利用甜高粱茎秆糖分生产燃料乙醇
甜高粱汁生产发酵乙醇的工艺研究
摘要：介绍了甜高粱发加乙醇工业的历史以及现在利用甜高粱发酵的主要2种工艺形式，主要介绍了液体发酵的方法及优缺点，最后介绍了利用甜高粱发酵乙醇工业对人们的有利条件。
关键词：甜高粱发酵酒精工业研究进展
一甜高粱发酵酒精工业的历史
1、解决能源危机
随着世界能源(矿物质)危机，以及矿物质能源的利用对人类生存环境的危害程度日益严重，开发生物能源替代矿物质能源已成为世界各国和科学研究的重点[1]。燃料酒精作为一种可再生的清洁能源，不但可减少原油的消耗，而且可以减少环境污染[2～3]。甜高粱茎秆含糖量高、多汁、耐寒、耐盐碱、粮饲兼用等多种优良的生物学特性[4]。甜高粱茎秆汁液丰富，达到50 %～70 %，含糖量高达12 %～22 %，经榨汁后可以用于发酵生产酒精。这一技术的应用对于开发可再生能源、缓解能源危机、发展循环经济等具有极其重要的战略意义。
2、发展前景
人们对甜高粱作为新兴能源寄予厚望，用甜高粱生产燃料酒精已成为当今世界人们关注的热门话题，世界上许多国家和地区都先后制定了一系列开发利用措施和规划。巴西自1975 年开始实施甜高粱生产酒精计划，现已拥有日产12 万L的商业酒精工厂；美国自1978年便开始应用甜高粱生产酒精，到2000 年甜高粱的种植面积已达到560 万hm2，生产酒精约50 亿L；日本已将甜高粱作为酒精资源[18]；欧共体、澳大利亚等国家都开展了甜高粱生产酒精的研究工作。我国在甜高粱酒精发酵产业化方面也做了大量的工作。中科院近代物理研究所用重离子辐照技术对甜高粱进行了品种改良，使一些品种的含糖质量分数达24%以上，产量10 t /667m2以上；利用重离子辐照培育新菌种，通过甜高粱榨汁直接发酵工艺得到了9%以上的酒份，发酵时间缩短为16 h，仅为粮食(如玉米)生产燃料酒精发酵时间的1/4。国家发改委已将甘肃省作为西北地区唯一的定点生产甜高粱料酒精的省份“，十一五”期间将建立2.667 万hm2甜高粱种植基地和年产10 万t 的燃料酒精生产厂，并将在省内封闭销售。
二甜高粱发酵酒精的2种工艺形式
甜高粱茎秆出汁率高达60% 以上，茎秆的汁液锤度( 即甜高粱茎秆汁液中所含的可溶性固形的百分率)为15% ～20%。据测算在现有的技术水平下，平均每16 ～18 t 茎秆就可以生产 1 t 乙醇甜高粱制取燃料乙醇目前主要有液体发酵和固体发酵 2 种工艺路线。国内外研究人员对 2 种工艺路线中的发酵添加营养物、发酵条件、发酵菌种和发酵装置等进行了大量富有成效的研究。
1、液体发酵
（1）原料预处理
原料预处理是将采收后的甜高粱茎秆加工成适合发酵的原料的过程。包括去叶片粉碎、添加辅料、灭菌等生产环节。去除叶片和粉碎是采用专用机械去除叶片及叶鞘，并粉碎成0.2～0.8 cm 粒度的碎渣，粉碎的粒度宜大小适中，过大影响原料与酵母细胞充分接触，过小容易阻塞发酵产生的CO2逸散通道。发酵辅料主要是氮源和必需营养盐，添加时要混合搅拌均匀。再用自动进料机输入到蒸煮釜内通入蒸汽进行灭菌。在气温较高时，对于污染程度较低的原料也可省去灭菌操作，以减少能耗。在气温较低的冬季进行蒸汽灭菌还有提高发酵原料温度，快速启动发酵的作用。
（2）蒸馏脱水
蒸馏脱水包括初馏、精馏和脱水三步操作。初馏是将发酵成熟的醪糟移至蒸馏釜进行蒸馏，得
到体积分数为50%～60%的粗酒精，再经精馏、脱水操作得到无水乙醇。
（3）乙醇发酵
原料灭菌后，冷却到40℃左右时，即可边入池边接入乙醇发酵菌种，接种量为原料质量的7%～10%，并确保菌种与发酵原料混合均匀，酒精发酵池上覆盖塑料薄膜，密闭保温（36～38℃）发酵72 h 即可成熟。发酵结束后，发酵醪糟中残糖质量分数降到0.5%左右，酒精体积分数可达8%左右。乙醇发酵是本工艺的关键技术，是发酵微生物将甜高粱茎秆中的糖分经一系列生化反应最终转化成乙醇的过程。理论上每1 g 葡萄糖可以转化为0.511 g 乙醇，实际发酵生产中，由于酵母菌体生长和反应中产生少量醛、酸、酯等副产物都要消耗碳源，同时，成熟发酵醪中还会残存少量残糖，所以乙醇发酵的实际转化率要比理论值低。本文所述乙醇转化率定义为：单位原料的实际乙醇产量与理论转化量的比值，用式（1）计算[13]发酵原料、发酵条件、发酵菌种特性等都会影响乙醇转化率，其中最主要的因素是菌种特性，本工艺采用第10 期梅晓岩等：甜高粱茎秆固态发酵制取燃料乙醇中试项目经济评价245的是甜高粱茎秆乙醇发酵专用酵母（saccharmycescerevisiae），经生产实际验证，其乙醇转化率可以达到理论值的95.8%上。
（4）副产物生产
初馏后剩余的酒糟渣主要成分是纤维素、半纤维素及酵母菌菌体、酚类色素和少量未被利用的糖类物质，适合再加工成发酵蛋白饲料或纸浆。本项目设计了无公害造纸和发酵蛋白饲料 2 个综合利用路线。根据项目所在地的畜牧业需要大量蛋白饲料和项目运行初期原料供应问题，计划项目运转前3 a，只进行发酵蛋白饲料生产，产品出售给当地养殖户。待原料供应充足后再增加茎秆纤维纸浆产品。发酵蛋白饲料生产的工艺过程是：将经过初馏的酒糟渣冷却到40℃左右，补充少量氮源、营养盐后，接入以利用纤维素为主的混合菌种，入发酵池进行通风发酵，经72～96 h 发酵结束，再经干燥可得到粗蛋白质量分数在8%左右的蛋白饲料。
（5）液体发酵的优缺点
在液体发酵工艺中，首先将茎秆汁液压榨出来，添加适量的营养盐，接种，通过一定时间的发酵得到醪液，最后经过精馏就能得到可以作为燃料使用的乙醇。沈阳农业大学于20 世纪90 年代设计了一套年产30 t 乙醇的固定化酵母流化床生物反应器用液态发酵技术，乙醇转化率达到理论值的93%［5］。可见，液态发酵的乙醇转化率较高，并且工艺流程简单，适宜大规模生产。其缺点是生产过程中会产生大量蒸馏废液，这些废液需要进行环保处理才能直接排放，增加了项目投资。而且需要集中压榨大量茎秆，这样茎秆的收集、运输费用大大增加。而且压榨出的糖汁需要及时处理，否则会变酸或变色。Daeschel 等的研究表明，新压榨的甜高粱茎秆汁液在常温下需要在5 h 内进入发酵罐。如果压榨后及时存放于4℃条件下，则可以放置14 d，这样无疑又大大增加了生产成本。由于液体发酵工艺比较成熟，对发酵方式以及发酵参数的选择和优化有助于提高乙醇产量。液体发酵使用的是甜高粱茎秆压榨出的汁液，其中缺乏一些乙醇酵母发酵过程需要的氮源以及某些矿物质元素，需要人工添加一些营养盐。刘荣厚等［7］进一步研究了固定化酵母粒子强化、添加营养盐和发酵工艺参数对甜高粱茎秆乙醇发酵的影响，采用优化后的参数进行发酵，乙醇转化率达到理论值的97% 以上，发酵时间减少到 5 ～7 h。
