燃料乙醇的生产技术
棉花秸秆生产燃料乙醇的预处理技术研究概述
棉花秸秆生产燃料乙醇的预处理技术研究概述摘要乙醇是一种很有希望替代有限石油的燃料。
我国目前燃料乙醇生产的主要原料是陈化粮，但我国陈化粮可用于燃料乙醇生产的量十分有限。
棉花秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素和其它灰分等组成，经过预处理、发酵和脱水可生成燃料乙醇，在能源急剧短缺的今天，丰富而又可再生的棉花秸秆已经备受关注。
纤维质材料的预处理是转化乙醇过程中的关键步骤，该步骤的优化可明显提高纤维素的水解率，进而降低乙醇的生产成本。
本文总结了纤维质材料预处理的各种方法，对各种方法的优缺点进行了综述和分析，并对生物质预处理技术发展的前景进行了展望。
关键词：棉花秸秆；预处理；生物乙醇RESEARCH ON PRETREATMENT OF COTTON STALK FORBIOETHANOL PRODUCTIONABSTRACTEthanol is promising alternative energy source for the limited crude oil. Ethanol mainly comes from aged grain in our country.However, the aged grain which is used to produce ethanol is lim-ited. Cotton stalk is composed of cellulose, hemicellulose, lignin and solvent extractives. Ethanol can be obtained by pretreatment, fermentation and dehydration of cotton stra-w. In the current circumstances of energy shortage, abundant and renewable cotton str-aw has caused widespread concern.Petreatment, the critical technology for transformation of lignocellulosic materials to ethanol, can significantly enhance the hydrolysis of cellulose, and then reduce the cost of ethanol production. Progress in research and development of pretreatment is re-viewed in this paper, and the advantages and disadvantages of different methods of pretreatment a-re summarized and analyzed in detail. The prospect of pretreatment is also discussed.KEY WORDS: Cotton stalk; Pretreatment; Bioethanol第一章文献综述1.1 前言能源是当今社会赖以生存和发展的基础。
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。
乙醇的生产及应用研究进展
乙醇的生产及应用研究进展乙醇是具有燃烧完全、效率高、用途广等特点的可再生能源。
本文简要综述了生产乙醇的几种新技术，主要包括以玉米、小麦等为原料的淀粉类技术、以甘蔗、甜菜等为原料的糖蜜类技术及以农、林废弃物等为原料的纤维素类技术；较详细地阐述了乙醇在医药、食物、燃料、饮料、化工等领域的应用研究。
最后，展望了乙醇的应用发展前景。
标签：乙醇生产应用进展面对化学能源短缺以及使用化学燃料导致的大气污染、酸雨、温室效应等一系列环境问题，人类已着手开发用包括核能、风能、太阳能、氢能、生物质能源在内的各种绿色替代能源。
在生物质能源中，作为替代性再生能源之一的乙醇，具有燃烧完全、效率高、无污染等特点，因此具有巨大的发展潜力。
