燃料乙醇技术讲座_三_燃料乙醇发酵技术
燃料乙醇生产的工艺流程
燃料乙醇生产的工艺流程燃料乙醇是一种能源资源丰富、环保、可再生的生物能源，其生产工艺流程包括生物质原料处理、糖化、发酵、蒸馏等多个环节。
下面我们将逐步介绍燃料乙醇的生产工艺流程。
第一阶段：生物质原料处理生物质原料主要包括玉米、甘蔗、木材、秸秆等。
在生产过程中，首先需要将生物质原料进行破碎、研磨处理，以增加原料与水的接触面积，有利于后续的糖化和发酵。
随后对原料进行蒸煮处理，以破坏纤维素结构，使得纤维素和半纤维素变得更易被酶解成糖类物质。
第二阶段：糖化糖化是将原料中的淀粉或纤维素水解成糖类物质的过程。
将蒸煮处理后的原料加入水中，然后添加酶类催化剂，通过恒温发酵，使得淀粉转变成葡萄糖，纤维素转变成木糖和半乳糖等，这些糖类物质是后续发酵的主要碳源。
第三阶段：发酵在糖化过程中得到的糖类物质要进一步进行发酵，将糖类物质中的葡萄糖转变成乙醇和二氧化碳。
发酵一般使用酵母菌进行，通过向糖类物质中添加适量的酵母菌和其他营养物质，发酵温度和pH值的控制，使得乙醇逐渐积累并达到理想的浓度。
第四阶段：蒸馏发酵后得到的发酵液要通过蒸馏过程进行乙醇的提纯。
首先通过蒸馏设备将发酵液中的乙醇分离出来，随后经过精馏等处理，将乙醇的纯度提高到工业标准。
在蒸馏过程中还会产生一定量的醛类和杂醇物质，需要进行分离和脱除，以确保乙醇的纯度。
第五阶段：除水处理生产的燃料乙醇中会有一定量的水分，需要通过脱水处理使得乙醇的含水量降至工业标准以下，一般采用分子筛吸附或气相或蒸馏等方法进行脱水处理。
第六阶段：添加剂处理最后一步是对乙醇进行添加剂处理，这包括添加防腐剂、防结霜剂、色素等，以提高乙醇的稳定性和适用性，保持产品的质量和使用寿命。
通过以上几个阶段的工艺流程，原料中的糖类物质被转化为燃料乙醇，成为一种环保、可再生的生物能源，其生产工艺流程相对复杂，需要控制好各个环节的操作条件和原料质量，以便生产出高质量的乙醇产品。
同时，通过改良工艺流程，优化生产设备，采用新型酶类和菌种等，还可以提高乙醇的产率和降低生产成本，促进生物燃料乙醇产业的可持续发展。
燃料乙醇制备与应用课件
05
燃料乙醇的环境影响与 可持续发展
CHAPTER
燃料乙醇的环境影响
温室气体排放
水资源消耗 土地利用变化
燃料乙醇的可持续发展策略
提高能效
通过改进生产工艺和设备，提高 燃料乙醇生产的能效，减少能源 消耗和温室气体排放。
开发可再生能源
利用可再生能源如太阳能、风能 等替代传统能源，减少对化石燃 料的依赖。
燃料乙醇制备与应用 课件
目 录
• 燃料乙醇概述 • 燃料乙醇的制备技术 • 燃料乙醇的生产流程 • 燃料乙醇的应用现状与前景 • 燃料乙醇的环境影响与可持续发展 • 燃料乙醇制备与应用的案例分析
contents
01
燃料乙醇概述
CHAPTER燃料乙醇Fra bibliotek定义与性质燃料乙醇定 义
燃料乙醇性 质
燃料乙醇具有高辛烷值、低污染物排 放等特点，是一种清洁、高效的能源。
生物柴油转化法
总结词 详细描述
化学合成法
总结词
通过化学反应将煤、天然气等化石燃料转化为燃料乙醇。
详细描述
化学合成法是一种间接制备燃料乙醇的方法。该方法利用煤、天然气等化石燃料 作为原料，通过一系列化学反应转化为燃料乙醇。化学合成法具有原料来源稳定、 工艺成熟等优点，但同时也存在能耗高、成本较高等缺点。
优化种植结构
通过优化种植结构，提高原料作 物的产量和品质，降低生产成本 和对环境的影响。
燃料乙醇的政策与法 规
政府支持政策
01
法规监管
02
国际合作与交流
03
06
燃料乙醇制备与应用的 案例分析
CHAPTER
某生物发酵法制备燃料乙醇的案例
总结词
详细描述
燃料乙醇工艺的化学工程分析
燃料乙醇工艺的化学工程分析燃料乙醇是一种具有广泛应用的生物燃料，被广泛应用于交通运输、农业、园艺等领域。
燃料乙醇的生产过程中涉及到多个化学工程分析的环节，如乙醇提取、脱水、纯化等等。
本文将对燃料乙醇工艺的化学工程分析进行探讨。
首先，燃料乙醇的生产过程需要使用三步法。
第一步是发酵生产乙醇。
将淀粉或纤维素类生物质转化成糖，通过酵母或者其他微生物发酵制备乙醇。
第二步是提取和分离乙醇。
通过蒸馏和结晶技术将酒精提取，从中分离出乙醇。
第三步是脱水和纯化。
利用蒸馏和其他化学反应技术将乙醇中的水分去除，同时降低硫化物、异物和其他杂质的含量。
在上述三个步骤中，乙醇提取和分离是关键的化学工程分析。
其中，酒精的提取可以采用简单的萃取工艺，将酒精从发酵液体中分离。
但是在提取过程中，需要注意提取剂的选择和溶剂的浓度，以便提高提取效率和提取速率。
而乙醇脱水和纯化过程则需要使用更复杂的技术，如渗透冻结、膜分离和分解技术。
其中，分离技术是脱水和纯化乙醇的关键环节之一。
目前应用较广泛的分离技术是蒸汽蒸馏技术。
蒸馏顶部由乙醇与水成混合气体，通过凝结型传热器的冷却，将水与乙醇分离开来。
由于酒精和水之间生理作用力比较相似，因此需要将反应器温度控制在60℃左右，使得乙醇和水的汽化曲线有所差异，从而实现二者的分离。
同时，还需要使用可以进一步去除水分和杂质的技术，如分离和蒸馏技术。
总之，燃料乙醇工艺的化学工程分析是多层次、多环节的过程。
不同的环节涉及到的化学反应、物理参数都会影响整个工艺的效率和质量。
在燃料乙醇工艺的化学工程分析中，需要选用合适的材料、化学反应条件和设备，实现铲除乙醇生产过程中出现的难题并优化生产效率，同时确保乙醇的品质。
因此，燃料乙醇工艺的化学工程分析是整个乙醇生产过程中不可或缺的环节。
燃料乙醇技术讲座(二)燃料乙醇的生产方法
燃料乙醇技术讲座(二)燃料乙醇的生产方法燃料乙醇是一种常见的可再生能源，对于减少碳排放和保护环境具有重要意义。
在本文中，我们将为大家介绍燃料乙醇的生产方法。
燃料乙醇通常是由生物质或石油化工原料制成。
目前，生物质燃料乙醇的生产方法是最为成熟和广泛应用的。
