中國分類(lèi)號:S566文獻標識碼:A糖蜜是制糖廠(chǎng)的一種副產(chǎn)品,它是在蔗糖的生產(chǎn)過(guò)程中,無(wú)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(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品如酵母、酒精、丙酮、丁醇等山23近年來(lái),伴隨著(zhù)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(jià)格不斷上漲的形勢,尋找石油替代能源已經(jīng)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(guān)注的問(wèn)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(chē)燃料,這種燃料在減少汽油燃燒對大氣污染的同時(shí),還可以增加汽油辛烷值,提高燃燒效率,可以說(shuō),乙醇汽油的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益不可低估。糖蜜是作為制糖廠(chǎng)的一種副產(chǎn)品,是制作生產(chǎn)燃料乙醇的理想原料,據統計,約45t廢糖蜜可以生產(chǎn)1t燃料乙醇岡。糖蜜生產(chǎn)燃料乙醇,主要通過(guò)預處理工序,發(fā)酵工序,蒸餾工序、脫水工序表1無(wú)水乙醇主要質(zhì)量指標名稱(chēng)優(yōu)級純分析純化學(xué)純等,最終產(chǎn)品酒精度為995%以上,達到乙醇的質(zhì)厭分數(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(zhì)量標準蒸發(fā)殘渣的質(zhì)量分數≤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(chǎn)品執行CB/T678-2002標準。主要水分的質(zhì)敏分數/%≤0.3甲醇(CHOH)的質(zhì)量分數%≤0.02≤0.2控制指標見(jiàn)表1。異內醇CH3)CHOH的質(zhì)量分數/%≤0.003≤0.05羰基化合物(以CO計)的質(zhì)量分數%≤0003≤00052燃料乙醇生產(chǎn)工藝易炭化合物合格合格合格從工藝的角度來(lái)說(shuō),是以糖蜜為原鐵(Fe)的質(zhì)量分數/%≤00000鋅(Zn的質(zhì)量分數%≤00000l料,經(jīng)前處理、發(fā)酵、蒸餾、脫水等工藝還原高錳酸鉀(O計的質(zhì)量分數500500550000而生產(chǎn)燃料乙醇,最后生產(chǎn)出純度高的乙醇(如圖1)。燃料乙醇生產(chǎn)開(kāi)發(fā),充分利用了廢糖蜜資源,提高了糖蜜制糖企業(yè)經(jīng)濟效益。糖化糖化酶硫酸(1)原料前處理:主要通過(guò)預處理工序,加入營(yíng)養素、尿素、硫酸等輔助材料進(jìn)行殺菌和調節pH值,使原料達到指標要求。發(fā)酵(2)發(fā)酵:糖化物料進(jìn)入多級連續流動(dòng)發(fā)酵罐,采用半連續發(fā)酵工藝控制,增殖罐投放固定化酵母,經(jīng)冷卻至發(fā)酵溫度的糖化醪連續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,殘糖0.5%以下,成熟醛可進(jìn)入蒸餾、脫水工藝。分子篩選(3)蒸餾:工序有3個(gè)塔,分別是粗餾塔、醛餾塔和精餾塔。應用鍋爐生產(chǎn)出來(lái)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(lái)的酒精純度為35%左右,醛餾塔出來(lái)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(jiǎn)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(shù)研究與開(kāi)發(fā)中國糖料2012年80%左右,精餾塔出來(lái)酒精是最終產(chǎn)品酒精度為95%。從發(fā)酵工段來(lái)的成熟發(fā)酵醪,通過(guò)與粗蒸塔頂的酒汽和粗塔液換熱,進(jìn)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(zhì)間相對揮發(fā)度,使乙醇更易于分離,又徹底去除酸類(lèi)雜質(zhì);同時(shí)有利于塔再沸器的換熱,節約能耗減少酒糟在粗塔和再沸器中的積垢。粗餾塔加熱時(shí)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(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行,粗餾塔頂出來(lái)的粗酒汽經(jīng)醪液預熱器和粗餾塔冷凝器冷凝,冷凝的粗酒液全部進(jìn)入精餾塔。(4)脫水:精餾塔在加壓下工作,用蒸汽通過(guò)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(jìn)入脫水設備,大部分酒精蒸汽則用來(lái)作為粗餾塔再沸器的熱源,并經(jīng)粗餾塔再沸器冷凝,冷凝下來(lái)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(guò)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(xiāo)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(chǎn)過(guò)程自粗餾塔排除大量的廢液,一般廢渣「沼泥俗稱(chēng)為酒精廢醪液,噸乙醇產(chǎn)生的廢液約為14t,本污水達標排放(回用澆地)方法每天產(chǎn)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(jīng)過(guò)對多個(gè)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(shí)生產(chǎn)沼氣,按每立方有機廢液可產(chǎn)12m3沼氣計算,則日產(chǎn)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(wú)鉛汽油。我國已是石油凈進(jìn)口國,利用再生資源,研究開(kāi)發(fā)和采用高新技術(shù),低成本地發(fā)展發(fā)酵生產(chǎn)酒精以部分替代汽油是21世紀我國的必經(jīng)之路。42必要時(shí),甘蔗和蔗汁也可以直接用來(lái)進(jìn)行酒精發(fā)酵。這樣,當甘蔗產(chǎn)量過(guò)多時(shí),就可用甘蔗生產(chǎn)酒精,而甘蔗生產(chǎn)酒精設備所需的投資要比制糖設備低得多43本技術(shù)采用糖蜜為原料,生產(chǎn)燃料乙醇同時(shí)利用生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的酒精廢醪液生產(chǎn)沼氣。生產(chǎn)工藝運用了循環(huán)經(jīng)濟理念,合理集成了發(fā)酵酒精先進(jìn)、高效的清潔生產(chǎn)技術(shù),對廢醪液進(jìn)行了資源化治理,提高了生產(chǎn)效率,降低了成本,節約了資源和能源,保護了環(huán)境,是一項值得推薦的生產(chǎn)技術(shù)。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(huì ),2009:5052[2]馬光庭,李伏生,韋珂.糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)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(xué),20084]吳松海林一心,潘世明,等.甘蔗生產(chǎn)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(chǎn)業(yè)現狀及發(fā)展政策研究經(jīng)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(xué)術(shù)期刊(光盤(pán)版》?！吨袊鴮W(xué)術(shù)期刊光盤(pán)版》免收作者版面費,并免費提供作者引文率統計資料。凡本人文章不愿在《中國學(xué)術(shù)期刊(光盤(pán)版中國煤化工上聲明,該文經(jīng)本刊刊載后,不再編入《中國學(xué)術(shù)期刊光盤(pán)版》。CNMHG為適應我國信息化建設需要,擴大作者學(xué)術(shù)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據庫,請在來(lái)稿時(shí)聲明,本刊將做適當處理。