木薯生产乙醇
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木薯生产酒精工艺流程木薯是一种重要的农作物,被广泛用于食品加工和酿酒。
木薯酒是一种传统的酒精饮品,具有独特的风味和营养价值。
下面是木薯生产酒精的工艺流程:1.原料准备:选择新鲜的、无病虫害的木薯作为酿造原料。
将木薯进行清洗、削皮,然后切成块状。
2.研磨:将切好的木薯块放入研磨机中进行研磨,使其成为泥状。
3.搅拌:将研磨好的木薯泥放入搅拌桶中,加入适量的水,进行搅拌混合。
搅拌的目的是使木薯中的淀粉和酶充分接触,促使淀粉转化为可发酵的糖。
4.发酵:将搅拌好的木薯泥倒入发酵罐中,加入酵母或发酵剂。
发酵剂可以使木薯中的糖分转化为酒精。
发酵过程需要控制温度和湿度,通常以28-32摄氏度为宜,发酵时间为3-5天。
5.蒸馏:将发酵好的液体倒入蒸馏锅中进行蒸馏。
蒸馏的目的是分离液体中的酒精和其他杂质。
蒸馏过程中,采用慢速加热,分离出的酒精通过冷凝装置冷却成液体。
6.水质调节:蒸馏完毕后,得到的酒精需要通过水质调节器进行调节,使其达到合适的酒精度。
7.过滤:将调节好酒精度的酒精通过过滤设备进行过滤,去除其中的固体杂质和悬浮物。
8.储存和陈化:经过过滤的酒精倒入储存桶中进行储存和陈化。
储存时间一般为3-6个月,陈化的目的是使酒精中的风味更加浓郁。
9.包装和销售:陈化完成后,将酒精进行包装,可以选择瓶装、罐装或其他包装方式。
然后进行销售,供消费者饮用。
总结:木薯生产酒精的工艺流程包括原料准备、研磨、搅拌、发酵、蒸馏、水质调节、过滤、储存和陈化、包装和销售。
每个环节都需要精细操作和合理控制温度、湿度等参数,以保证酿造出优质的木薯酒。
此外,为了确保产品质量和安全性,还需要遵守相关卫生管理规定,严格进行生产过程的卫生控制。
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木薯乙醇生产工艺流程(大纲)一、木薯乙醇生产概述1.1木薯原料特性1.2乙醇市场需求及木薯乙醇的优势1.3木薯乙醇生产技术的发展现状与趋势二、木薯乙醇生产原料准备2.1木薯原料的收购与储存2.2木薯原料的预处理2.2.1原料清洗2.2.2原料粉碎2.2.3原料淀粉含量的调整三、木薯乙醇发酵过程3.1发酵微生物的选育与培养3.1.1菌种选育3.1.2菌种扩大培养3.2发酵工艺条件优化3.2.1发酵温度3.2.2发酵pH值3.2.3氧气供应与搅拌3.2.4发酵时间与转化率3.3发酵设备与控制3.3.1发酵罐选型3.3.2发酵过程自动控制四、木薯乙醇的提取与精制4.1发酵液的预处理4.1.1发酵液分离4.1.2废渣处理4.2乙醇的提取4.2.1蒸馏原理与设备4.2.2蒸馏工艺参数优化4.2.3乙醇提取率的提高4.3乙醇的精制4.3.1精馏过程4.3.2乙醇纯度的检测与调整五、木薯乙醇生产副产品的利用5.1淀粉渣的利用5.1.1淀粉渣生产饲料5.1.2淀粉渣发酵生产生物肥料5.2废水的处理与利用5.2.1废水处理工艺5.2.2废水资源化利用六、木薯乙醇生产成本与市场分析6.1生产成本分析6.1.1原料成本6.1.2能源成本6.1.3设备投资与运行成本6.1.4环保成本6.2市场分析6.2.1市场需求6.2.2竞争对手分析6.2.3市场前景预测七、木薯乙醇生产环境保护与可持续发展7.1环保要求与标准7.2生产过程中污染物的防治7.2.1废水处理7.2.2废气处理7.2.3固废处理7.3可持续发展策略7.3.1资源高效利用7.3.2清洁生产7.3.3产业协同发展一、木薯乙醇生产概述木薯乙醇生产概述1.1 木薯原料特性木薯(又称甘薯、红薯)是一种热带作物,具有广泛的种植面积和丰富的产量。
木薯酒精发酵工艺木薯酒精发酵是一种非常常见的发酵工艺,它可以用来制作高度纯净的酒精,同时也是一种广泛应用的科技。
酒精发酵是一种通过发酵酵母或其他微生物而产生酒精的过程。
木薯酒精发酵工艺可以用来制造酒、汽油、原料化学品等,被广泛应用于食品工业、生物制药工业、环保等领域。
一、木薯酒精的来源木薯是一种热带植物,生长在亚洲、南美洲和非洲的热带地区,其淀粉含量高达60-80%。