生物质燃料乙醇主要由玉米、木薯、甜菜、红甜菜和其他淀粉质和糖类植物材料制成。
其制备方法可分为两种基本类型：一是糖类发酵法，包括口腔清洗(玉米、木薯)、硫酸水解(木薯、搽鼻、红甜菜)、酶解(甜菜)等方法；二是纤维素生物质制乙醇，通过热水预处理、酸碱处理及发酵来提取纤维素中的乙醇。
其中，口腔清洗法是一种最常见的生产方法。
其生产过程包括清洗、磨碎、酸化、发酵和蒸馏。
首先，将玉米或木薯粉末清洗干净，然后磨成细粉。
接下来，将粉末的PH值酸化至4-4.5，使其中的淀粉质和糖类顺利发酵，并在恰当的温度范围内进行发酵反应。
发酵结束后，需要进行蒸馏，以去除杂质和纯化乙醇。
相对于口腔清洗法，硫酸水解法更常用于处理木薯、搽鼻、红甜菜等杂能源原料。
其原理是使用硫酸将木薯中的淀粉水解成葡萄糖，成为发酵过程的葡萄糖溶液。
纤维素生物质制乙醇则是通过三步方法获得乙醇。
第一步是用热水预处理纤维素生物质，使其晶格结构松散，易于生物酶降解。
之后，加入硫酸等酸成分，使木质素溶解，并将纤维素降解。
第三步，进行发酵，利用酵母对糖类成分进行发酵，最终得到乙醇产物。
此方法具有非常重要的应用价值，既能有效利用大量的秸秆、木片等废弃物，同时也为多种产业提供了新的发展方向。
总之，燃料乙醇的生产方法众多，但都可以分为这些基本的类型。
这些技术的持续发展和优化，是燃料乙醇领域不断推进的重要环节。
燃料乙醇作为一种可再生能源，在现代社会中的应用越来越广泛。
在这个过程中，我们需要遵循一些原则和规则，以确保燃料乙醇的生产和使用是可持续和环保的。
在本文中，我们将分析燃料乙醇的相关数据，以了解其市场前景和生产技术性能的基本情况。
燃料乙醇简介演示
燃料乙醇的生产方法
01
02
03
发酵法
将淀粉质或糖质原料通过 酶解转化为葡萄糖，再通 过酵母发酵产生乙醇。
直接液化法
将木质纤维素原料通过高 温高压和催化剂作用直接 液化成乙醇。
气化合成法
将煤或天然气等化石燃料 通过气化转化为合成气， 再经催化剂作用合成乙醇 。
燃料乙醇的发展前景
政策支持
随着环保意识的提高和政 策的推动，燃料乙醇的需 求和市场将进一步扩大。
技术进步
随着技术的进步，燃料乙 醇的生产成本和存储运输 问题有望得到解决。
国际合作
国际合作有助于推动燃料 乙醇的研发和应用，共同 应对气候变化和能源安全 挑战。
04
燃料乙醇的生产与市场
燃料乙醇的生产情况
燃料乙醇作为化学原料
燃料乙醇可以转化为乙烯、乙酸等化 学原料，用于生产塑料剂
燃料乙醇具有较好的杀菌作用，可以用于消毒、杀菌。
燃料乙醇作为食品添加剂
在某些食品中添加一定量的燃料乙醇可以起到保鲜、防腐的作用。
03
燃料乙醇的优势与局限性
燃料乙醇的优势
可再生性
燃料乙醇燃烧后产生的二氧化碳可被生物吸收，实现碳循环，减少温室气体排放。
燃料乙醇的种类
第一代燃料乙醇
以玉米、甘蔗等淀粉质或糖质原 料通过发酵工艺制备，生产过程 中需要消耗大量粮食和水资源。
第二代燃料乙醇
以木质纤维素原料（如秸秆、木材 废弃物等）通过酶解和发酵工艺制 备，生产过程更加环保和可持续。
第三代燃料乙醇
交通燃料需求
随着环保意识的提高和可再生能 源的推广，燃料乙醇作为生物燃 料在交通领域的需求不断增长。
燃料乙醇技术讲座(三)燃料乙醇发酵技术
燃料乙醇技术讲座(三)燃料乙醇发酵技术燃料乙醇发酵技术是把利用微生物而产生的乙醇作为能源的过程。
在这个过程中，微生物会将各种转变成糖类的碳水化合物通过发酵转变成乙醇和二氧化碳。
一般而言，燃料乙醇发酵技术是通过酒精发酵把食品作物和作为饲料的粮食的典型氨基酸和糖转化成乙醇而形成的。
燃料乙醇发酵技术的基本过程是什么？- 收集可发酵的质料。
蔗糖、淀粉、纤维素、聚糖等是燃料乙醇发酵的基本原料。
一般可通过淀粉糖化来生产乙醇。
- 淀粉糖化：将淀粉分解成大量葡萄糖。
淀粉糖化后的基础即可用于常规的酿造酒精的方法，因为乙醇只能在物质转换成糖之后才能进行酵母发酵。
- 发酵：将淀粉糖化过程中产生的果糖和葡萄糖通过酒精发酵转化成乙醇。
这个过程不仅会产生乙醇，还可以产生糖醇、小分子的脂肪酸、香精油等。
- 提取乙醇：将发酵得到的乙醇从糟中提取出来，可以通过纯化和脱水过程极大地提高其纯度。
因为乙醇是水性的，所以乙醇往往在蒸馏的时候会与其他水溶液混合在一起，所以过程中需要使用脱水剂来分离乙醇和其他溶质。
- 再生副产品：燃料乙醇发酵后的副产品是一种大约拥有45%的剩余工程。
副产品中含有的酵母和能量还可以进行饲料和垫料的生产。
燃料乙醇发酵技术的应用燃料乙醇可以用于工业用途的能源，其中最常见的是用于代替汽油的清洁燃料。
燃料乙醇与汽油相比没有对环境造成的污染，在燃烧过程中可以减少大量有害物质的排放。
此外，燃料乙醇还可以作为燃气里的替代品。
由于燃气已经成为建筑物和工业设施的常规燃料，使用燃料乙醇替代燃气可以更好地保护环境，减少使用传统燃料所造成的污染。
再者，燃料乙醇不仅可以作为汽油的替代品，还可以作为液化气和天然气的替代品。
由于燃料乙醇原材料的来源可以是农产品和生物质残渣，因此它可以成为一种可再生的能源资源。
燃料乙醇还可以被作为氢气的源头。
氢气已被公认为是一种功能最强，最干净的新能源。
以乙醇为原料制取氢气可以确保成本低廉，同时可以把有害的碳排放降到最低。
燃料乙醇发酵技术研究进展董师章 高淑荣 李兴东 温英新
燃料乙醇发酵技术研究进展董师章高淑荣李兴东温英新摘要：能源是人类社会赖以生存的基础，是工业文明的保障。
伴随着社会的快速发展，对能源的需求量也在不断增加。
木质纤维素类生物质是地球上储量丰富、分布广泛的可再生资源，主要包括农作物秸秆、林业废弃物、动物排泄物等。
其主要由纤维素（约占干物质重的30%-50%）、半纤维素（20%-40%）和木质素（10%-25%）3大部分组成。
另外，还含有少量的胶体物质。
纤维素和半纤维素都以聚糖形式存在，纤维素主要由六碳糖聚合而成，而半纤维素则主要由戊碳糖聚合形成。