世界重要经济体近30 年来大力发展燃料乙醇，美国、巴西走在世界前列，两国燃料乙醇产量占世界的69%以上。
现阶段我国生产燃料乙醇的原料以玉米为主（占50%以上），其次是薯类（占23%），其余是高粱、小麦、糖蜜等。
乙醇除了做燃料，还有许多其它用处，如：作为有机合成的原料；各种化合物结晶的溶剂；洗涤剂；萃取剂；食用酒精可以勾兑白酒；用作粘合剂；硝基喷漆、清漆、化妆品、油墨、脱漆剂等的溶剂以及农药、医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等的制造原料；还可以做防冻剂、消毒剂等。
一、乙醇的生产技术1.淀粉类技术—玉米乙醇技术美国具有比较成熟的由玉米制备乙醇的技术，主要有两种传统方法，一是湿法碾磨。
美国约40%的乙醇用湿法碾磨生产。
将玉米浸泡在具有二氧化硫的水中24h至36h，使籽粒能分离（Separate）成为四个组成部分：胚、蛋白质、纤维质和淀粉。
分离反应出现后，淀粉就发酵成乙醇，而剩下的三种组分则作为诸如玉米面筋粉和玉米面筋饲料等副产品出售。
这些都是被看作比较值钱的副产品。
二是干法粉碎。
干法粉碎总共约占美国乙醇生产的70%。
加工随着玉米被精细碾磨并被烧煮开始，淀粉被发酵并转化为乙醇，而玉米的三个不能发酵的部分（蛋白质、纤维质和脂肪）则被运送经过这个过程，并作为一种称作带可溶物的干酒糟（distillers dried grains with solubles）DDGS的饲料产品，在结束时回收。
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。
燃料酒精生产工艺过程
燃料酒精生产工艺过程
燃料酒精生产工艺过程包括原料处理、发酵、蒸馏以及精制等环节。
首先是原料处理。
燃料酒精的主要原料是植物糖类，如谷物、甘蔗、玉米等。
这些原料需要经过初步的处理，包括破碎、热水浸泡等步骤，以便于后续发酵过程中酵母菌更好地分解糖类。
接下来是发酵过程。
处理好的原料进入酵母发酵罐中，加入适量的水和酵母菌。
发酵过程中，酵母菌会分解糖类产生乙醇和二氧化碳。
发酵时间一般为24小时至72小时，具体时间根据原料和发酵条件而定。
随后是蒸馏过程。
发酵得到的液体称为酒精发酵液，其中含有不同浓度的乙醇。
蒸馏的目的是分离乙醇和水，提高酒精的纯度。
蒸馏分为粗馏和精馏两个阶段。
粗馏通过加热发酵液，使乙醇沸点较低，蒸发出来，然后通过冷凝器冷却，得到含有约70%乙醇的酒精液。
接下来进行精馏，将含水的酒精液再次加热，使乙醇蒸发，通过多级冷凝器冷却，得到更高纯度的酒精液。
最后是精制过程。
精制主要是去除酒精液中的杂质和不纯物质。
常用的精制方法有脱水、脱酸、脱气等。
脱水可以通过分子筛、膜法等技术实现，以去除酒精液中的水分，提高乙醇纯度。
脱酸则通过添加一定量的碱或酸来中和酒精液中的酸和碱，达到去除杂质的目的。
脱气可以通过真空蒸馏等方法去除酒精液中的气体，提高纯度。
以上就是燃料酒精生产的主要工艺过程。
通过原料处理、发酵、蒸馏和精制等环节，可以得到高纯度的燃料酒精，用于工业领域的燃烧和动力需求。
燃料乙醇的生产进展和应用
燃料乙醇的生产进展和应用摘要：乙醇是我国现今比较新型的一种节能燃料，其在使用过程中不会对环境构成严重的污染，不过在乙醇制备过程中，由于其需求量较大，在制备过程中会涉及到化学工程的使用，这就需要工作人员熟练的掌握化学工程的内容和操作，明确其中的重点事项，以确保燃料乙醇制备的有效性。
讨论了目前其发展趋势和应用，旨在为燃料乙醇生产的产业化、经济化及可持续化发展提供相关的理论依据。
关键词：燃料乙醇；生产技术；应用一、燃料乙醇生产工艺概述燃料乙醇的生产方法主要分为化学法和生物法，化学法主要是乙烯路线和合成气路线，生物法主要是生物质原料通过水解发酵等工艺转化燃料乙醇，也称为生物乙醇。
生物发酵法是目前制取燃料乙醇最主要的方法。
生物乙醇的生产工艺主要取决于所采用的生物质原料，不同生物质原料的乙醇生产工艺不尽相同。
例如，利用含淀粉的生物质材料生产乙醇时，碾磨、液化以及糖化工艺必不可少；利用木质纤维素类生物质生产乙醇时，预处理和水解为常用工艺；而用糖类物质生产乙醇时，碾磨、预处理和糖化工艺步骤就不需要进行。