2、固体发酵
本方法和我国传统的酿酒方法大体相同, 只是物料不同。传统的酿酒方法的物料是粮食, 将粮食中的淀粉先分解成糖,再由糖转化为粗乙醇。本方法的物料是利用甜高粱茎秆汁液中的糖份, 由糖份直接转化为粗乙醇, 方法简捷。本方法的工艺流程是, 首先是种植甜高粱, 然后是收获或收购甜高粱茎秆。接下来是加工, 依次是茎秆铡碎、揉碎、拌酵母菌、发酵、蒸馏, 生产出粗乙醇。从工艺流程可以看出, 本方法所需设备简单, 只是将农村作坊式酿酒的粮食粉碎机换为铡草机和揉碎机即可。由于甜高粱茎秆比较坚韧、汁液含糖量高、粘度大, 铡草机和揉碎机的功率要相对大点, 最好在5kw 以上, 以防憋机。有铡草机、揉碎机、蒸酒锅、小锅炉、冷却器、燃料、容器、温度计、塑料布和彩条苫布以及一些简单的工具, 就可利用甜高粱茎秆生产粗乙醇了。具体工艺方法不做想以介绍。
三甜高粱做为生物质能源的有利特点
1、发酵乙醇的体系
发酵体系是一个非常复杂的多相共存的动态系统，掌握发酵工艺条件对发酵过程的影响以及微生物代谢过程的变化规律，可以帮助人们有效地控制微生物生长和代谢产物的发酵生产，不断提高发酵水平。常规的发酵工艺控制参数有温度、pH、搅拌转速、空气流量、罐压、液位、补料速率及补料量等[8]。曹俊峰等通过实验确定了利用甜高粱糖汁生产酒精的发条件为pH=5.0、接种量10%、糖汁质量分数为22%、温度30 ℃、时间48h, 可获得体积分数为12.8%的酒精, 发酵率达92.5%[9]。一些学者对添加营养盐等对发酵反应的影响做了实验。刘荣厚等以甜高粱茎汁为原料,在摇床及流化床反应器上进行了固定化酵母酒精发酵的试验研究，确定了0.125%K2HPO4，0.200%（NH4）2SO4和0.010%MgSO4的营养盐配方。张恩铭等在利用甜高粱茎汁发酵酿制酒精过程中,认为（NH4）2SO4，MgSO4，KH2PO4，CaCl2的最优添加量分别为1 g/L，10 g/L，5 g/L，5 g/L；MgSO4，CaCl2的加量对发酵结果影响极显著,KH2PO4的添加量对发酵结果影响显著（,NH4）2SO4的添加量发酵结果影响不显著。而王锋等则认为，（NH4）2SO4和KH2PO4的添加有利于提高甜高粱汁酒精发酵的产量和产率,MgSO4的添加无益于酒精产量的提高;在（NH4）2SO4和KH2PO4的用量分别为2 g/L和5 g/L 时, 终酒精浓度为94.5 g/L,酒精产率为0.44[10]。上述学者的结论存在一定的差异，从客观条件分析，可能与营养盐是用于酵母细胞菌株或是用于固定化酵母细胞有关；另一方面，由于实验所用甜高粱品种不同，其汁液成份存在差异，因此菌株发酵所需要的各种营养盐的种类与数量必然存在差异。2、甜高梁是酒精生产的新原料
发酵法生产酒精,国内外多以玉米、薯干、甜菜和甘蔗等为原料,这些大都与粮食争地,发展受到限制。为了解决新的原料来源,近年来,美国、巴西、澳大利亚和印度等国相继研究采用多功能的粮、糖兼收高能甜高梁茎秆汁液做为酒精原料,籽粒做为粮食、饲料,基本解决了与粮食争地的矛盾,其副产物又可综合利用,这是一种利用生物质再生能源的有效途径。我国为了进一步开发甜高粱的用途,从1982年到1984年先后由美国引入W:ay、Kener、Ri等品种。沈阳农业大学经过几年的努力,以623A 为母本与60几个甜高粱品种配制杂交组合,选育出623AxRoma的优良杂交组合,命名为“沈农甜杂2号”。并用其茎秆汁液制取酒精,获得成功,于1985年通过了省级鉴定,国家计委针对这一成果,于1987年下达了“甜高粱茎秆制酒精”国家重点工业性试验项目。该试验装置建在辽阳市,年产5000吨酒精。所谓甜高粱是其茎秆具有甜味,其汁液含有大量糖分的高粱的一个变种。甜高梁茎杆汁液除含蔗糖外,尚含葡萄糖和果糖,其结晶困难,但对于酒精发酵则十分有利。
四结语
1、甜高粱制取酒精技术倍受世人瞩目，各国研发机构也在该领域作了大量的探讨与实践，包括对甜高粱茎秆及其汁液的不同保藏方法的研究，对酵母细胞固定化方法的研究，对发酵条件的优化，以及与生物酒精工业联产的清洁生产模式的研发等然而，原料保藏、高效菌株选育和生产成本问题，仍是甜高粱制酒精技术走向产业化的制约因素。
2、甜高粱以粮、饲、能兼用，抗逆性强，生物产量高等优良特性，受到世界各国关注；尤其在能源环境危机日趋加剧的今天，大力发展可再生能源已经成为人类谋求可持续发展的必然选择，加快突破产业化运营瓶颈，提升技术水平，发展循环经济模式，促进甜高粱制酒精规模化生产，是产学研究方共同努力的方向。
【参考文献】
[1] 石元春,李十中.走出观望谋大局［J］. 中国石油石化,2009,( 1): 22 －23.
[2] 王艳秋,朱翠云,卢峰 . 甜高粱的用途及其发展前景［J］. 杂粮作物，2004,24( l) : 55 －56.
[3] 塔娜 . 内蒙古农村能源物质—甜高粱调查报告［J］. 内蒙古农业科技,2011,( 5) :116 －
117.
[4] 陈秀卿.黑龙江省甜高粱研究现状与展望[J].黑龙江农业科学,2010,(1):43-45.
[5]曹玉瑞. 固定化酵母流化床生物反应器的设计与实验［J］. 应用基础与工程科学学报,2009,4( 3) :307 －315.
[6] 梅晓岩,刘荣厚,沈飞. 甜高粱茎秆汁液成分分析及浓缩贮藏的试验研究［J］. 农业工程学报,2008,24( 9) : 218 －223,
[7]刘荣厚,李金霞,沈飞,等. 甜高粱茎秆汁液固定化酵母酒精发酵的研究［J］. 农业工程学报,2008,21( 9) ::137 －140.
[8] 余龙江,发酵工程原理与技术应用[M],北京:化学工业出版社,2009.25- 38.
[9] 曹俊峰,高博平,谷卫彬,等.甜高粱汁酒精发酵条件初步研究[J].西北农业学报,2008（63）:201- 203.
[10] 王锋,成喜雨,吴天祥,等.甜高粱茎秆汁液酒精发酵及其经济可行性研究[J].酿酒科技,2009（68）:41- 44.