利用木质纤维素类生物质生产燃料乙醇，通常需要经过预处理以打破致密结构，再将聚糖水解转化为单糖，最后利用酿酒酵母将单糖发酵转化为乙醇。
目前，木质纤维素类生物质生产乙醇的全过程包括原料收集和预处理、酶解糖化、发酵及产物分离。
为使纤维乙醇与传统燃料形成相竞争的价格，需要对燃料乙醇整个生产过程进行优化以降低成本。
关键词：燃料乙醇；发酵工艺；基因工程引言生物燃料乙醇主要特性有四个方面：第一，生物燃料乙醇是燃油氧化处理的增氧剂，可使汽油增加内氧燃烧充分，达到节能和环保的目的。
第二，生物燃料乙醇具有极好的抗爆性能，调合辛烷值一般在120左右，作为汽油的高辛烷值组份，可以有效提高汽油的抗爆性。
第三，在新标准汽油中，生物燃料乙醇还可以经济有效地降低烯烃、芳烃含量，降低炼油厂的改造费用。
第四，生物燃料乙醇是太阳能的一种表现形式，在自然界这个大系统中，其生产和消费过程可形成无污染和洁净的闭路循环过程，为可循环再生能源。
近年来，生物燃料乙醇生产技术在借鉴国外技术的同时，经过不断的消化、优化及研发，国内生物燃料乙醇的工艺生产技术已经基本成熟，并形成了一批具有自主知识产权的成果。
通过技术创新，实现降本增效，是我国生物燃料乙醇行业不断发展壮大、有效应对国内外市场冲击的最重要途径之一。
生物燃料乙醇生产过程中，发酵强度是考核发酵产业的一个重要指标，浓醪发酵技术被认为是发展发酵工业有效途径之一，成熟醪中高乙醇含量不仅是一个重要的技术经济指标，也是体现发酵技术是否先进的重要标志。
燃料乙醇生产方法
燃料乙醇生产方法
燃料乙醇是一种可再生能源，其生产方法主要包括发酵法和乙醇脱水法。
以下将详细介绍这两种主要的燃料乙醇生产方法：
1. 发酵法生产乙醇
发酵法是利用农林业副产物及野生植物等为原料，通过水解（即糖化）和发酵过程将双糖、多糖转化为单糖，然后进一步转化为乙醇。
这一过程包括原料预处理、蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、废醪处理等步骤。
具体而言，淀粉在微生物的作用下水解为葡萄糖，随后通过发酵生成乙醇。
发酵法采用各种含糖（双糖）、淀粉（多糖）、纤维素（多缩己糖）的农产品，形成成熟的发酵醪液，其中乙醇质量浓度一般为8-10%（w）。
不同原料导致水解产物中乙醇含量差异，如谷物发酵醪液中乙醇的质量分数不高于12%。
为获取高浓度的乙醇，需要通过蒸馏将发酵醪液中的乙醇蒸馏出来。
这一过程产生高浓度的乙醇，同时副产杂醇油及大量酒糟。
2. 乙醇脱水制得燃料乙醇
脱水技术是燃料乙醇生产的关键技术之一。
从普通蒸馏工段出来的乙醇最高质量浓度只能达到95%，要进一步浓缩，需要采用特殊的脱水方法。
这是因为此时，酒精和水形成了恒沸物，难以用普通蒸馏的方法分离开来。
目前制备燃料乙醇的脱水方法主要包括化学反应脱水法、恒沸精馏、萃取精馏、吸附、膜分离、真空蒸馏法、离子交换树脂法等。
这
些方法通过不同的机制和原理，去除乙醇中的多余水分，提高乙醇的浓度，使其符合燃料乙醇的标准。
综合来看，发酵法和乙醇脱水法是燃料乙醇生产的两种关键方法，它们在不同阶段完成乙醇的生成和浓缩，为燃料乙醇产业的发展提供了可行而有效的技术途径。
燃料乙醇技术
第七章生物质燃料乙醇技术生物质可以通过生物转化的方法生产乙醇，每千克乙醇完全燃烧时约能放出30 000k了的热量，所以乙醇是一种优质的液体燃料。
乙醇燃料具有很多优点，它是一种不含硫及灰分的清洁能源，可以直接代替汽油、柴油等石油燃料，作为民用燃烧或内燃机燃料。
事实上，纯乙醇或与汽油混合燃料可作车用燃料，最易工业化，并与现今工业应用及交通设施接轨，是最具发展潜力的石油替代燃料。
第一节乙醇的性质与用途一、乙醇的理化性质乙醇作为动力燃料使用时称为燃料乙醇，分子式为QH50H或CHsCH20H。
它是无色、透明、易流动的液体，嗅之有独特的醇香，口尝有香辣味，刺激性强，容易挥发和燃烧，是一种无污染的燃料。
乙醇与水能以任何比例相混溶，混合时放出一定的热量，混合物总体积缩小。
乙醇蒸气与空气混合能形成爆炸性混合气体，爆炸极限为3．5％～18％(体积分数)。
纯乙醇的相对密度为0．79，沸点78．3oC，凝固点为一130oC，燃点为424oC，高位热值26 780kJ／kg。
根据浓度的高低和含杂质量的多少，把乙醇分为4种类型：(1)高纯度乙醇乙醇浓度≥96.2％，严格中性，不含杂质。
专供国防工业、电子工业和化学试剂用。
(2)精馏乙醇乙醇浓度≥95．5％，纯度合格，杂质含量很少。
供国防工业和化学工业用。
(3)医药乙醇乙醇浓度≥95％，杂质含量较少，主要用于医药和配制饮料酒。
(4)工业乙醇只要求乙醇浓度达到95％，无其他要求。
主要用来稀释油漆，合成橡胶原料和作燃料使用。
这4种类型的乙醇对应国家标准的4个乙醇等级是：(1)一级乙醇相当于精馏乙醇及高纯度乙醇。
(2)二级乙醇介于精馏乙醇与医药乙醇之间。
(3)三级乙醇相当于医药乙醇。
(4)四级乙醇相当于工业乙醇。
根据国家变性燃料乙醇的标准，乙醇含量达到92．1％即可作为燃料，即乙醇含量达到四级标准，但其他理化指标有所不同，如甲醇、硫含量等。
二.乙醇用途①化学工业：是重要的化工产品原料，可用来制造合成橡胶、冰醋酸、乙醚国防工业、聚乙烯、乙二醇、多种酯类和有机酸。
燃料乙醇技术讲座_三_燃料乙醇发酵技术
·153·可再生能源Renewable Energy Resources第28卷第3期2010年6月Vol.28No.3Jun.20101乙醇发酵工艺按照发酵过程中物料所处状态，乙醇发酵方法分为固体发酵法、半固体发酵法和液体发酵法。
按照发酵醪注入发酵罐的方式，乙醇发酵的方式分为间歇式、连续式和半连续式。
固体发酵法和半固体发酵法主要采取间歇发酵方式；液体发酵法既可以采取间歇发酵方式，也可以采取连续发酵或半连续发酵方式。
1.1间歇式发酵间歇式发酵是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行。