此外，如果在反应过程混入了有毒物质，还需考虑添加解毒工艺。
二、燃料乙醇生产进展状况按照技术和工艺的发展进程，目前业界一般将燃料乙醇分为以下几类：以玉米、小麦等粮食作物为原料的第 1代粮食乙醇；以木薯、甘蔗、甜高粱茎秆等经济作物为原料的第 1.5代非粮乙醇；以玉米芯、玉米秸秆等纤维素物质为原料的第 2 代纤维素乙醇以及以微藻中碳水化合物为原料的第3代微藻乙醇。
第 1 代和第1.5 代燃料乙醇均属于淀粉基乙醇。
第2 代纤维素乙醇使用纤维素物质为原料，经预处理后通过高转化率的纤维素酶，将原料中的纤维素转化为可发酵的糖类物质，然后经特殊的发酵法制造燃料乙醇，在技术上同粮食乙醇和非粮乙醇存在较大的差别，在原料上也脱离了农作物的范畴，而利用玉米芯、玉米秸秆等农林废弃物，充分发掘生物质资源的价值，目前是燃料乙醇的新兴研究方向，并且已有国内企业规模化量产。
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。
燃料乙醇的生产技术
绿色石油
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。
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。
燃料乙醇生产工艺
燃料乙醇生产工艺燃料乙醇是一种可再生的能源，被广泛应用于汽车燃料和化工工业。
乙醇的生产工艺涉及多个步骤，包括生产原料的选择、发酵和蒸馏。
首先，生产燃料乙醇的关键是选择合适的原料。
目前主要使用的原料有玉米、甘蔗、甜菜根和木质纤维等。
这些原料含有丰富的淀粉或糖分，可以通过发酵转化为乙醇。
其次，原料经过清洗和破碎处理后，进入发酵罐进行发酵。
在发酵过程中，添加适量的酵母菌和发酵剂，促进糖分的转化。
一般情况下，发酵温度保持在30摄氏度左右，发酵时间为24至48小时。
在发酵过程中，糖分被转化为乙醇和二氧化碳。
发酵完成后，乙醇溶液进入蒸馏塔进行蒸馏。
蒸馏过程中，乙醇的沸点较低，可以与水分开。
蒸馏塔将乙醇和水分离，得到高浓度的乙醇溶液。
一般情况下，蒸馏工艺包括多级精馏和回流冷凝等步骤，以提高乙醇的纯度。
最后，经过蒸馏的乙醇进一步经过脱水处理，去除残余的水分，以增加乙醇的纯度。
脱水处理通常使用丁醇或丙烯醇等脱水剂，将乙醇溶液与脱水剂混合，去除其中的水分。
燃料乙醇生产工艺的关键在于发酵和蒸馏两个步骤。
发酵过程需要控制适当的温度和酵母菌的添加量，以促进糖分的转化。
蒸馏过程则需要采用合适的工艺和设备，以实现乙醇和水的分离。
乙醇的生产工艺也有一些挑战和改进空间。
例如，原料的选择可以根据地区的资源和气候条件进行调整，以提高生产效益。
此外，发酵和蒸馏过程中的能源消耗也是一个关键问题，可以通过改进设备设计和采用高效能源的方式来减少能源消耗。
总之，燃料乙醇生产工艺包括原料选择、发酵和蒸馏等步骤。
通过合理控制发酵和蒸馏过程，可以生产出高纯度的乙醇。
未来，随着生产工艺的不断改进和技术的推进，燃料乙醇的生产将更加高效和可持续。
生物质资源转化与利用 第八章 生物质燃料乙醇技术
物理法
化学法 纤维素的预处理方法
物理-化学法 生物法
物理法
物理法包括机械粉碎、蒸汽爆破、辐射、微波处理、冷冻、 挤压热解等，这些处理的目的在于降低纤维素结晶度，破坏 木质素、半纤维素结合层。 机械粉碎是传统方法，经过粉碎，物料的结构发生变化，结 晶度下降，表面积增大，有利于酶对纤维素的进攻。缺点是 能耗大。 蒸汽爆破法被认为是最有效的预处理方法之一，原理是水蒸 气在高温高压下，渗入细胞壁内部，发生水解作用，使α-和 β-烯丙醚键断裂，破坏了结合层结构，然后突然降压，由此 产生强大的爆破力，使物料破碎。经过蒸汽爆破后，再用碱 性过氧化氢处理，纤维素的聚合度和结晶度显著降低。
纤维素原料 纤维素原料是地球上最有潜力的乙醇 生产原料，主要有农作物秸秆、森林 采伐和木材加工剩余物、柴草等。
燃料乙醇的优点
可再生能源，资源丰富 减少排放 提高汽油的辛烷值和抗爆性 积碳减少 增加含氧量，使汽油充分燃烧
燃料乙醇的缺点
保质期短（一个月）
分层，打不着火
蒸发潜热大 热值低
淀粉质原料 主要有甘薯、木薯、玉米、马 铃薯、大麦、大米、高粱等。