燃料乙醇生产工艺初步毕业设计
燃料乙醇生产工艺初步毕业设计 第一章前言 1乙醇的主要性质与用途 1.1 乙醇的物理性质 乙醇(ethan)又称酒精，是由C、H、O 3种元素组成的有机化合物，乙醇分子由烃基(-C2H5)和官能团羟基(-OH)两部分构成，分子式为C2H50H，相对分子量为46.07，常温常压下,乙醇是无色透明的液体,具有特殊的芳香味和刺激味、吸湿性很强。可与水以任何比例混合并产生热量，混合时总体积缩小。纯乙醇的相对密度为0.79，沸点78.3℃，凝固点为-130℃。燃点为424℃，乙醇易挥发、易燃烧。 乙醇能使细胞蛋白凝固，尤以体积分数为75％的乙醇作用最为强烈，浓度过高。细胞表面的蛋白质迅速凝固形成一层薄膜，阻止乙醇向组织内部渗透，作用效果反而降低，浓度过低则不能使蛋白质凝固。因此，常用75％(体积分数)的乙醇作消毒杀茵荆。[4] 乙醇易被人体肠胃吸收，吸收后迅速分解放出热量。少量乙醇对大脑有兴奋作用。若数量较大则有麻醉作用，大量乙醇对肝脏和神经系统有毒害作用。工业酒精含乙醇约95％．含乙醇达99.5％以上的酒精称为无水乙醇。含乙醇95．6％、水4%的酒精是恒沸混合液，沸点为78.15℃，其中少量的水无法用蒸馏法除去。制取无水乙醇时。通常把工业酒精与新制生石灰混合，加热蒸馏才能得到。工业酒精和医用酒精中含有少量甲醇，有毒．不能掺水饮用。 1.2 乙醇的化学性质 乙醇属于饱和一元醇。乙醇能够燃烧。能够和多种物质如强氧化物、酸类、酸酐、碱金属、胺类发生化学反应。在乙醇分子中，由于氧原子的电负性比较大。使C-0键和O-H 键具有较强的极性而容易断裂，这是乙醇易发生反应的两个部位。 1.2.1乙醇燃烧反应机理 乙醇燃烧反应机理和烃的燃烧反应机理有很多相似的地方，都是先裂解成为碳和氢气，然后燃烧，所以从燃烧机理上来讲乙醇也适合用作内燃机燃料。在较高的温度下．乙醇可以发生分子内脱水生成烯烃，可以认为，乙醇燃烧的反应首先是分子内脱水形成烯烃，烃再裂解形成碳和氢气，然后碳和氢气在空气中燃烧，生成二氧化碳和水，乙醇燃烧反应的总反应式： CH3CH2OH+3O2--2CO2+3H2O+Q 1.2.2乙醇的着火和燃烧特性
甜高粱发展现状
甜高粱发展前景 甜高粱是禾本科高粱属粒用高粱的变种，源于非洲，魏晋时期经印度传至国内，作为饲用及糖料作物被长期栽种，有“北方甘蔗”之称。 一、用途 甜高粱的用途十分广泛，是解决降低国际畜牧养殖成本的最佳饲料，是缓解国际能源紧张的生物能源，也是缓解国际糖原料紧张的新型替代糖原料它不仅产粮食、产糖、糖浆，还可以做酒、酒精和味精，纤维还可以造纸，有浑身是宝的说法。 1、是奶牛、肉牛、羊等的最佳高能饲料，猪、鸡、鱼等高能饲料（代替玉米、豆粕、苜蓿等常规饲料）。 加工高能饲料，经有关单位在北京等地做奶牛饲喂试验表明，饲喂青贮甜高粱比普通常规饲料日增产鲜奶805克，每千克鲜奶节省精饲料25克，省料9.4%，也是肉牛、羊、兔等最佳饲料；甜高粱秸秆高能饲料加工成颗粒状，添加蛋白饲料桑枝条粉等可以作为猪、鸡、鱼等最佳高能营养全价配合饲料。 2、生产乙醇的原料（粮食籽粒也可），用甜高粱生产乙醇的成本只有甘蔗的44%—80%，是最低成本的生物能源（代替玉米、木薯等）。 随着世界能源危机和生态环境恶化问题的日益严峻，生物能源的开发与利用愈显紧迫。燃料乙醇是无限闭路循环的清洁能源，是永恒的可再生能源。作为燃料乙醇的一种原料，甜高粱在《可再生能源发展“十一五”规划》中，被列为生物液体燃料的第一个来源。一亩甜高粱1天合成的碳水化合物可生产
3.2 L酒精，而玉米只能生产1.0L，小麦0.2 L，甜高粱是玉米和小麦的3.2和16倍。 3、酿造高粱酒，纯高粱原酒口感醇香，头不痛，白酒市场缺口90%以上。用甜高粱来代替纯高粱、豌豆等粮食作为酿酒原料。 4、代替甘蔗和甜菜等糖料作物用来制糖，利用甜高粱加工成糖，成本只有甘蔗糖的45%。 5、代替粮食用来生产味精、醋等。 6、压制生物颗粒燃料（代替煤炭）。 7、制造纤维板、造纸等（代替木材等）。 8、食用果蔬（如同甘蔗，口感好）。 9、碳素氢：利用甜高粱乙醇废液加工而成，是环保建材的主要原料。 10、生物蜡：利用甜高粱秸秆表层蜡加工优质轮胎的主要原料。 11、丁醇：利用甜高粱乙醇加工而成，是化工主要原料。 12、谷元粉：利用甜高粱乙醇废液加工而成，是食品等工业最佳原料。 13、造纸：利用甜高粱废渣造纸，纸浆品质稳定，成本降低。 14、生物发电：甜高粱废渣颗粒燃料是生物发电的良好原料，成本低，降低碳排放。 15、锅炉、壁炉燃料：给锅炉和壁炉提供无污染的清洁能源原料。 16、农村家庭做饭燃料：节省木材和煤炭资源，利用甜高粱秸秆渣加工的颗粒燃料作为农村做饭的清洁燃料，更加经济和环保。
中国燃料乙醇产业发展现状
探究中国燃料乙醇进展之路 在近年煤化工、能源替代、环保节能的投资热潮中，燃料乙醇无疑手持“尚方宝剑”，一则国家选定四家企业，并划定各自试点销售区域；二则每吨燃料乙醇国家补贴千元之多，且行业准入门槛也在不断提高。然而，随着燃料乙醇逐步市场化，国家的支持方式将进行转变，从成本加利润，到定额补贴，再到2008年底取消补贴，中国燃料乙醇将走如何样的进展之路？ 探究中国燃料乙醇进展之路 一、概述 燃料乙醇，是以玉米、小麦、薯类、甘蔗、甜菜等为原料，经发酵、蒸馏、脱水后而制得的无水乙醇。车用乙醇汽油（以下简称乙醇汽油），确实是把燃料乙醇和汽油以一定比例混配而形成的一种汽车燃料，又称汽油醇。
（一）燃料乙醇是油品的优良品质改良剂，不是“油” 乙醇具有许多优良的物理和化学特性。燃料乙醇按一定比例加入汽油中，不仅是优良的油品质量改良剂，或者讲是增氧剂，依旧汽油的高辛烷值调和组分，因此，燃料乙醇不是简单作为替代油品使用的。 （二）乙醇汽油属于国际上通行的新配方汽油，是无铅汽油的升级换代产品 汽油里加入10%的乙醇，油品的含氧量可达到3.5%，辛烷值（我国的汽油标号）可提高近3个标号，同时又降低了油品的芳烃含量，使油品的燃烧性能、动力性能和环保性能均得到了改善。尽管我国2000年才全面推广无铅汽油，2001年才在北京、上海、广州三市推广新配方汽油（添加MTBE的清洁汽油），但在国际上，无铅汽油早已被以MTBE及乙醇为添加剂的新配方汽油所代替。 二、世界燃料乙醇产业进展现状
自巴西、美国领先于上世纪70年代中期大力推行燃料乙醇政策以来，加拿大、法国、西班牙、瑞典等国纷纷效仿，均已形成了规模生产和使用，1999年，美国燃料乙醇消费量约450万吨，2006年达到550万吨，巴西则更多，2005年消费量约970万吨，占全国汽油消费量的43%，2006年超过1000万吨。 美、巴等国推行燃料乙醇给国家带来巨大的综合收益，如刺激农业、维护粮价、完善能源安全体系、减少对石油依靠、节约外汇、增加就业、增加财政收入、改善燃油品质及大气环境质量等，均为世界所共认。目前，许多农业资源国如英国、荷兰、德国、奥地利、泰国、南非等国政府均已制定规划，积极进展燃料乙醇工业。 三、中国燃料乙醇产业进展现状 （一）概况 由于燃料乙醇在中国的推广使用还处在初级时期，产销的各个环节政府行为色彩比较浓，离真正的市场化有专门大距离。为了合理的利用资源，国家对燃料乙醇的立项投产特不慎重，受到严格