由于发酵罐容量和操作工艺的不同，间歇发酵有以下几种方法。
（l ）一次加满法将糖化醪冷却到27～30℃后，接入大约为糖化醪量10%的酒母混合均匀，经60～72h 的发酵即成熟。
此法操作简便，易于管理，但酒母用量大，适用于糖化锅与发酵罐容积相等的小型乙醇厂。
（2）分次添加法将发酵罐容积1/3左右的糖化醪入罐后，接入10%酵母进行发酵；2～3h 后，第2次加入糖化醪；再隔2～3h ，第3次加入糖化醪，直至加到发酵罐容积的90％为止。
此法适用于糖化锅容量小而发酵罐容量大的工厂。
（3）连续添加法先将一定量的酒母打入发酵罐，然后根据生产量，确定流加速度。
流加速度与酵母接种量有密切关系。
如果流加速度太快，则发酵醪中酵母细胞数太少，不能造成酵母繁殖的优势，易被杂菌所污染；如果流量太慢，会造成后加糖化醪中的支链淀粉不能被彻底利用。
一般应在接种酵母6～8h 将罐装满。
该法适合于采用连续蒸煮、连续糖化的乙醇生产厂。
（4）分割主发酵醪法将处于旺盛主发酵阶段的发酵醪分出1/3～1/2至第2罐，然后加新料将两罐补满，继续发酵。
待第2罐发酵正常，又处于主发酵阶段时，再分出1/3～1/2发酵醪至第3罐，并加新鲜糖化醪至第2、第3罐。
如此连续分割其他各罐，并将前面各罐发酵成熟的醪液送去蒸馏。
该过程可以省去了酒母的制作过程，但对无菌操作的要求高。
第3讲-燃料乙醇
nzymes (Cellulase & b-Glucosidase)
Plant Biomass
预处理
糖化
发酵
（水解）
ETHANOL
Section of a pine board
Somerville, 2006
3 nm Polymerized glucose
植物细胞壁
燃料
缓慢高成本步骤
“recalcitrance”
燃料乙醇：未加变性剂、可作为燃料用的无水乙醇（无水酒精）。
无水乙醇：原料经发酵、蒸馏、脱水后制得的水含低于0.5%（v/v）的 乙醇。
燃料乙醇与实用酒精有何区别？
对水分和杂醇的要求不同：在食用酒精生产中水和乙醇在蒸馏时产生共 沸，因此食用酒精中最多含有95.5%(m/m)的乙醇，并对杂醇含量进行 控制。而无水乙醇是采用其它方法将水含量脱到0.5%(v/v)以下的乙醇， 对杂醇含量控制不严。
Current
$0.194 $0.168
Mature
$0.083 $0.079
$0.00 Laser and Lynd, 2007
With Coproducts
Corn (dry mill)
With Coproducts
With Coproducts
Cellulosic Biomass
Consolidated Bio-processing, CBP
燃料乙醇为何要控制水分？
如果乙醇汽油与水接触，乙醇和水将从乙醇汽油中分离出来，产生分层， 使乙醇汽油不能正常燃烧。
车用乙醇汽油罐内侵入过多的水分，乙醇将会从汽油中分离出来，造成 相分离。出现这种情况时，油罐上层为组分油和少量的乙醇；下层由大 约20％的水、70％乙醇和10％的组分油组成。
生物质燃料乙醇的生产与利用技术
生物质燃料乙醇的生产与利用技术摘要：随着工业的发展以及汽车的普及，许多国家多面临着严重的石油危机，同时石油燃烧所产生的废气，也使许多地方产生严重的环境污染。
这使许多人转向乙醇，这一清洁能源，乙醇燃烧只产生水和二氧化碳同时放出大量热。
如今，许多国家都在致力于研究乙醇的生产与以乙醇为燃料的汽车的开发和推广，我国也对此展开了大量研究。
目前，乙醇的生产主要是生物质发酵工艺。
随着技术的进步，生产以及提纯乙醇将更加容易，相信乙醇燃料将得到更大的推广。
关键词：能源；生物质燃料；乙醇；优势；生产；应用Production and use of the biomass fuel ethanolAbstract:With the development of industry and the popularization of cars, more and more countries faced with serious oil crisis. At the same times, from the burning of oil gas, also make serious environmental pollution in many places. This makes many people turned to ethanol, the clean energy. Ethanol combustion only produce water and carbon dioxide and release a lot of heat. Nowadays, many countries are engaged in research and production of ethanol. Our country also launched a large number of this research. At present, ethanol production is mainly biomass fermentation process. With the development of technology, production, and the purification of ethanol will be more easily and e thanol fuel will get more promotion.Key words: energy; biomass fuel; ethanol; advantage; production; use一、能源简介：能源的基本分类一次能源又叫天然能源，是指从自然界取得后未经加工的能源，一次能源可以直接使用，也可以用来转换成二次能源。
燃料乙醇发酵技术研究进展
3、生物质转化