生物乙醇应用状况 ：燃料乙醇的 糖质原料 主 生产工艺已经比较成熟，目前巴 要是甘蔗、 西、美国等国家的燃料乙醇生产 甜菜等。 已经实现规模化、产业化。
燃料乙醇 主要原料
其它原料 如造纸厂的硫酸 盐纸浆废液、淀 粉厂的甘薯淀粉 渣和马铃薯淀粉 渣等。
8.2.5 发酵
乙醇发酵是不需要氧气的过程，所以要求发酵在密闭条件 下进行，如果有空气存在，酵母就不完全进行乙醇发酵， 而是部分进行呼吸作用，使乙醇量减少。 乙醇发酵主要经历4个阶段和12个反应 第一阶段：葡萄糖到1,6-二磷酸果糖 第二阶段：1,6-二磷酸果糖降解为3-磷酸甘油醛 第三阶段： 3-磷酸甘油醛经5步反应生成丙酮酸 第四阶段：乙醇的生成
燃料乙醇的制备
木薯生淀粉批量发酵酒精：木薯
• 木薯——木薯是世界三大薯类之一，广泛栽培于 热带和亚热带地区。在我国南亚热带地区，木薯 是仅次于水稻、甘薯、甘蔗和玉米的第五大作物。
• 它在作物布局，饲料生产，工业应用等方面具有 重要作用，已成为广泛种植的主要的加工淀粉和 饲料作物。 • 是热带湿地低收入农户的主要食用作物。
• 在 S.cerevisiae 菌中导入木糖异构酶途径 可以获得高乙醇产量， 同样也可导入阿拉 伯糖异构酶途径。 • 戊糖的氧化还原代谢一直是众多工程途径 中的热点。
• 在将来， 随着实验室和中试规模研究的不 断提高， 人们会最大程度的利用木质纤维 素原料中的每个成分，将其转化成不同的 成品，实现原料的充分利用并使产品价值 达到最大化， 达到商业化生产要求。
分离纯化工艺流程图
发酵罐→泵→醪塔→浓缩塔→粗酒精→分子
筛塔A、B→冷凝 ↖ ↗ ↑ 蒸汽 蒸汽
↓ 无水乙醇
木质纤维素乙醇的新进展
• 生物质原料具有很多优点，但由于其韧性 会导致工艺过程复杂并且成本昂贵。通过 构造新纤维素水解酶体系、 改造戊糖发酵 工业中耐受抑制剂的酵母菌株以及结合最 优一体化过程，显著改善了发酵工艺过程。
燃料乙醇的发酵
燃料乙醇
• 是一种被广泛用于运输业的生物燃料。燃料乙醇 由富含糖类物质的农作物酿制产生，可加入汽油 中制成混合燃料。
• 燃料乙醇主要供汽车、摩托车等交通工具使用， 汽油发动机无需做过多改动就可以直接使用燃料 乙醇。当汽油价格较高时，燃料乙醇具有明显的 成本优势。然而，大规模使用燃料乙醇会导致玉 源自、甘蔗等农作物供不应求、价格上升。
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工艺是一种利用生物质材料生产乙醇作为燃料的过程。
乙醇是一种清洁燃料，不含硫、苯等有害物质，而且其燃烧产生二氧化碳比汽油低20%左右，有利于减少环境污染。
因此，燃料乙醇工艺在减少对环境的影响、替代化石燃料、提高能源使用效率等方面发挥着重要的作用。
燃料乙醇的生产过程大致可分为生物质材料处理、糖转化、发酵、分离纯化和乙醇精制等几个步骤。
其中，糖转化和发酵是核心步骤，可以采用不同的工艺实现。
以下主要介绍乙醇工艺的化学工程分析。
1. 糖转化在糖转化过程中，首先需要将生物质材料处理成可被微生物分解的糖类物质。
处理方法有物理破碎、化学水解、生物分解等，其中化学水解方法应用最广泛。
化学水解将木质素和纤维素等生物质材料分解成葡萄糖、木糖和果糖等单糖，以及半纤维素和木质素等低分子糖类。
在水解过程中，需要施加适量的酸、碱或酶等催化剂，催化剂的种类与用量常常影响水解效果。
此外，还需要考虑温度、反应时间、物料输送方式等一系列工艺参数。
化学水解后，得到的糖液需要进行浓缩和净化，以提高糖浓度和减少杂质含量。
浓缩方式有真空蒸发、膜浓缩等，选择不同的浓缩方式需要考虑对原液成分的影响。
净化方式则基本上都采用离子交换或吸附剂等化学方法。
优良的化学净化工艺能有效地提高发酵效率和乙醇纯度。
2. 发酵发酵是利用微生物将糖类物质转化为乙醇、二氧化碳等物质的过程。
常用的微生物有酵母菌、细菌等，其中酵母菌应用最为广泛。
酵母菌在发酵过程中会产生大量的乙醇和二氧化碳，并且这一过程需要施加适当的温度、pH值、氧气气氛等条件。
对于乙醇工艺来说，发酵是影响生产能力和产品质量的重要环节。
优秀的发酵技术需要考虑微生物选择、培养、发酵条件等多个方面因素。
最近发展的集成发酵技术则能够实现同时进行糖转化、发酵和分离纯化等多个步骤，增强了工艺的高效性和可控性。