将木薯磨成粉末,在酵母或其他微生物的作用下,使木薯中的淀粉发酵产生乙醇,从而得到酒精。
二、木薯酒精的制备流程(一)准备淀粉先将木薯去皮洗净,切成小块后用水煮沸,使木薯淀粉糊化。
取出后晾凉并晒干。
(二)发酵将糊化后的木薯淀粉加入酵母、糖、水等其他发酵剂后,在密闭容器中进行发酵,让其自然发酵,产生酒精和二氧化碳。
发酵后酒精密度足够,可进行下一步处理。
(三)蒸馏将发酵后得到的酒液置于蒸馏器中进行蒸馏,将含有乙醇的液体分离出来。
蒸馏后得到的乙醇含量可达90%以上。
(四)提纯将经过蒸馏后的乙醇进行再次处理,使其达到高纯度。
可使用各种化学和物理方法。
其中重要的是分子筛和膜分离技术。
(五)封装经过以上工序,最终得到一定纯度的酒精,在严格清洁的条件下进行灌装。
三、木薯酒精发酵的优势及应用木薯酒精发酵是一种比较古老的工艺,其优势和应用也很明显。
(一)木薯产量高:木薯可以在热带干旱地区生长,而且很耐旱,并且能够在没有氮肥的情况下生长。
估计全球有1.5亿人口依靠木薯作为主要粮食来源。
(二)加工工艺简单:木薯酒精生产过程简单,不需要复杂的处理工序,且酒精质量稳定。
(三)生产成本低:木薯相较于其他粮食来说生产成本低,因此酒精的成本也相对较低。
木薯酒精广泛应用于多个领域,包括化学工业、生产无铅汽油、药品制造、消毒液等。
此外,木薯酒精还经常被用于食品工业。
例如,用木薯酒精酿造啤酒和清酒,作为酱油、醋等调味料,还被用于制造巧克力、糖果等糖果制品。
总之,木薯酒精发酵是一种古老而广泛应用的工艺。
乙醇的制备工艺及提纯工艺乙醇是一种常见的有机化合物,常用于医药、化工、酿酒等领域。
下面将分别介绍乙醇的制备工艺和提纯工艺。
一、乙醇的制备工艺:乙醇的制备主要有两种方法:糖化发酵法和合成法。
1. 糖化发酵法:糖化发酵法是通过微生物(酵母菌)对含有淀粉或糖类的植物原料进行发酵制备乙醇。
该工艺可以简单分为以下几个步骤:(1)原料准备:选择合适的植物原料,如谷物、玉米、木薯等。
将原料洗净、破碎、糟化,使其更易于被酵母菌发酵。
(2)糖化:将糟化后的原料与水混合,加热至适宜的温度(一般在60-65C),并加入适量的糖化酶,使淀粉或糖类转化为可被酵母菌吸收和利用的糖类。
(3)发酵:将糖化后的混合物与适量的酵母菌接种,置于适宜的温度(一般在30-35C),并保持适当的pH值。
酵母菌会通过发酵将糖类转化为乙醇和二氧化碳。
(4)分离和蒸馏:发酵液中的乙醇含量通常在5-15%之间,需要通过分离和蒸馏等操作将乙醇从发酵液中分离出来。
分离后的乙醇还可以通过蒸馏进一步提纯。
2. 合成法:合成法是通过化学反应将合成气(主要是一氧化碳和氢气的混合物)转化为乙醇。
该工艺可以简单分为以下几个步骤:(1)合成气制备:将天然气或煤进行气化,得到含有一氧化碳和氢气的合成气。
(2)催化反应:将合成气通过适当的催化剂(如铜锌催化剂),在适宜的温度和压力下进行反应,使一氧化碳和氢气发生反应生成甲醇。
(3)甲醇转化:将甲醇与水反应生成二氧化碳和氢气,再将生成的氢气与合成气进行反应,得到乙醇。
二、乙醇的提纯工艺:乙醇的提纯主要是通过蒸馏和萃取等分离技术进行。
1. 蒸馏法:乙醇的蒸馏法主要是利用乙醇和水的沸点差异进行分离。
一般采用精馏或回流蒸馏的方法,将含有乙醇的原液在适当的温度和压力下进行蒸馏,得到纯度较高的乙醇馏出液。
为了进一步提高乙醇的纯度,还可以进行多级蒸馏。
2. 萃取法:乙醇的萃取法主要是利用乙醇和水的溶解度差异进行分离。
例如,可以使用乙醇和水的共沸体四丁基脲(TBP)进行萃取分离。
木薯燃料乙醇的工艺流程
木薯燃料乙醇的生产工艺通常包括以下主要步骤:
1. 制备木薯材料:首先将木薯进行洗涤、切碎和粉碎处理,得到木薯原料。
2. 酶解:将木薯原料进行酶解处理,加入适量水和酶类,通过控制温度和pH 值,使木薯淀粉分解成葡萄糖。
3. 发酵:将酶解后的木薯浆液加入酵母等微生物发酵剂,使葡萄糖发酵生成乙醇。
4. 蒸馏:将发酵产物进行蒸馏处理,得到乙醇和脱水乙醇。
5. 脱水:对蒸馏得到的乙醇进行脱水处理,去除其中的水分,得到更纯净的乙醇产品。