生物质转化是微藻生物质生产燃料乙醇的关键环节之一。目前，生物质转化 主要采用直接法和间接法两种工艺。直接法通过将微藻细胞进行发酵生产乙醇， 其能量转化效率较高，但工艺过程较为复杂。间接法通过热化学或生物转化将微 藻生物质转化为燃料乙醇，过程相对简单，但能量转化效率较低。因此，需要进 一步研究和优化生物质转化的工艺流程和技术参数，提高能量转化效率和生产效 率。
结论
微藻生物质生产燃料乙醇技术作为一种新兴的生物能源技术，具有环保、可 持续等优势。虽然目前该技术还存在一些挑战和问题，但随着相关技术的不断进 步和应用规模的扩大，其发展前景十分广阔。未来，微藻生物质生产燃料乙醇技 术在能源领域中的应用将会越来越广泛，并在促进经济发展、改善环境质量等方 面发挥重要作用。
环境评价
燃料乙醇作为一种可再生能源，具有较低的碳排放和环境污染。但在燃料乙 醇发酵过程中，仍会产生一定的能源消耗和废弃物排放。具体来说，生产1升燃 料乙醇大约需要消耗3.5升的水和200千卡的能量，同时产生一定量的废水和废气。 因此，在发展燃料乙醇产业的同时，需要积极探索新的生产工艺和技术，以降低 能源消耗和废弃物排放。
参考内容
随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，寻找一种环保、可持 续的能源替代品已成为当务之急。微藻生物质生产燃料乙醇技术作为一种新兴的 生物能源技术，正逐渐受到广泛。本次演示将详细介绍微藻生物质生产燃料乙醇 技术的现状、关键技术解析及市场前景展望。
一、微藻生物质生产燃料乙醇技 术的现状
微藻生物质生产燃料乙醇技术主要是利用微藻生物质转化为乙醇的过程。目 前，该技术主要分为间接法和直接法两种生产工艺。间接法主要是通过微藻生物 质的热化学转化或生物转化制得燃料乙醇，而直接法则直接利用微藻细胞进行发 酵生产乙醇。两种工艺各具特点，间接法过程相对简单，但能量转化效率较低， 而直接法能量转化效率较高，但过程较为复杂。
燃料乙醇的生产工艺
燃料乙醇的生产工艺燃料乙醇生产工艺指的是以农作物、废弃物、木质素等为原料，通过发酵和蒸馏等工艺将糖类转化为乙醇的过程。
下面将介绍一种常见的燃料乙醇生产工艺。
首先，在燃料乙醇的生产中，需要选择适合的原料。
常见的原料包括玉米、小麦、甘蔗、木材、稻草等。
这些原料含有丰富的淀粉、纤维素等碳水化合物，在适当的条件下可以转化为糖类，进而发酵生成乙醇。
接着，原料经过破碎和糖化处理。
原料首先需要进行物理或机械破碎，将其分解成较小的颗粒。
然后，在一定温度和pH值的条件下，加入水和酶，将淀粉或纤维素等碳水化合物转化为糖类。
这个过程称为糖化，主要使用的酶有淀粉酶和纤维素酶。
接下来，经过发酵过程。
将糖化液中的糖类转化为乙醇的过程称为发酵。
常见的发酵菌有蔗糖酵母菌和木质素酵母菌等。
发酵过程需要控制温度、pH值和氧气供应等因素，使得发酵菌能够充分利用糖类进行生长和代谢，产生乙醇。
发酵结束后，需要对发酵液进行蒸馏。
蒸馏的目的是将发酵液中的乙醇与其他杂质分离开。
蒸馏过程可以使用常规或连续蒸馏设备，通过控制温度和压力，将乙醇与水以及其他挥发性成分分离开。
最终得到的是高纯度的乙醇。
最后，对蒸馏后的乙醇进行脱水处理。
脱水工艺是为了去除乙醇中的水分，提高乙醇的纯度。
常见的脱水方法有吸附剂吸附、蒸汽进一步蒸馏等。
通过脱水工艺，可以得到高纯度的燃料乙醇。
总的来说，燃料乙醇的生产工艺包括原料选择、糖化、发酵、蒸馏和脱水等环节。
每个环节都需要控制适当的条件和使用合适的设备和酶等辅助剂。
随着科技的发展，燃料乙醇的生产工艺也在不断创新和改进，以提高乙醇的产量和纯度，同时减少能源和资源的消耗，促进可持续发展。
燃料乙醇的生产技术
燃料乙醇的生产技术2008-09-27 09:01:01 作者：蒲公英来源：中国生物能源网浏览次数：197 网友评论 0 条燃料乙醇的生产技术生物燃料乙醇是通过发酵法生产的，即利用微生物的发酵作用将糖分或淀粉转化为乙醇和CO2，也可将纤维素类水解生成单糖后再发酵产生乙醇。
用于发酵法制取燃料乙醇的原料，按成分分为三种 ...生物燃料乙醇是通过发酵法生产的，即利用微生物的发酵作用将糖分或淀粉转化为乙醇和CO2，也可将纤维素类水解生成单糖后再发酵产生乙醇。
用于发酵法制取燃料乙醇的原料，按成分分为三种：糖质、淀粉质和纤维素，后两种原料均需要先通过水解得到可发酵糖；按照发酵过程物料存在状态，可分为固体发酵法、半固体发酵法和液体发酵法；根据发酵醪注入发酵罐的方式不同，可分为间歇式、半连续式和连续式。
糖质原料制取乙醇技术是以甘蔗、甜高粱茎秆为原料，经过物理方法预处理后，采用发酵蒸馏的方法生产燃料乙醇；淀粉质原料制取乙醇技术是以玉米、木薯、甘薯等淀粉含量高的生物质为原料，经过粉碎、蒸煮和糖化后，形成可发酵性糖，再进行发酵处理，得到燃料乙醇的技术；纤维素原料制取乙醇技术是以秸秆为原料，经过物理或化学方法预处理，利用酸水解或酶水解的方法将秸秆中的纤维素和半纤维素降解为单糖，然后，再经过发酵和蒸馏生产的燃料乙醇的技术。
表 1 各类燃料乙醇生产工艺技术特性的对比目前，我国淀粉类原料发酵法制取乙醇技术比较成熟，并已经进行了工业化生产，中粮集团正在广西北海建设年产20 万吨燃料乙醇项目。
我国在甜高粱、木薯等能源作物开发和利用方面取得了一定成绩，自主开发的固体、液体发酵工艺和技术达到应用水平，并在黑龙江省建成年产5000 吨的甜高粱茎秆生产乙醇示范装置。
但是，目前还存在着发酵菌种培育、关键工艺和配套设备优化、废渣废水回收利用等问题。
据测算，我国农作物秸秆年产量约6 亿吨，其中有1.5亿～2 亿吨可能源化利用。
纤维素原料来源比较丰富，有一定的发展前景。
木质纤维素为原料的燃料乙醇发酵技术研究进展
木质纤维素为原料的燃料乙醇发酵技术研究进展一、本文概述随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，可再生能源的开发与利用已成为研究的热点。