燃料乙醇技术讲座(一)燃料乙醇及其发展概况
第２８卷第１期２０１０年２月 可再生能塬 ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＲｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｖ０１．２８Ｎｏ．１ Ｆｅｈ．２０１０燃料乙醇技术讲座（一） 燃料乙醇及其发展概况 荆、清 ＜沈般农墟爽攀工程学院，辽宇沈阳７，１１０１６ｔ＞ 中圈分类号：Ｑ７７；￥２１６．２文献标志码：Ｂ．，文章编号：１６７１—５２９２（２０１０）０１—０１５３－０３ 随着全球工业化进程的飞速发展，世界将不可避免地出现能源供给问题。当前石油是满足能源需求的主要资源，但是石油资源是有限的。科学家预测，２０５０年全世界原油的生产将由现在的每年２５０亿桶下降到５０亿桶．因此全球范围内对于开发新的可替代能源的兴趣越来越大。 生物质是一种广泛存在的可再生资源．利用生物质来生产能源可以减少温室气体的排放。其中最直接、最重要的生物质能源应用体系就是采用生物质发酵技术生产乙醇。随着化石资源渐趋枯竭．越来越多的国家已经将乙醇等替代能源为代表的能源供应多元化战略当成能源政策的一个主要方向。石油价格的上涨、燃料乙醇制造技术的不断进步、灵活燃料汽车（Ｆ踟的广泛使用和燃料乙醇可再生原料来源的拓展，使燃料乙醇产业具有可靠的经济可行性和技术可行性。另外．燃料乙醇在柴油机上的应用，可以进一步扩大燃料乙醇的应用范围．这将为燃料乙醇的利用提供更广阔的空间。 １乙醇的主要性质与用途 １．１乙醇的物理性质 乙醇（ｅｔｈａｎ０１）又称酒精，是由Ｃ。Ｈ，Ｏ３种元素组成的有机化合物，乙醇分子由烃基（一Ｃ２Ｈ５）和官能团羟基（一ＯＨ）两部分构成，分子式为Ｃ２Ｈ５０Ｈ，相对分子量为４６．０７，常温常压下．乙醇是无色透明的液体．具有特殊的芳香味和刺激味。吸湿性很强。可与水以任何比例混合并产生热量，混合时总体积缩小。纯乙醇的相对密度为Ｏ．７９，沸点７８．３℃，凝固点为－１３０℃。燃点为４２４℃，乙醇易挥发、易燃烧。 乙醇能使细胞蛋白凝固．尤以体积分数为７５％的乙醇作用最为强烈，浓度过高。细胞表面的蛋白质迅速凝固形成一层薄膜，阻止乙醇向组织内部渗透．作用效果反而降低，浓度过低则不能使蛋白质凝固。因此，常用７５％（体积分数）的乙醇作消毒杀茵荆。 乙醇易被人体肠胃吸收。吸收后迅速分解放出热量。少量乙醇对大脑有兴奋作用。若数量较大则有麻醉作用．大量乙醇对肝脏和神经系统有毒害作用。 工业酒精含乙醇约９５％．含乙醇达９９．５％以上的酒精称为无水乙醇。含乙醇９５．６％、水４．锄的酒精是恒沸混合液，沸点为７８．１５℃，其中少量的水无法用蒸馏法除去。制取无水乙醇时。通常把工业酒精与新制生石灰混合，加热蒸馏才能得到。工业酒精和医用酒精中含有少量甲醇，有毒．不能掺水饮用。 １．２乙醇的化学性质 乙醇属于饱和一元醇。乙醇能够燃烧。能够和多种物质如强氧化荆、酸类、酸酐、碱金属、胺类发生化学反应。在乙醇分子中。由于氧原子的电负性比较大。使Ｃ一０键和Ｏ—Ｈ键具有较强的极性而容易断裂。这是乙醇易发生反应的两个部位。 １．２．１乙醇燃烧反应机理 乙醇燃烧反应机理和烃的燃烧反应机理有很多相似的地方。都是先裂解成为碳和氢气，然后燃烧，所以从燃烧机理上来讲乙醇也适合用作内燃机燃料。 在较高的温度下．乙醇可以发生分子内脱水生成烯烃，可以认为。乙醇燃烧的反应首先是分子内脱水形成烯烃，烃再裂解形成碳和氢气，然后碳和氢气在空气中燃烧，生成二氧化碳和水，乙醇燃烧反应的总反应式： ＣＨ３ＣＨ２０Ｈ＋３０２－－｝２ＣＯｚ＋３Ｈ２０＋Ｑ １．２．２乙醇的着火和燃烧特性 乙醇的引燃温度为４３４ｏＣ．在空气中燃烧表现活化能为１７６．７ｋＪ／ｔｏｏｌ。火焰呈蓝色，最高火焰温度可以达到１０００℃以上。 乙醇闪点较低．闭口状态下只有１２．５℃。最小点火能量也仅为０．６３ｍＩ，所以非常易于引燃。另外乙醇的爆炸极限上下限范围也较宽．有爆炸的危险性。 收稿日期：２０１０—０１—２４。 作者简介：孙清（１９６９一），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＠１２６．Ｐ．，ｏｍ ?１５３?万方数据
甜高粱
饲用甜高粱 王显国 （中国农业大学100094） 甜高粱（SweetSorghum）属禾本科高粱属一年生饲用作物，因茎秆中富含糖分而得名。 据研究报道，甜高粱茎秆汁液含量高达50％～70％，含糖量可达12％～22％，同青贮玉米相比，用青贮甜高粱饲喂奶牛可使其日增产鲜奶850～1850克，而甜高粱的鲜草产量通常可达青贮玉米的1.2～2.0倍，除此而外，甜高粱还具有抗旱、耐涝、耐盐碱、易栽培、方便利用、适应性广等优点，可以预见，随着我国奶业的蓬勃发展，饲用甜高梁必将得到进一步的推广和应用，为此，我们特将国内育成和从国外引进的主要饲用甜高粱品种（含杂组合）的来源和特性综述如下，以供各地引种、试种时参考。 一、国内品种 1．原甜杂一号：由中国农业科学院原子能应用研究所利用引进的不育系75o4A和RIO杂交培育而成。在山东春播条件下生育期125天，在河南春播约比“RIO”早熟一周。株高300厘米以上，亩产茎秆2500公斤左右，汁液的糖锤度8％，亩产籽粒300～400公斤左右。 2.辽饲杂一号：辽宁省农业科学院利用TX623A和恢复系1022杂交而成。在沈阳地区，株高320～350厘米，生育期134天左右，播后70～75天即可用于青贮，亩产鲜草3000～5000公斤，籽粒300～400公斤。该品种在我国深圳、云南、上海。河南、河北、北京、天津、辽宁、吉林和黑龙江的佳木斯等地均可种植。 3.辽饲杂十二号：1987年由辽宁省农业科学院利用LS3A和RIO杂交而成。在沈阳地区，株高340厘米，生育期125～130天，亩产鲜茎叶3600～5000公斤，籽粒300公斤以上，具有抗倒伏，抗旱和耐涝的特性，该品种适宜地区有：辽宁、河北、河南、安徽、山东、广西、吉林、黑龙江和北京等地。
国内燃料乙醇生产技术水平
国内燃料乙醇生产技术水平 ============================= 1、 玉米燃料乙醇生产技术水平 玉米燃料乙醇按照生产工艺可分为“湿法”与“干法” 。对于专业的乙醇生产企业,采用技术手段分离出胚芽生产玉米油是必要的,并且工业生产乙醇时, 只要求玉米淀粉脂肪含量低于110 %即可 。因此“, 半干法”工艺或“改良湿法”工艺均为可选方案。表1 为几种玉米燃料乙醇生产工艺的优劣比较。 表1 玉米燃料乙醇生产工艺的综合比较 由于玉米燃料乙醇技术首先在美国实现工业化生产并迅速得到发展,其经济效益仅次于巴西的甘蔗燃料乙醇。所以有必要介绍一下美国玉米燃料乙醇技术的特点及优势所在。1.1 美国玉米燃料乙醇技术 1.1.1 生产工艺的选择 美国“湿法”工艺用于燃料乙醇的生产源于淀粉企业的产品延伸,其中以ADM 公司为典型代表,采用纯糖浆发酵和酵母回用技术,工艺流程如图1 所示。 图1 美国ADM公司玉米燃料乙醇“湿法”生产工艺 2000 年前美国共有48 个生产厂家,生产约670万吨燃料乙醇。其中产能的60 %由湿法生产,40 %由干法生产。