6. 精馏和提纯:对脱水后的乙醇进行精馏和提纯处理,使其达到工业使用标准。
7. 储存和包装:最后将提纯的乙醇产品储存于合适的容器中,进行包装和标识,以便出售或供应。
以上是木薯燃料乙醇的基本生产工艺流程,具体工艺参数和设备配置会根据生产
规模和技术水平而有所不同。
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第1期·276·化 工 进展木薯酒精渣的预处理及补料同步糖化发酵制取乙醇岳军,徐友海,王继艳,胡世洋,惠继星,金刚(中国石油吉林石化公司研究院,吉林 吉林 132021)摘要:木薯酒精渣的处置是制约木薯燃料乙醇大规模产业化的问题之一。
本文立足于探索木薯酒精渣利用途径,分析了木薯酒精渣的主要成分,对比了氨水、氢氧化钠、氨水组合稀硫酸3种预处理方式对于木薯酒精渣纤维素和木素含量及纤维素酶水解效率的影响,分析了处理前后木薯酒精渣的表面结构及纤维素结晶度,并以氨水处理后的木薯酒精渣为底物,进行了同步糖化发酵。
结果表明,3种预处理方法中组合预处理能更好地增加纤维素含量和提高纤维素酶水解效率,与未处理原料相比,组合预处理后纤维素含量增加了111.26%,木素下降了35.05%,酶水解72h 纤维素转化率从42.10%增加到61.71%。
氨水预处理后,原料的木素含量降低,处理后木薯酒精渣的表面变得更加粗糙,纤维素结晶度有所增加,以氨水处理后的木薯酒精渣为底物进行分批补料同步糖化发酵,当初始底物浓度为100.0g/L ,分别在20h 、40h 、60h 进行补料至最终底物浓度为400.0g/L 时,发酵120h 乙醇浓度达到51.0g/L 。
关键词:燃料乙醇;木薯酒精渣;同步糖化发酵;预处理;纤维素结晶度中图分类号:S216.2 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2018)01–0276–07 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0752Pretreatment of cassava alcohol residues and ethanol production by simultaneous saccharification and fermentationYUE Jun ,XU Youhai ,WANG Jiyan ,HU Shiyang ,HUI Jixing ,JIN Gang(Research Institute of Jilin Petrochemical Co.,Ltd.,PetroChina ,Jilin 132021,Jilin ,China )Abstract: Processing cassava alcohol residues (CAR )is one of the bottlenecks of the large scale application of the cassava based alcohol production. This study focused on the ethanol production using CAR as raw material by pretreatment of CAR and simultaneous saccharification and fermentation (SSF ). The chemical compositions of cassava alcohol residues were analyzed. Pretreatment was conducted by different methods such as aqueous ammonia pretreatment ,sodium hydroxide pretreatment and the combined pretreatment with aqueous ammonia and dilute sulfuric acid. The effect of different pretreatment