木质纤维素作为一种广泛存在的可再生生物质资源，具有储量丰富、价格低廉、可再生等优点，因此在生物燃料领域，特别是在燃料乙醇的生产中，其潜在的应用价值日益受到关注。
本文旨在对以木质纤维素为原料的燃料乙醇发酵技术的研究进展进行全面的综述和分析。
本文首先介绍了木质纤维素的组成、性质及其作为燃料乙醇原料的优势，阐述了木质纤维素在燃料乙醇生产中的重要地位。
随后，重点回顾了近年来在木质纤维素预处理、酶解糖化、酵母菌发酵以及后续分离提纯等关键技术环节的研究进展，分析了各种技术的优缺点以及适用条件。
本文还讨论了当前研究中存在的问题和挑战，如木质纤维素的复杂结构导致的预处理难题、酶解效率低、酵母菌对木质素和半纤维素的耐受性差等问题，并提出了相应的解决策略和发展方向。
本文展望了木质纤维素为原料的燃料乙醇发酵技术的未来发展前景，认为通过持续的技术创新和优化，以及产业链上下游的协同合作，有望实现木质纤维素基燃料乙醇的高效、绿色、可持续生产，为可再生能源的发展做出重要贡献。
二、木质纤维素的结构与性质木质纤维素，作为自然界中最丰富的可再生有机资源，是植物细胞壁的主要成分，由纤维素、半纤维素和木质素三种主要组分构成。
这种复杂的天然高分子化合物具有独特的三维网络结构，赋予了其优良的生物降解性和生物相容性。
纤维素是由β-1,4-糖苷键连接的葡萄糖分子线性链构成，具有较高的结晶度和较强的分子间氢键，因此具有较好的化学稳定性和生物惰性。
半纤维素则是由不同种类的单糖构成的支链聚合物，结构多样且无定形，相较于纤维素，其更易于被微生物降解。
木质素则是一种复杂的酚类聚合物，主要存在于细胞壁中，起着增强植物细胞壁硬度的作用，其结构中含有大量的酚羟基和甲氧基，赋予其良好的化学稳定性和生物抗性。
在燃料乙醇的发酵过程中，木质纤维素的这三种组分各有其重要作用。
生物质燃料乙醇发酵技术
生物质燃料乙醇及其特点 乙醇发酵过程 淀粉质原料制乙醇
乙醇 发酵 机理
4
纤维质原料制乙醇
生物燃料乙醇发酵机理
淀 粉
纤 维
糖 化 糖 发 酵 乙 醇
糖 化
乙醇发酵技术
淀粉
预处理
化 学 性 质
物 理 特 征
来 源
酸解法:
酶解法：液化，糖化
淀粉
预处理
糖化
糖 酸酶结合法：酸酶、酶酸
糖化工艺
................
酸解法:
酶解法：液化，糖化
纤维
预处理
糖化
酸酶结合法：酸酶、酶 糖 糖化工艺
................
生物质燃料乙醇发酵技术
葡萄 糖
发酵
乙醇
生物质燃料乙醇技术
1.酵母乙醇发酵法：利用酿酒酵母、 管囊酵母、卡尔酵母、清酒酵母在 无氧条件下，得到乙醇 2.细菌乙醇发酵法：利用厌氧发酵 单胞菌、棕榈发酵菌、运动发酵单 胞菌发酵
淀 粉
纤 维
糖 化 糖 发 酵 乙 醇
糖 化
• 中南大学能源动力学院新期，
发 酵
三个阶段
2.主发酵期：繁殖基本停止，主 要厌氧乙醇发酵 3.发酵后期：糖浓度降低，发酵作用 减弱，菌种死去。
1.葡萄糖到二磷酸果糖，3步反应。
四步十二个反应
2.磷酸果糖到磷酸甘油醛，2步反应。 3.磷酸甘油醛到丙酮酸，5步反应 4.丙酮酸降解成乙醇，2步反应。
第五章 燃料乙醇技术
作业题2：某玉米秸秆的纤维素含量32.3%，半纤维素含 量26.4%，木质素含量22%。请同学们描述将玉米秸秆 转化为燃料乙醇的工艺过程。其中需要包括秸秆的收集 、预处理、乙醇发酵、乙醇回收等各阶段，并针对其中 的某一关键步骤，查阅文献，详细阐述其方法和机理。 最后，简要估算一下生产1吨乙醇需要消耗多少吨的玉米 秸秆。
第五章 燃料乙醇技术
燃料乙醇技术的发展概况 燃料乙醇的生产原料 乙醇发酵机理 乙醇发酵微生物 乙醇蒸馏脱水的原理及工艺流程 糖类、淀粉类、纤维素类原料水解工艺技术与实例
1
第一节 燃料乙醇技术发展概况
一、燃料乙醇的定义和性质
燃料乙醇是未加变性剂、可作为燃料用的无水乙醇； 变性燃料乙醇是加入变性剂后不适于饮用的燃料乙醇
。
5
二、生产燃料乙醇的糖类生物质原料
1. 甘蔗
甘蔗属于禾木科，甘蔗属； 甘蔗产量很高，达75～100t/hm2； 一类用于制糖，糖分达12%～18%；一类用于水果，为
8%～10%左右； 巴西是利用甘蔗生产燃料乙醇最为成功的国家。
2. 甜高粱 3. 甜菜
6
三、生产燃料乙醇的木质纤维素类植物
6-磷酸葡萄糖
12
第二步，6-磷酸葡萄糖在磷酸葡萄糖异构酶催化下， 转化为6-磷酸果糖
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
13
第三步，6-磷酸果糖在磷酸果糖激酶作用下转化为1,6二磷酸果糖
6-磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖
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第四步，前一步反应使分子失稳，使己糖环可以被醛 缩酶分成两个丙糖：3-磷酸甘油醛、磷酸二羟基丙酮
1930年，美国Nebraska州首次使用燃料乙醇与汽油混 合燃料；1979年，美国国会大规模推广使用E10；
燃料乙醇的生产及应用概
燃料乙醇的生产及应用概括燃料乙醇是一种由可再生资源生产的燃料，一度备受关注。
其生产过程不仅可以减少环境污染，还可以降低能源安全风险。
燃料乙醇可以用作交通燃料，被认为是一种环保、可再生的替代能源。
燃料乙醇的生产过程燃料乙醇的生产主要是通过光合作用，将废弃物、农副产品等转化为可再生资源。
常用的废弃物包括玉米秸秆、稻壳等。
燃料乙醇的生产过程主要包括以下几个步骤：1. 原料预处理。
将废弃物打碎、过筛、干燥，使其易于转化。
2. 发酵。
将制得好的发酵剂加入发酵罐中，发酵时间通常为24至36小时。
3. 蒸馏。
将发酵后产生的液体通过蒸馏器蒸馏，产生乙醇。
4. 分离。
将生产出的乙醇与水分离，得到高纯度乙醇。