2005 年又新建36 个厂,总数达到84家,产能较2000 年增加约一倍达到1 200万吨。2006年生产厂增至125 家,产量为1 460 万吨,产量跃居世界第一,目前还有在建装置23 家 。新建的专业燃料乙醇生产企业均采用“干法”新工艺。工艺流程如图2 所示(虽然膜分离脱水技术在能耗方面仅为传统共沸蒸馏脱水工艺能耗的10 % —30 % ,然而由于膜使用寿命和成本等问题,美国大部分装置仍然没有采用,但它是以后的重点发展方向) 。 图2 美国玉米燃料乙醇“干法”新工艺 1. 1. 2 技术进步所显现的特点 随着燃料乙醇生产实践经验的积累,现在美国大型燃料生产企业尤其是2000 —2006 年新建厂具有如下特点: (1) 多数采用大颗粒玉米粉(3mm ,有利于饲料回收) ; (2) 高温蒸煮(120 ℃,高温淀粉酶) ,采用同步糖化发酵工艺,从2005 年开始采用无蒸煮工艺(低温淀粉酶) ,大大降低了能耗; (3) 酵母回用发酵技术; (4) 固定化酵母,流化床反应器发酵技术; (5) 广泛实现了自动化控制,应用连续发酵过程,并采用CIP系统(原位循环清洗发酵罐的原位清洗系统) 。 湿法加工技术的新趋势主要涉及加酶湿法加工和膜分离技术的应用。加酶湿法加工的优点是浸渍时间短、投资小、耗能低、用水量大大减少,而且酶可反复使用;其主要缺点是酶价太高。膜分离技术的应用为浸渍水的分离和利用打开了新的途经。浸渍水的膜分离一般包括两个过程:浸渍水经膜分离的截留物含有长链蛋白质,干燥后并入玉米蛋白粉;浸渍水在进入蒸发器前,先用反渗透膜除去57 %的水,这样可大大降低蒸发所需能耗。以上先进技术及设备的采用
酒精生产工艺
重庆能源职业学院 专业实习报告 论文（设计）题目：酒精的生产流程设计 班级：2011级2511班 姓名：刘兴李德静 廖军梁炯 学号：20112511006 20112511032 20112511018 20112511034 指导教师：邓启辉 时间：2013 年7 月5 日
计划表： 内容组员学号备注前言、绪论全部6、18、32、34 汇编 生物发酵法刘兴、李德静6、32 汇编 化学合成法廖军、梁炯18、34 汇编酒精的用途及总结展望全部6、18、32、34 汇编CAD 李德静、廖军32、18 I
前言 一、设计要求： 1、根据设计题目，进行生产实际调研或查阅有关资料，选定合理的流程方案和设备类型，并进行简要论述。 2、设计说明书内容：封面、目录、设计题目、概述与设计方案简介、工艺方案的选择与论证、工艺流程说明、专题论述等。 二、设计目的： 1、把课本的知识运用到社会实践当中去，才是我们学习专业理论知识的最终目的 2、通过本次专业实习设计可以看出现有的生产工艺存在哪些不足，学会自主查找资料进行更加科学有效的改进。 三、设计意义： 酒精工业是在酿酒业的基础上发展起来的,有很悠久的历史。近年来，我国酒精生产技术和生产水平又有了新的提高，新工艺新设备新菌种不断涌现，酒精产量有了较大增长，质量稳定提高；在节约代用，降低消耗，降低成本，提高劳动生产率，提高淀粉出酒率及开展综合利用与消除环境污染等各个方面，都取得了很大成绩。目前，我国大多数酒精采用生物发酵和化学合成法工艺流程，逐步实现了淀粉质原料和化学原料的连续化和自动化。 四、设计原理： 生物发酵主要是利用谷物类、薯类植物中的淀粉，其余的部分仍可综合利用，生产出专用饲料和农业复合肥等产品。在综合利用方面以二氧化碳的回收利用最为普遍，有的厂利用二氧化碳制造干冰、纯碱和小苏打。在自动控制仪表方面也有进展，有的厂已采用电脑实现了主要工序集中控制，目前，我国一些酒精厂正在朝着生产过程全面实行自动化方向发展。 化学合成法主要是利用石油工业，石油化学工业、天然气开发和加工工业产生的乙烯气为原料，使得乙烯水合法的原料得到充分保证。 II
利用甜高粱茎秆糖分生产燃料乙醇
甜高粱汁生产发酵乙醇的工艺研究 摘要：介绍了甜高粱发加乙醇工业的历史以及现在利用甜高粱发酵的主要2种工艺形式，主要介绍了液体发酵的方法及优缺点，最后介绍了利用甜高粱发酵乙醇工业对人们的有利条件。 关键词：甜高粱发酵酒精工业研究进展 一甜高粱发酵酒精工业的历史 1、解决能源危机 随着世界能源(矿物质)危机，以及矿物质能源的利用对人类生存环境的危害程度日益严重，开发生物能源替代矿物质能源已成为世界各国和科学研究的重点[1]。燃料酒精作为一种可再生的清洁能源，不但可减少原油的消耗，而且可以减少环境污染[2～3]。甜高粱茎秆含糖量高、多汁、耐寒、耐盐碱、粮饲兼用等多种优良的生物学特性[4]。甜高粱茎秆汁液丰富，达到50 %～70 %，含糖量高达12 %～22 %，经榨汁后可以用于发酵生产酒精。这一技术的应用对于开发可再生能源、缓解能源危机、发展循环经济等具有极其重要的战略意义。 2、发展前景 人们对甜高粱作为新兴能源寄予厚望，用甜高粱生产燃料酒精已成为当今世界人们关注的热门话题，世界上许多国家和地区都先后制定了一系列开发利用措施和规划。巴西自1975 年开始实施甜高粱生产酒精计划，现已拥有日产12 万L的商业酒精工厂；美国自1978年便开始应用甜高粱生产酒精，到2000 年甜高粱的种植面积已达到560 万hm2，生产酒精约50 亿L；日本已将甜高粱作为酒精资源[18]；欧共体、澳大利亚等国家都开展了甜高粱生产酒精的研究工作。我国在甜高粱酒精发酵产业化方面也做了大量的工作。中科院近代物理研究所用重离子辐照技术对甜高粱进行了品种改良，使一些品种的含糖质量分数达24%以上，产量10 t /667m2以上；利用重离子辐照培育新菌种，通过甜高粱榨汁直接发酵工艺得到了9%以上的酒份，发酵时间缩短为16 h，仅为粮食(如玉米)生产燃料酒精发酵时间的1/4。国家发改委已将甘肃省作为西北地区唯一的定点生产甜高粱料酒精的省份“，十一五”期间将建立2.667 万hm2甜高粱种植基地和年产10 万t 的燃料酒精生产厂，并将在省内封闭销售。 二甜高粱发酵酒精的2种工艺形式 甜高粱茎秆出汁率高达60% 以上，茎秆的汁液锤度( 即甜高粱茎秆汁液中所含的可溶性固形的百分率)为15% ～20%。据测算在现有的技术水平下，平均每16 ～18 t 茎秆就可以生产 1 t 乙醇甜高粱制取燃料乙醇目前主要有液体发酵和固体发酵 2 种工艺路线。国内外研究人员对 2 种工艺路线中的发酵添加营养物、发酵条件、发酵菌种和发酵装置等进行了大量富有成效的研究。 1、液体发酵 （1）原料预处理 原料预处理是将采收后的甜高粱茎秆加工成适合发酵的原料的过程。包括去叶片粉碎、添加辅料、灭菌等生产环节。去除叶片和粉碎是采用专用机械去除叶片及叶鞘，并粉碎成0.2～0.8 cm 粒度的碎渣，粉碎的粒度宜大小适中，过大影响原料与酵母细胞充分接触，过小容易阻塞发酵产生的CO2逸散通道。发酵辅料主要是氮源和必需营养盐，添加时要混合搅拌均匀。再用自动进料机输入到蒸煮釜内通入蒸汽进行灭菌。在气温较高时，对于污染程度较低的原料也可省去灭菌操作，以减少能耗。在气温较低的冬季进行蒸汽灭菌还有提高发酵原料温度，快速启动发酵的作用。 （2）蒸馏脱水 蒸馏脱水包括初馏、精馏和脱水三步操作。初馏是将发酵成熟的醪糟移至蒸馏釜进行蒸馏，得
探索中国燃料乙醇发展之路(1)