methods on enzymatic digestibility of CAR were studied. The structural feature of CAR was analyzed by X-ray diffraction (XRD )and scanning electron microscope (SEM ). The fed-batch method was combined with simultaneous saccharification and fermentation (SSF )to enhance ethanol concentration further and reduce enzyme loading. The results showed that among the three pretreatment methods the combined pretreatment was more effective on increasing cellulose and digestibility of cellulose. Cellulose increased 111.26% and lignin decreased 35.05% after being pretreated by the combined pretreatment. Compared with no pretreated cassava alcohol residues ,cellulose conversion rate increased from 42.10% to 61.71% at 72h of enzyme hydrolysis when the第一作者及通讯作者:岳军(1984—),男,硕士,工程师。
年产10万吨木薯燃料乙醇的工艺流程1.原料处理:将木薯清洗、切碎、浸泡和脱水。
Raw material processing: Cassava is washed, chopped, soaked, and dehydrated.2.糖化:将木薯处理成糖浆,加热并添加酵母。
Saccharification: Process the cassava into syrup, heat it, and add yeast.3.发酵:在发酵罐中进行发酵过程,将糖浆转化为乙醇。
Fermentation: Ferment the syrup in a fermentation tank to convert it into ethanol.4.蒸馏:利用蒸馏设备提取乙醇。
Distillation: Extract ethanol using distillation equipment.5.精馏:对乙醇进行精馏,提高纯度。
Rectification: Rectify the ethanol to increase purity.6.干燥:将乙醇进行干燥处理,去除水分。
Drying: Drying the ethanol to remove moisture.7.混合:将乙醇与添加剂混合,符合燃料标准。
Mixing: Mix ethanol with additives to meet fuel standards.8.贮存:将成品乙醇储存在容器中。
Storage: Store the finished ethanol in containers.9.包装:对乙醇进行包装,以便运输和销售。
Packaging: Package ethanol for transportation and sale.10.检验:对乙醇进行质量检验,确保符合标准。
Inspection: Inspect the quality of ethanol to ensure it meets standards.11.运输:将乙醇运输到销售地点或其他厂家。
以木薯为原料的酒精酿造工艺木薯具有良好的加工性能,也不与粮食作物争地,是一种有很大发展潜力的酒精生产再生资源,将其应用到发酵工业,具有广阔的发展前景。