此种技术常常采用连续式反应器，以提高产品产量及质量，减少废物产出。
3. 分离纯化发酵完毕后，需要对发酵液进行分离，分离出乙醇、二氧化碳等物质，以及杂质。
多种原料燃料乙醇生产技术
燃 料 乙醇属 生物 质 能源 ，是 可再 生 能 源 的重 要
产主要采用玉米 、 小麦等陈化粮为生产原料 ， 但随着 陈化粮的消耗殆尽 ， 粮食价格的上涨 ， 原料成本 占燃 料 乙醇生产成本的 ７ ０ ％～ ８ ０ ％， 因此 ， 寻求廉价 、 充足 的原料供应是保障中国燃料乙醇产业大规模发展的
（ １ ． Ｇｕ ａ ｎ ｇ Ｘｉ Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｗｅ ｉ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｃｏ ． Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｙｉ ｚ ｈ ｏ ｕ ，Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ ５ ４ ６ ３ ０ ７ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ；
２ ． Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ＆Ｄ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ ０ ７ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
第４ ｌ 卷 第１ 期
２ ０ １ ４ 年 １月
酿
酒
Ｖｏ １ ． ４ １ ． Ｎ ｏ １
ＫＩ ＮＧ Ｌ Ｉ Ｑ Ｕ Ｏ Ｒ ＭＡ
பைடு நூலகம்
Ｊ ａ ｎ ． ， ２ ０ １ ４
文章编号： １ ０ ０ ２ — ８ １ １ ０ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ０ ０ ８ ６ — ０ ５
Ｇ Ａ Ｏ Ｗｅ ｎ — ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ ，ＷＡ Ｎ Ｇ Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ — ｍｅ ｉ ， ＹＡ Ｎ Ｌ ｉ ，Ｍ Ａ Ｃ ｈ ｕ ａ ｎ — ｌ ｕ ，Ｚ Ｈ Ａ Ｏ Ｓ ｈ ｕ － ｊ ｉ ｅ ，Ｌ Ｖ Ｈ ｕ ｉ － ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ２
多种原料燃料 乙醇生产技术
高文 中 ， 汪成 关 ， 闫 莉 ， 马传路 ， 赵 淑杰 ， 吕惠生
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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。
国际能源公司都在竞相改进将纤维素转化为乙醇的技术。
但由于技术上的限制，目前世界上还没有一家纤维素乙醇制造厂的产量达到商业规模。
我国也正在开展纤维素制取燃料乙醇的技术研究开发，中粮黑龙江肇东酒精有限公司、安徽丰原集团、山东龙力科技有
限公司等建立了千吨级纤维素乙醇中间试验装置。
在纤维素生物转化利用的过程中，需要解决木质纤维素分子对生物转化的抗性，将大分子多糖降解为可发酵糖；通过微生物代谢工程和基因工程研究，由可发酵糖进行生物转化；简捷、高效的下游过程技术产物分离等重大技术问题。
以甜高粱、木薯和甘薯等低质糖类和淀粉类作物为原料生产燃料乙醇，具有单位土地面积产量较高、生产成本较低、化石能源替代效益高于玉米燃料乙醇的优点，是近期可行的发展方向；而纤维素燃料乙醇因目前技术尚不成熟，成本最为高昂，其规模化发展仍有赖于重大技术突破和显著成本下降。
因此，综合考虑土地生产率、生产成本和化石能源替代效益，近中期我国应主要利用劣质土地发展以木薯、甘薯和甜高粱为原料的非粮燃料乙醇，并加大纤维素燃料乙醇研发力度，力争在中远期实现商业化应用。