探索中国燃料乙醇发展之路 在近年煤化工、能源替代、环保节能的投资热潮中,燃料乙醇无疑手持“尚方宝剑”，一则国家选定四家企业,并划定各自试点销售区域;二则每吨燃料乙醇国家补贴千元之多,且行业准入门槛也在不断提高。但是，随着燃料乙醇逐步市场化,国家的支持方式将进行转变,从成本加利润，到定额补贴,再到2008年底取消补贴，中国燃料乙醇将走怎样的发展之路???探索中国燃料乙醇发展之路????一、概述 燃料乙醇，是以玉米、小麦、薯类、甘蔗、甜菜等为原料,经发酵、蒸馏、脱水后而制得的无水乙醇。车用乙醇汽油（以下简称乙醇汽油）,就是把燃料乙醇和汽油以一定比例混配而形成的一种汽车燃料,又称汽油醇。 （一）燃料乙醇是油品的优良品质改良剂，不是“油” 乙醇具有许多优良的物理和化学特性。燃料乙醇按一定比例加入汽油中，不仅是优良的油品质量改良剂,或者说是增氧剂,还是汽油的高辛烷值调和组分，因此，燃料乙醇不是简单作为替代油品使用的。? (二）乙醇汽油属于国际上通行的新配方汽油,是无铅汽油的升级换代产品? 汽油里加入１0％的乙醇,油品的含氧量可达到3.５%,辛烷值(我国的汽油标号）可提高近3个标号,同时又降低了油品的芳烃含量，使油品的燃烧性能、动力性能和环保性能均得到了改善。尽管我国200０年才全面推广无铅汽油,20０１年才在北京、上海、广州三市推广新配方汽油(添加ＭTBE的清洁汽油）,但在国际上，无铅汽油早已被以MＴBE及乙醇为添加剂的新配方汽油所代替。? 二、世界燃料乙醇产业发展现状 ?自巴西、美国率先于上世纪７0年代中期大力推行燃料乙醇政策以来，加拿大、法国、西班牙、瑞典等国纷纷效仿,均已形成了规模生产和使用，１９９9年，美国燃料乙醇消费量约４５０万吨,２0０6年达到5５０万吨，巴西则更多，2005年消费量约970万吨，占全国汽油消费量的4３％,２0０６年超过１000万吨。?美、巴等国推行燃料乙醇给国家带来巨大的综合收益，如刺激农业、维护粮价、完善能源安全体系、减少对石油依赖、节约外汇、增加就业、增加财政收入、改善燃油品质及大气环境质量等，均为世界所共认。目前,许多农业资源国如英国、荷兰、德国、奥地利、泰国、南非等国政府均已制定规划，积极发展燃料乙醇工业。 ?三、中国燃料乙醇产业发展现状 （一)概况 由于燃料乙醇在中国的推广使用还处在初级阶段,产销的各个环节政府行为色彩比较浓,离真正的市场化有很大距离。为了合理的利用资源,国家对燃料乙醇的立项投产非常谨慎，受到严格控制。2004年２月10日,八部委联合下发《车用乙醇汽油扩大试点方案》和《车用乙醇汽油扩大试点工作实施细则》，在我国部分地区开展车用乙醇汽油扩大试点工作。目前国内经过审批认可的已投产企业有四家:河南天冠燃料乙醇有限公司、吉林燃料乙醇股份有限责任公司、安徽丰原生物化工有限公司、黑龙江华润酒精有限公司。根据《车用乙醇汽油扩大试点工作
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。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
解读燃料乙醇
解读燃料乙醇 解读燃料乙醇 张晓阳 能源是人类生存和发展的基本需求。随着社会经济的持续高速发展，用以支撑社会进步的一次性能源的代表－－石油，已成为现代文明赖以生存的“血液”。然而，地球上的一次资源是有限的，并且已呈逐渐枯竭之势。据联合国能源组织多次评估，地球上的石油储量再有五十年左右大工业化开采将趋结束。我国的时间将更短，据专家预计只有三十年左右。能源短缺已是现代社会面临的一个重大问题。如果没有能源，人类生活就无从谈起，现代社会文明就无法继续。为了寻求替代能源，几十年来，人们做了不懈的努力。通过大量的研究、对比和实践，来寻找可方便制取并使用的可再生能源。近些年来，许多人都把目光又集中在传统产品乙醇上来。二十一世纪，燃料乙醇将会成为主要的新兴能源之一，将会逐步发展成为新能源的亮点，焕发出朝阳产业的无限生机。 一、对本世纪乙醇将形成新的基础产业的基本认识 1、乙醇是自然界难得的一种永远可再生的无限闭路循环的清洁物质。 乙醇和植物（包括粮食）一样，是太阳能的一种表现形式。自然界的植物通过光合作用，产生生产乙醇的基本原料，在乙醇的生产和消费过程中，又全部分解为植物光合作用的原料，周而复始，永无止境。用学术的话讲，植物光合作用的主要产物为六碳糖，六碳糖是纤维素和淀粉的基本分子。在生产乙醇的过程中，六碳糖中的两个碳转化为二氧化碳，四个碳转化为乙醇。乙醇做为能源经使用消费之后，又转化为四个二氧化碳回归自然界。这六个二氧化碳分子经光合作用，又原封再合成一个六碳糖，就这样永远闭路地在大自然界中循环。这一科学而又神奇的功能，决定了乙醇的可再生、资源丰、无污染特性。 另一方面，乙醇又是一个极具兼容功能的物质。它既卫生，又安全，广泛地应用于食品、饮料、医药、香精香料领域，渗透到了人们生活的各个方面。它又是一种优良的化工基本原料，从精细化工、有机化工到石油化工，都有它不可替代的广泛用途。同时，它又是一种难得的清洁、方便、安全的能源。所有这些特性，造就了乙醇理所应当地成为目前世界上可再生资源研究的重点方向。 2、乙醇未来的三大市场方向。 乙醇既是一种化工基本原料，又是一种新能源。尽管目前已有着广泛的用途，但仍是传统观念的市场范围。未来乙醇作为基础产业的市场方向将主要体现在三个方面：一是车用燃料，主要是乙醇汽油和乙醇柴油。这就是我们传统所说的燃料乙醇市场，也是近期的（10年内）容量相对于以后较小的市场（在我国约1000万吨/年）。美国政府已制定了一个大力发展燃料乙醇的计划，计划到2011年，将汽油中（不包括柴油）的燃料乙醇用量由每年15亿加仑（约450万吨）至少提高到44亿加仑（约1360万吨）；二是作为燃料电池的燃料。在低温燃料电池诸如手机、笔记本电脑以及新一代燃料电池汽车等可移动电源领域具有非常广阔的应用前景，这是乙醇的中期市场（10-20年内）。乙醇目前已被确定为安全、方便、较为实用理想的燃料电池燃料。乙醇将拥有新型电池燃料30—40%的市场。市场容量至少是近期市场的5倍以上（主要是纤维原料乙醇）；三是乙醇将成为支撑现代以乙烯为原料的石化工业的基础原料。在未来二十年左右的时间内，由于石油资源的日趋紧张，再加上纤维质原料乙醇生产的大规模工业化，成本相对于石油原料已具可竞争性，乙醇将顺理成章地进入石化基础原料领域。在我国的市场容量至少也在2000万吨/年以上。乙醇生产乙烯的技术目前就是成熟的，随着石油资源的日趋短缺和价格的上涨，乙醇将会逐步进入乙烯原料市场，很可能将最终取而代之。如果要做一个形象而夸张的比喻的话，二十世纪后半叶国际石油大亨的形象将在二十一世纪中叶为“酒精考验”的乙醇大亨所替代。
生物发酵法制燃料乙醇生产中废气废液的处理方法及系统