据相关资料显示广西的木薯产量较大,全国60%的木薯淀粉是由广西生产,广西对于生产木薯酒精具有独特的优势。
以木薯为原料进行酒精发酵的工艺较成熟。
本文简述了木薯原料预处理、液化、酶糖化、发酵酒精生产工艺。
木薯是热带和亚热带广泛种植的粮食和经济作物,适应性很强,耐旱、耐瘠、耐水,对土地的质量要求不高,是可在任何土质中生长的作物。
我国南方盛产木薯,产量高,淀粉含量高。
木薯的块根淀粉含量达25%-30%左右,木薯干淀粉含量达70%左右,是被誉为“淀粉之王” 。
木薯已被世界公认是具有很大发展潜力、很有前途的酒精生产的可再生资源。
近年来,随着木薯原料用于生产酒精渐渐收到人民的重视,国内外学者都致力于木薯生产酒精工艺的研究。
下面就木薯原料预处理、液化、酶糖化、发酵酒精生产工艺这四个方面进行简单的介绍。
一、原料的预处理原料在进行正式生产之前,必须预处理,以保证生产的正常进行和提高生产的效益,预处理包括除杂和粉碎两个工序。
木薯在收获和干燥过程中,经常会惨夹进泥土、沙石、粗纤维,金属杂质等杂质,这些杂质如果没有在正式投入生产之前清除,将严重影响生产的正常进行。
石块和金属杂质会使粉碎机的筛板磨损或损坏,造成生产的中断;机械设备运转部位,会因泥沙的存在而加速磨损,泥沙等杂质也会影响正常的发酵过程。
所以用木薯原料生产酒精前,必须进行除杂,以保证生产的正常进行和提高生产的效益。
2 、原料的粉碎木薯原料粉碎可以使原料的颗粒变小,原料的细胞组织部分破坏,淀粉颗粒部分外泄,增加原理的表面积,在进行水热处理时,加快原料的吸水速度,降低水热处理的温度,节约水热处理蒸汽;有利于 a -淀粉酶与原料中淀粉分子的充分接触,促使其水解彻底,速度加快,提高淀粉的转化率;有利于物料在生产过程中的输送。
乙醇生产工艺乙醇是一种重要的化工原料和燃料,其广泛应用于医药、染料、香料和能源等领域。
乙醇的主要生产工艺包括发酵法、蒸馏法和化学合成法。
发酵法是目前最常用的乙醇生产工艺,其原料主要是各种含糖物质,如玉米、甘蔗、木薯等。
首先,将原料破碎、榨汁或加糖,使其含有较高的糖分。
然后,加入酵母菌或其他微生物,通过发酵作用将糖分转化为乙醇和二氧化碳。
发酵过程一般在中性或微酸环境下进行,温度控制在30-35摄氏度。
发酵完成后,通过蒸馏和提纯等工艺步骤,分离乙醇与水,得到纯度较高的乙醇产品。
蒸馏法是将含有乙醇的发酵液进行蒸馏,实现乙醇与水的分离。
蒸馏过程使用连续式蒸馏塔,通过加热和冷凝使蒸发出的液相中的乙醇被提纯,并与反应器中的底液(即残渣)由分离塔分离。
该工艺能够生产高纯度的乙醇,并且可以进行多级蒸馏以提高纯度。
化学合成法是将乙烯与水反应得到乙醇的工艺。
首先,通过蒸汽裂解或石油化工过程得到乙烯原料。
然后,将乙烯和水在催化剂作用下进行反应,生成乙醇。
这种工艺对原料要求较高,同时由于乙烯是一种非可再生的石化原料,因此在环保性和可持续性方面存在一定的问题。
乙醇的生产工艺虽然多样,但主要以发酵法为主。
发酵法具有原料来源广泛、工艺简单、成本低廉的优点,同时也具备较好的环保性和可持续性。
然而,目前仍然存在一些问题,如原料选择和质量不稳定性、酵母菌发酵温度和pH控制等方面的技术难题,还有乙醇纯度与生产效益之间的权衡。
因此,进一步的研究和开发仍然是乙醇生产工艺改进的方向。
总之,乙醇的生产工艺包括发酵法、蒸馏法和化学合成法,其中发酵法是最常用的方法。
随着技术的发展,乙醇生产工艺将会朝着更加高效、环保和可持续的方向发展。
题目:木薯生产乙醇题目:Cassava for ethanol production作者:张博材料化学4班学号:33090415一:立项依据与研究内容(一)美国、巴西燃料乙醇产量高居世界榜首早在20世纪30年代,燃料乙醇就被开发作为车用燃料。
20世纪70年代的两次石油危机,促使巴西和美国率先推行燃料乙醇发展计划,加拿大、法国、西班牙和瑞典随之效仿,形成了一定规模的生产和应用市场。
近年来不断攀升的高油价进一步促进各国政府积极推动燃料乙醇的发展,美国、欧盟和亚洲等国的生物燃料政策发生重大变化,大幅提高生物燃料的发展目标,同时加大政策支持力度,推动燃料乙醇产能扩大,产量迅速增长。