应用领域燃料乙醇在交通运输领域的应用越来越广泛。
其中，以E10为例，其组成为10%乙醇+90%汽油。
E10环保、经济，是目前世界上最广泛使用的燃料乙醇配方之一。
除交通运输领域外，燃料乙醇还可以用于一些化工和医药领域。
燃料乙醇的优点和挑战燃料乙醇具有以下优点：1. 安全性高。
燃料乙醇的燃点比汽油高，不容易爆炸。
2. 无毒害性。
燃料乙醇燃烧后不会产生有害物质。
3. 储运方便。
由于燃料乙醇是液态燃料，储运方便。
挑战：1. 生产成本高。
燃料乙醇的生产成本高于传统燃料。
2. 乙醇汽油混合比例限制。
由于车辆机制和燃料质量的问题，不同地区对乙醇汽油的混合比例限制不同。
3. 稳定性问题。
燃料乙醇的稳定性差，短时间内易于腐化和发黏。
结论燃料乙醇作为一种可再生资源，具有巨大的应用前景。
随着技术的不断进步和环保意识的不断提高，燃料乙醇将逐渐成为交通运输领域的主流燃料之一。
同时，我们还需要在生产成本、乙醇汽油混合比例限制和稳定性等问题上加以解决，以推动燃料乙醇的生产和应用。
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·153·可再生能源Renewable Energy Resources第28卷第3期2010年6月Vol.28No.3Jun.20101乙醇发酵工艺按照发酵过程中物料所处状态，乙醇发酵方法分为固体发酵法、半固体发酵法和液体发酵法。
按照发酵醪注入发酵罐的方式，乙醇发酵的方式分为间歇式、连续式和半连续式。
固体发酵法和半固体发酵法主要采取间歇发酵方式；液体发酵法既可以采取间歇发酵方式，也可以采取连续发酵或半连续发酵方式。
1.1间歇式发酵间歇式发酵是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行。
由于发酵罐容量和操作工艺的不同，间歇发酵有以下几种方法。
（l ）一次加满法将糖化醪冷却到27～30℃后，接入大约为糖化醪量10%的酒母混合均匀，经60～72h 的发酵即成熟。
此法操作简便，易于管理，但酒母用量大，适用于糖化锅与发酵罐容积相等的小型乙醇厂。
（2）分次添加法将发酵罐容积1/3左右的糖化醪入罐后，接入10%酵母进行发酵；2～3h 后，第2次加入糖化醪；再隔2～3h ，第3次加入糖化醪，直至加到发酵罐容积的90％为止。
此法适用于糖化锅容量小而发酵罐容量大的工厂。
（3）连续添加法先将一定量的酒母打入发酵罐，然后根据生产量，确定流加速度。
流加速度与酵母接种量有密切关系。
如果流加速度太快，则发酵醪中酵母细胞数太少，不能造成酵母繁殖的优势，易被杂菌所污染；如果流量太慢，会造成后加糖化醪中的支链淀粉不能被彻底利用。
一般应在接种酵母6～8h 将罐装满。
该法适合于采用连续蒸煮、连续糖化的乙醇生产厂。
（4）分割主发酵醪法将处于旺盛主发酵阶段的发酵醪分出1/3～1/2至第2罐，然后加新料将两罐补满，继续发酵。
待第2罐发酵正常，又处于主发酵阶段时，再分出1/3～1/2发酵醪至第3罐，并加新鲜糖化醪至第2、第3罐。
如此连续分割其他各罐，并将前面各罐发酵成熟的醪液送去蒸馏。
该过程可以省去了酒母的制作过程，但对无菌操作的要求高。
适用于卫生管理较好、无菌要求较高的工厂。
1.2半连续发酵半连续发酵是在主发酵阶段采用连续发酵，而后采用间歇发酵的方法。
在半连续发酵中，醪液的流加方式有两种。
第一种方式，将数个发酵罐连接起来组为一组，使前3个罐保持连续发酵状态。
开始投产时，第1只罐接入酒母，使该罐始终处于主发酵状态，连续流加糖化醪。
待第1罐加满后，流入第2罐，此时可分别向第1，2两罐流加糖化醪，并保持两罐始终处于主发酵状态；待第2罐加满后，自然流入第3罐；第3罐加满后，流入第4罐；第4罐加满后，则由第3罐改流至第5罐；第5罐加满后，改流至第6罐，依次类推。
第4，5罐发酵结束后，送去蒸馏。
洗刷罐体后再重复以上操作。
第二种方式，由7～8个罐串联组成一组，用管道将前罐的上部接通下罐的底部。
投产时，先制备1/3体积的酒母，加入第1只发酵罐；在保持主发酵状态下，流加糖化醪至满罐，流入第2罐。
待第2罐醪液加至罐容1/3时，糖化醪转流加至第2罐；第2罐加满后，流入第3罐。
重复下一罐操作，直至末罐。
1.3连续发酵连续发酵工艺方法分为如下3种。
（1）循环连续发酵法将9～10个罐串联组成连续发酵罐组，其流程是从前罐的上部流入下罐的底部。
投产时，先将酒母打入第1只罐，同时加入糖化醪，在保持该罐处于主发酵状态下，流加糖化醪至满，自然流入第2罐，再依次流入下一罐，直至末罐。
待醪液流至末罐并加满后，发酵醪即成熟。
将末罐成熟的发酵醪送去蒸馏，洗刷末罐并杀菌，重新接种发酵，然后以末罐为首罐，以相反方向重复以上操作，进行循环连续发酵。
（2）多级连续发酵法多级连续发酵法也称连续流动发酵法。
与循环法类似，该法也是用9~10个发酵罐串连组成发酵系统，各罐的连接也是由前一罐上部接至下一罐底部。
投产时，先将酒母接入第1罐，然后在保持主发酵状态燃料乙醇技术讲座（三）燃料乙醇发酵技术孙清（沈阳农业大学工程学院，辽宁沈阳110161）中图分类号：Q77;S216.2文献标志码：B 文章编号：1671-5292（2010）03-0153-03收稿日期：2010-01-24。
作者简介：孙清（1969-），女，博士后，副教授，主要从事生物质能利用技术的研究和教学工作。
E-mail ：qings2004@下流加糖化醪，满罐后流入第2罐；在保持两罐均处于主发酵状态下，同时向第2罐与第1只罐流加糖化醪；第2罐加满后，流入第3只发酵罐；在保持3只罐均处于主发酵状态下，同时向3只罐流加糖化醪；第3只罐加满后，自然流入第4罐；如此依次进行，直至流满末罐。
这样，只在前3只发酵罐中流加糖化醪，并使其处于主发酵状态，从而保证酵母菌生长繁殖的绝对优势，抑制杂菌的生长。
从第4只发酵罐起，不再流加糖化醪，使之处于后发酵阶段。