生物发酵法制燃料乙醇生产中废气废液的处理方法及系统 燃料乙醇作为一种较为清洁的能源，生产成本较低，得到广泛应用，暂时解决了能源需 求的矛盾。为了推动可持续发展，实现绿色发展，在加强人们生态环保意识的同时，还要就 燃料乙醇的制造工艺、合理加工以及燃料乙醇产生的废气废液处理办法进行改进和创新，完 善燃料乙醇作为新型能源的功效，推动社会和经济发展。 二、生物发酵法制燃料乙醇 现阶段燃料乙醇制造的工艺已出现三代，第一代燃料乙醇分为糖基乙醇和淀粉基乙醇， 主要以玉米、甘蔗中所含的酵糖作为原料，进行生物发酵制乙醇，是目前最为常见的制燃料 乙醇方法。第二段燃料乙醇是纤维素乙醇，以木质纤维素类为主的生物物质，主要来源包括 农业废料、林业产物及废弃物、（藻类）和城市垃圾等，第三代燃料乙醇就是主要以藻类为 原料通过生物法生产的燃料乙醇。 生物法又称生物发酵法，是通过生物物质所含的物质，经过水解、发酵等一系列工序制 成燃料乙醇。生物发酵法是现阶段制燃料乙醇最主要，也是最普遍的一种方法。根据不同原 料所含的物质不同，生产工艺和工序都有相应的变化。粮食作物作为原料以碾磨、液化和糖 化工艺为必须内容，木质纤维的步骤则必备预处理和水解工序，本身高糖类物质则可以省去 部分步骤。值得注意的是，一些物质在操作过程或者运输时沾染了金属或有毒物质，还需要 进行先解读再提取，以防不良化学反应的产生。 燃料乙醇的一般生产工艺，如图1所示： 生物发酵法在粉碎原料之后需要进行蒸煮的工作，因为物质原料富含植物细胞，蒸煮后，会促进原料中的淀粉酶与淀粉发生化学反应，发生水解，进行发酵。 生物发酵法要确保酵母菌的酒精发酵环境，视情况而定，进行相应的高压、高温环境蒸 煮操作。 三、生物发酵法制燃料乙醇生产中废气废液的处理方法 生物发酵法制燃料乙醇生产中不可避免的会出现相应的废气废料，纤维素乙醇废液是一 种高温度、高悬浮物、粘度大、呈酸性的有机废水，其主要含有残余的糖、纤维素、木质素、各种无机盐及菌蛋白等物质。一般来源于制燃料乙醇各个工序中，要想妥善处理相关问题， 需要优化制造工艺，从源头解决；或是加强后续补救措施，解决废气废液的排放问题。 （一）源头处理方法 在生产过程中优化处理就是指在提高燃料制乙醇的液化效果，使得原料物质中所含有的 糖被全部利用。因为没有被完全利用的糖分会随着水解过程中产生的水排除，形成废液。并 且未被利用的糖也是一种资源浪费。通过对液化的温度、时间和工艺方法的优化，使得生物 发酵法进行连续发酵，提高燃料乙醇的制作效率。通过连续发酵法，把发酵罐之间的串联起来，使得总会有发酵反应进行。 优化蒸馏工序也是减少制燃料乙醇废气废液的办法之一，通过燃料乙醇直接加热气体的 方法，进行蒸馏后排出，这种方法既不环保，又造成资源浪费。需要优化蒸馏技术，通过差 压蒸馏，使得两边蒸馏塔中的压强有一定差异，使得负压塔能够排出二氧化碳等有害物质，
美国生物燃料乙醇生产近况
美国生物燃料乙醇生产近况 王正友 (国家粮食局外事司,北京 100038) 中图分类号:TS209 文献标识码:D 文章编号:1007-7561(2006)01-62-01 生物燃料乙醇生产原料可以是玉米、高梁、小麦、大麦、甘蔗、甜菜和土豆等,另外纤维质原料如城市垃圾、甘蔗渣、小树干、木片等都可用来生产生物燃料乙醇,但这些应用还没有商业化。美国生产生物燃料乙醇基本上采用玉米,也利用一部分高梁,美国生物燃料乙醇工业正在以前所未有的速度发展。 在十九世纪八十年代,美国生物燃料乙醇企业的生存还比较困难,随后的十年中,企业只是基本维持,没有什么效益,到1995年,美国只剩44个乙醇厂,其中有11个是湿法工艺。九十年代后期,生物燃料乙醇生产开始采用干法工艺,从而大大缩短了加工项目的建设周期,并且提高了生产效率。美国生物燃料乙醇工业近年来得到发展,其中一个重要的政策基础是淘汰甲基叔丁基醚(MT BE,一种汽油抗爆成份,污染地下水),美国已有18个州禁止使用MT BE,生物燃料乙醇理所当然成为最环保的替代品。另一个市场因素是石油价格暴涨,世界原油价格今年每桶最高达到了70.85美元,添加生物燃料乙醇的经济性及社会意义日益显著。2004年,美国生物燃料乙醇产量达到了34亿加仑,比2003年的28.1亿加仑增加了21%。到2005年底,生物燃料乙醇产量将达到40亿加仑,增涨势头非常强劲。2005年,美国通过了能源安全法案,这部法令为生物燃料乙醇工业进一步发展提供了更为广阔的空间。 目前,美国百分之九十以上的生物燃料乙醇生产厂位于玉米带,近一半企业属于农民合作社,2005年内正在新建的20多家企业也是由农民和当地其他资本投资的。有人这样来描述美国生物燃料乙醇工业发展过程,年产量突破10亿加仑用了十年时间,突破20亿加仑又用了十年时间,而突破30亿加仑只用了两年时间。见图1。 2005年8月,美国总统布什签署了新的能源安全法案,其中有关再生能源标准(RFS)的政策要求,机动车燃料必需使用一定比例的再生能源,这将使生物燃料乙醇的年需求量大幅增长。预计到2012 收稿日期:2005-12-06 作者简介:王正友(1972-),男,江苏南京人,副处.年,每年至少消耗75亿加仑生物燃料乙醇,是目前产量的2倍。这个标准对美国生物燃料乙醇工业的发展将产生深远的影响,也会吸引大量资金投入到农产品深加工业,创造约20万个就业机会。从2005年至 2012年,再生能源标准将促使美国对生物燃料乙醇新增扩大生产投资近60亿美元;用于原料和劳动力投资700亿美元,其中430亿美元用于购买玉米。另外,再生能源标准对美国能源平衡也会产生积极影响,到2012年,由于生物燃料乙醇的使用,可以使美国少进口21.3亿桶的原油,减少641亿美元的外汇支出,使美国原油进口依存度从67.4%下降至62.3%。 图1 美国生物燃料乙醇生产情况 (数据来源:美国能源局。)美国是世界上最大的以谷物为原料生产生物燃料乙醇的国家,2004年,美国生产乙醇消耗了3200万吨玉米,占产量的11%。另一个生物燃料乙醇生产大国是巴西,不过巴西主要用甘蔗为原料生产生物燃料乙醇,美国和巴西生物燃料乙醇产量之和比全世界其他所有国家生产生物燃料乙醇总量还要多。随着各国对环保问题的重视,以及对循环能源需求的增加,生物燃料乙醇市场需求越来越大,各国对生物燃料乙醇都规定了具体的添加计划。巴西要求加入比率为25%;欧洲国家目前为2%,2010年要 达到5.75%;加拿大萨斯喀彻温省为7.5%,温尼泊 省为10%;哥伦比亚为10%;泰国为10%;阿根廷要 求在未来5年内达到5%,中国已在部分省要求在 汽油中加入一定比例的生物燃料乙醇。 (编译自《世界粮食》、美国乙醇联盟资料等) 完26 企业与市场粮油食品科技第14卷2006年第1期
全球燃料乙醇行业现状分析