2006年世界燃料乙醇产量达到380亿升(按1加仑=3.79升换算,以下同),相当于全球汽油消费量的2.5%,比2000年产量增长95.9%。
预计2007年世界燃料乙醇产量可达440亿升。
世界燃料乙醇的生产主要集中在美国和巴西,两国燃料乙醇产量占世界总产量的90.5%。
美国现已超越巴西成为世界最大燃料乙醇生产国,2006年乙醇产量为183.8亿升,巴西乙醇产量为160亿升。
美国2007年底通过的新能源法规定,乙醇年使用量到2012年将达到75亿加仑(284亿升),2022年将进一步增至360亿加仑(1363亿升),其中以玉米为原料的乙醇最多不超过150亿加仑,而纤维素乙醇产量必须达到160亿加仑。
巴西燃料乙醇生产成本最低,是世界上目前乙醇和汽油混配比例最高的国家,也是世界最大的燃料乙醇出口国。
巴西2013年乙醇产量预计将达到350亿升。
截至2007年9月,欧盟生物乙醇产能已达到32.76亿升。
预计2010年生物燃料在其运输燃料中所占比重将达到5.75%,2020年进一步增至10%。
在亚洲,中国、日本、印度、印尼和菲律宾等也纷纷制定推广燃料乙醇发展规划,其中中国和印度的燃料乙醇生产已初具规模。
(二)上世纪末我国实行改革开放后,农业生产快速发展,粮食生产相对过剩,国家在粮食生产和储备方面的负担日益加重,农民收入增幅趋缓。
交通基础设施的逐渐完善和汽车工业快速发展使我国汽车保有量逐年增多,尾气污染日益严重,环境保护压力日渐加大。
与此同时,随着对能源需求的增加,我国从石油净出口国变为净进口国,石油资源匮乏和能源安全问题已引起国家的高度重视。
为了统筹解决我国经济社会发展中存在的上述问题,特别是为促进农民增收,我国借鉴巴西、美国等国家的成功经验,有组织地进行了燃料乙醇和车用乙醇汽油的研究和试点应用参考文献:[1] 刘健,陈洪章,李佐虎. 木糖发酵生产乙醇的研究[J]. 工业微生物,2001,31(2):36-41[2] Yan L, Tanaka S. Ethanol fermentation from biomass resources:Current state and prospects[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2006, 69(6) :627-642[3] Parveen K, Diane M B, Michael J D. Methods for pretreatment of lignocellulosic biomass for efficient hydrolysis and biofuel production [J]. Industrial and Engineering Chemistry Research,2009, 48 :3713-3729[4] 钱名宇,张晶,李学凤,潘亚平,杨秀山. 木质纤维素稀酸水解液游离细胞乙醇发酵[J]. 太阳能学报, 2004, 27(4) :340-344[5] 黄薇,程可可,张建安,张富春. 木糖发酵生产酒精的研究进展[J]. 现代化工,2007,27(2):78-81二:项目研究内容,研究目标,解决的问题(一)研究内容将木薯在微生物作用下生成乙醇(二) 研究目标①如何做到经济利益和生产过程的高效②如何做到生产过程的环保③如何增强生产过程的科技创新力(三) 拟研究的关键性问题①生产乙醇的流程工艺②生产过程的条件控制③原料的来源和厂址的选择三:拟采取的研究方案和可行性分析1.研究方案无水乙醇是一种应用很广泛的有机溶剂,是一种可再生的生物能源。
其中燃料乙醇被认为是替代和节约汽油的最佳原料之一,能和汽油以一定的比例混配成一种车用原料。
乙醇的生产有化学合成法和生物发酵法,随着全球石油的缩减,化学合成已受限制,生物发酵生产乙醇受各方推崇和应用。
生物发酵法是利用淀粉质原料或糖质原料,在微生物作用下生成乙醇的方法。
淀粉质原料生产乙醇过程包括:原料粉碎、蒸煮糖化、酒母制备、发酵及蒸馏精制等工序。
2、燃料乙醇2.1乙醇性质酒精是一种无色透明、易挥发,易燃烧,不导电的液体。
有酒的气味和刺激的辛辣滋味,微甘。