当醪液流至末罐时，发酵醪成熟后即可送去蒸馏。
发酵过程从前到后，各罐的醪液浓度、酒精含量均保持相对稳定的浓度梯度。
从前面3只发酵罐连续流加糖化醪，到最后一罐连续流出成熟发酵醪的整个过程，处于连续状态。
目前，我国以粉质为原料连续发酵制酒精的场合，基本上采用此发酵方式。
（3）双流糖化连续发酵双流糖化和连续发酵的操作过程是将蒸煮醪按两种糖化方法进行。
第一种方法:在58～60℃条件下，糖化50～60min；第二种方法:在真空状态及60℃条件下，糖化5～6min。
糖化剂采用甘薯曲霉和拟内孢霉深层培养液，其用量为淀粉重量的85%。
其中2/3酶液加入第1种糖化方法的糖化器中，其余1/3加入第2糖化器内。
第1种方法糖化的糖化器中的醪液流入主发酵罐内，从第2糖化器流出的糖化醪送入其它发酵罐内。
酵母接种量约为主发酵容积的25%。
为防止杂菌污染，可加入0.01%的抗乳菌素。
发酵至第8，9罐结束(每组12个罐)，成熟发酵醪的酒精体积含量为8.42%～8.76%，残糖为0.22%～0.26%，其中可发酵性残糖仅为0.1%。
2发酵原料及其处理技术从乙醇生产工艺的角度来看，凡是含有可发酵性糖或可变为发酵性糖的物料都可以作为生产乙醇的原料。
由于乙醇生产工艺技术的不断改进，所应用的发酵微生物范围不断扩大，乙醇发酵原料的范围也在不断地扩大。
例如，半纤维素水解液中主要的糖分———木糖，原来认为是一种不可发酵的糖，现在木糖已经可以发酵，半纤维素也就变成一种乙醇生产原料。
选择乙醇发酵原料应考虑如下原则：原料的碳水化合物含量较多，影响发酵的杂质尽可能少；来源丰富，易于收集和储藏；价格低廉、便于运输等。
乙醇发酵的原料主要分为3类：糖类原料（包括甘蔗、甜菜、糖蜜、甜高粱等）；淀粉原料（包括玉米、小麦、高粱、甘薯、木薯等）和纤维素原料（包括秸秆、麻类、农作物壳皮、树枝、落叶、林产品的边脚余料等）。
原料处理是乙醇生产的关键技术之一，也是决定生产成本的关键。
各种原料必须转化成为可被微生物利用的发酵性糖，才能够进行发酵。
所以，原料的处理不仅影响到原料的利用，而且对后续的发酵和精馏产生很大的影响。
2.1淀粉质原料预处理淀粉质原料必须经一系列处理程序，转化为可被酵母利用的糖类后才能进入发酵阶段。
原料预处理过程一般包括：除杂、粉碎、输送、液化和糖化。
（1）原料除杂在收集淀粉质原料时，会混进沙土、杂物，甚至金属等，如果不预先除去这些杂物，会严重影响后续工序的正常进行。
特别是金属杂物和石块极易造成机械设备运转部位的磨损和损坏，杂物还易造成堵塞阀门、管道、泵等设备，使生产过程不能正常进行。
原料的除杂通常采用筛选和磁选。
筛选，多选用振动筛除去原料中的较大杂质及泥沙，常见的设备为气流—筛分分离机。
磁选，多选用永久性磁力除铁器和电磁除铁器除去原料中的磁选杂质。
原料的除杂多置于原料粉碎之前，通常是先筛选后磁选。
但对于粉渣等原料，可先磁选再筛分。
如果原料含沙太多，在粉碎之前还可设置除沙器或除沙池。
（2）原料粉碎淀粉质原料中的淀粉常以颗粒状态储存于细胞之中，由于受到植物组织和细胞壁的保护不宜被直接利用。
所以，原料粉碎是原料处理的关键步骤之一。
原料经过粉碎后有利于增加原料的表面积，加快吸水速度，缩短水热处理的时间，有利于淀粉酶的作用，提高淀粉转化率，同时有利于原料在生产过程中的输送。
原料的粉碎方法可分为干式粉碎和湿式粉碎，目前生产多采用干式粉碎方式。
原料粉碎越细，则耗电越多，为了节省能耗，在实际生产中，可采用二级粉碎的流程。
原料首先经过粗碎机粗碎，粉碎比为（1∶10）～（1∶15），粗碎过的物料经锤式粉碎机进行二次细碎，粉碎比控制在（1∶30）～（1∶40）。
随着近年来气流输送技术的应用，粉碎比的意义已不如从前那么重要了。
一级粉碎加风送的粉碎工艺流程也开始在一些工厂中使用，设备的投资大大降低。
（3）原料输送原料输送常用的方法是机械输送和气流输送。
机械输送多用于固体物料的输送。
常用的输送机械有皮带输送器、螺旋输送器和斗式提升机。
前两种多用于水平方向输送，后者多用于垂直方向输送。
气流输送是利用风力进行运送，由引风机把原料运进料管，由低位向高位运送，原料中的金属。
泥土和石块等杂质因密度比较大，不能被气流带走而滞留在接料器底部或直接落在地上。
气流输送适合散粒状或块状物料的输送。
（4）液化和糖化目前，用于乙醇生产的酵母不能直接利用淀粉进行乙醇发酵，淀粉必须水解成糖类，才能被利用。
此外，因淀粉受到植物细胞壁的保护作用，细胞内的淀粉颗粒不易受到淀粉酶系统的作用，同时糖化酶对不溶解状态淀粉的糖化作用又非常弱，所以，淀粉原料在经过上述的预处理后，需要进一步液化和糖化，才能使淀粉从细胞中游离并转化为糖类，以保证乙醇发酵的顺利进行。
几种作物的淀粉颗粒大小及糊化温度见表1。
表1几种作物淀粉的颗粒大小及糊化温度Table1The size of starch granules and pasting temperatureof different crops原料名称淀粉颗粒大小／μm糊化温度/℃玉米5～2565～72高粱5～2565～78小麦2～4558～65大米3～868～78木薯5～3552～64·154·可再生能源2010，28（3）淀粉的液化是利用淀粉液化酶使糊化的淀粉黏度降低，并水解成糊精和低聚糖的过程。
目前，多使用a-淀粉酶进行液化。
液化的终点常以碘液显色控制。
糖化是利用糖化酶将淀粉液化的产物进一步水解成葡萄糖的过程，并为发酵提供含糖适量并保持一定酶活力的无菌或极少杂菌的醪液。
经过液化后的淀粉继续进行糖化，糖化温度一般根据糖化酶的最适作用温度进行控制，糖化酶的最适作用温度为58～60℃，糖化酶作用的最适pH值为4.2～5.0。
醪液的pH太高或太低都将破坏酶的活力，不利于糖化。
乙醇生产过程中，糖化醪的自然pH值与最适pH值相近，不需要再加以调整。
糖化酶用量视原料品种、糖化方式等确定，一般是每克淀粉使用80～150U。