全球乙醇行业现状分析 美国是燃料乙醇生产的第一大国，2007年8月，美国乙醇产量达到68.13亿加仑（277.0亿升）。美国燃料乙醇生产主要依靠玉米，通过转基因技术和扩大种植面积，美国玉米产量近年增长迅速，目前有30%的玉米是用于燃料乙醇的生产。除玉米乙醇外，为促进纤维素乙醇的发展，2005年颁布的美国能源政策法案（EPACT）为此制定了优惠政策。 巴西主要依靠甘蔗来生产燃料乙醇。2001年，巴西取消了对燃料乙醇的补贴，由市场供求直接调节。目前，巴西年产酒精已超过1200万吨，酒精在汽油中的添加比重为20%~25%，50%以上的汽车使用酒精燃料，而该国生产的新一代汽车可以完全使用乙醇为燃料。 目前，我国燃料乙醇以粮食为主要原料，生产成本较高，价格偏低，必须要依靠政府的补贴才能够保本/盈利。受单产和播种面积的限制，未来我国玉米生产将难以满足燃料乙醇生产的工业化需求，完全使用玉米生产燃料乙醇在我国并不现实。 2007年9月，国家发改委发布《关于促进玉米深加工业健康发展的指导意见》。 《意见》指出，“十一五”期间原则上不再核准新建玉米深加工项目，要求各地立即停止备案玉米深加工项目，而且要对在建、拟建项目全面清理对已备案尚未建的项目全面叫停。这也意味着我国将停止新建玉米燃料乙醇企业。 中粮集团准备在广西、河北、内蒙古三地新建共计80万吨乙醇项目，这些项目都将避免直接以玉米、小麦等粮食为原料。2006年10月，中粮集团投资的国内第一个用木薯生产、年产20万吨燃料乙醇项目在广西开工。2007年8月，河南天冠集团新建了年产3000吨的纤维素乙醇生产线。 木薯是替代玉米的最佳选择。其主要优势有：原料优势（生物特性好、种植面积广阔、单产增长潜力大）；酒精生产率高于其它作物；木薯乙醇生产的成本较低。 从长期看，纤维素乙醇的发展潜力最大。按照美国每4吨秸秆出产1吨乙醇的技术水平，我国林业废弃物资源将能生产1.5亿吨燃料乙醇。 若10万吨木薯乙醇项目08年投产，北海国发(行情股吧)的业绩将有一定提高，其幅度将主要取决于木薯价格和燃料乙醇价格。按目前的木薯价格450元/吨，燃料乙醇价格4500元/吨，酒精蛋白饲料价格1200元/吨计算，该项目投产后每年将盈利4312.5万元，按项目增发7000万股计算，将增加摊薄后每股收益0.12元。 海南椰岛若投资20万吨木薯乙醇项目，业绩将有大幅提高，该项目投产后每年有望盈利10312.5万元，按项目增发8000万股计算，将增加摊薄后每股收益0.42元。 2007年，丰原生化(行情股吧)的玉米乙醇项目将使每股收益增加0.05元。 提示：以上，为我们对于这些项目的盈利情况所进行的测算，其基础数据来源于我们对乙醇项目的目前和历史的情况了解，部分数据并未征得公司意见。为此，我们对这些公司暂不给予评级，有待对公司的进一步跟踪调研。 一、国外燃料乙醇行业的发展概况 乙醇作为发动机燃料始于20世纪30年代，但是由于种种原因一直没有得到广泛的应用。直至上个世纪70年代，受到两次石油危机的冲击和对汽车尾气排放的限制，一些石油资源匮乏、人口密集、生物资源丰富的国家在立法和政策上鼓励以醇类（主要为乙醇）作为车用汽油调和组分。 第一个燃料乙醇项目——ProAlcool于1975年诞生在巴西；接下来在1978年美国、加拿大也开展了类似的项目。目前开展此项目最为活跃的国家是美国和巴西，这两个国家乙醇产量约占全球乙醇总产量的70%以上。欧洲各国也对发展生物燃料表现出极大兴趣，开始加大力度进行研究、推广和使用乙醇汽油。 随着各国加大了乙醇汽油应用的力度，带动了世界燃料乙醇的产量逐年攀升。到2005
燃料乙醇工厂设计
题目燃料乙醇 学生姓名张洋学号1002021219 专业10生物（2）班班级20071133 指导教师廖湘萍 完成日期2011年6月21日
目录 摘要......................................................... .. (1) 引言......................................................... (2) 乙醇生产的意义及发展史.....................................................3—4 乙醇性质及质量指标与乙醇生产和原辅料保藏...........4—7
燃料乙醇 10生物二班张洋 摘要 燃料乙醇被广泛应用于食品、化工医药、染料、国防等行业。乙醇不仅可作为一种燃料，更是一种战略物资，世界上2/3的乙醇被用作燃料。发展乙醇不仅可以促进农业的可持续发展，并且可以作为清洁能源代替汽油或汽油添加剂，减少工业大气污染，保护环境，同时也可缓解原油进口的压力。 关键词：乙醇发酵工艺 Title Thesis Foreign Abstract Abstract Alcohol is widely used in the food, chemical medicine, dyes, defense and other industries. Alcohol not only can be used as a fuel, but also a strategic commodities, the world's 2 / 3 of alcohol to be used as fuel. Alcohol can not only promote the development of agriculture in sustainable development, and could serve as a clean energy instead of petrol or gasoline additives to reduce industrial air pollution, the protection of the environment, but also to ease the pressure on crude oil imports.
2017年燃料乙醇产业现状及发展趋势分析报告
(此文档为word格式，可任意修改编辑！） 2017年1月
正文目录 1 燃料乙醇——清洁、环保的新型替代能源 (4) 1.1 车用乙醇汽油的组分配比 (4) 1.2 燃料乙醇的代际演变 (5) 2 全球燃料乙醇产业发展情况 (6) 2.1 美国燃料乙醇产业 (8) 2.2 巴西燃料乙醇产业 (9) 3 我国燃料乙醇产业概况 (10) 3.1 我国燃料乙醇行业成长空间巨大 (11) 3.2 我国主要定点生产企业及产能分布 (12) 3.3 燃料乙醇价格与油价绑定，油价低迷期将过行业回暖 (13) 3.4 补贴标准及相关政策 (15) 3.5 行业盈利情况 (17) 4 中粮生化：油价回升、成本下探解放盈利空间 (19) 4.1 玉米价格下跌成本收缩 (22) 4.2 油价上升拉高盈利天花板 (22) 4.3 成本及油价对利润增长的影响 (23) 5 风险提示 (23)
图表目录 图表1：燃料乙醇及乙醇汽油配比示意图 (4) 图表2：各代际燃料乙醇优缺点对比 (6) 图表3：几种燃料作物的乙醇产量、产率对比 (6) 图表4：燃料乙醇主要生产国产量变化 (7) 图表5：2015年世界各国燃料乙醇产量占比(单位：百万加仑) (7) 图表6：美国燃料乙醇产量逐年增长 (8) 图表7：巴西燃料乙醇市场较成熟 (9) 图表8：我国燃料乙醇产量逐年提升 (10) 图表9：乙醇汽油推广率仍待提高 (11) 图表10：燃料乙醇定点企业及产能 (12) 图表11：汽油品质比率表 (14) 图表12：油价自2014年开始萎靡，12月开始显著上涨 (15) 图表13：一代粮食乙醇补贴标准逐年下降（中粮生化数据） (16) 图表14：燃料乙醇相关政策 (17) 图表15：玉米价格快速下跌 (18) 图表16：木薯价格变化趋势 (19) 图表17：2015年各分项业务占比 (20) 图表18：乙醇业务占比逐年增长 (20) 图表19：公司燃料乙醇产销量逐年递增 (21) 图表20：2015年公司燃料乙醇销售市场分布情况 (21) 图表21：利润率受燃料乙醇售价影响较大 (23) 图表22：原料价格及油价对利润影响的分析表格 (23)