学名是乙醇,分子式C2H6O,(酒精燃烧C2H5OH+3O2=2CO2↑+3H2O)因为它的化学分子式中含有羟基,所以叫做乙醇,比重0.7893(20/4°)。
乙醇的分子量:46外观与性状:无色液体,有酒香。
燃点:75℃熔点:-114.1℃沸点(一标准大气压下):78.3 ℃相对密度(水=1):0.79相对蒸气密度(空气=1): 1.59 饱和蒸气压(kPa):5.33(19℃)燃烧热(kJ/mol):1365.5临界温度(℃):243.1 临界压力(MPa): 6.38 辛醇/水分配系数的对数值:0.32 闪点(℃):12 引燃温度(℃):363爆炸上限%(V/V):19.0 爆炸下限%(V/V):3.3 2.2类别和主产品工业乙醇(该方案的产品是燃料乙醇)工业酒精含乙醇96%以上,还含少量甲醇和其他物质。
甲醇是有害的。
它可以挥发,对呼吸系统有害。
有人用工业酒精(含甲醇的乙醇)做酒,饮用后可导致失明。
食用乙醇:食用酒精使用粮食和酵母菌在发酵罐里经过发酵后,经过过滤、精馏来得到的产品,通常为乙醇的水溶液,或者说是水和乙醇的互溶体,食用酒精里不含有对人体有毒的苯类和甲醇。
药用乙醇:乙醇含量在75%左右无水乙醇:无水乙醇的酒精含量极高,分为化学纯和分析纯,化学纯的含量大于等于99.5%,分析纯的含量在99.9%以上。
燃料乙醇是指未加变性剂的、可作为燃料用的无水乙醇。
燃料乙醇可缓解能源紧张,减少环境污染,促进农业发展。
3、生产工艺3.1总流程双酶糖化间歇(或连续)发教酒精流程示意图a-淀粉酶糖化酶↓↓薯干→粉碎机→调浆罐→连续蒸煮器→蒸煮醪→糖化锅废槽↖↓酒精←分子筛脱水←蒸馏←成熟发酵醪←发酵醪←糖化醪杂醇油↙↙↓↙↓酵母种→斜面试管→摇瓶培养→小酒母罐→大酒母罐↑↗↓空气→空压机→过滤器→无菌空气酒母醪3.2原料及原料预处理3.2.1原料薯干:含淀粉68%,水分13%,直接从市场购买。
水:包括粉料液化糖化用水、发酵用水、蒸馏车间用水和清洗用水等,都利用城市自来水或是自来水经过一系列灭菌消毒的无菌水。
淀粉酶和糖化酶:a-淀粉酶用量为8u/g原料,糖化酶用量为100u/g原料,酒母糖化醪用糖化酶量200u/g原料。
硫酸和硫酸铵等:硫酸铵用量8kg/t(酒精),硫酸用量(调pH用)5.5kg/t(酒精)。
乙醇酵母:发酵用的菌种,将糖化醪发酵产生乙醇、CO2和其他副产物。
3.2.2原料预处理薯干预处理示意图原料薯干→筛选→浮选→磁选→破碎→制浆→液化(糊化)↓↓↘↓纤维、泥沙石块、砖块铁杂糖化←冷却↑糖化酶3.2.2.1原料除杂和粉碎(1)淀粉质原料在收集时,会混进沙土、杂物,甚至金属夹杂物等。
一般采用先振动筛筛选,再磁力除铁器磁选以除去杂质。
(2)淀粉质原料中淀粉颗粒常以颗粒状态储存于细胞中,不宜被直接利用。
粉碎后有利于增加原料表面积,加快吸水速度,缩短水热处理时间;有利于淀粉酶的作用,提高淀粉的转化率,同时有利于原料在生产过程中的输送。
粉碎方法有干式粉碎和湿式粉碎,此次采用湿式粉碎进行生产(3)由粉尘损失造成的淀粉损失率约为0.40%。
3.2.2.2水热处理(液化)和连续蒸煮糖化(1)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。
使用耐高温的a-淀粉酶,采用95℃的处理温度,使用普通a-淀粉酶,采用85℃处理温度。
现采用低压喷射液化器来完成淀粉的液化。
调浆温度为50℃,喷射液化器使粉浆迅速升温至105 ℃,进入维持管保温液化5~8min,真空闪急蒸发冷却至95 ℃进入液化罐反应约60min后,进真空冷却器冷却至63 ℃后糖化30min。
低压喷射液化处理工艺粉料→加水制浆→喷射液化→保温液化→冷却糖化↑↑a-淀粉酶蒸汽(2)淀粉的糖化: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。
糖化温度一般根据糖化酶的最适作用温度进行控制,即58~60℃为宜,糖化酶作用的最适pH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。
糖化酶用量一般为每克淀粉使用80~150U,视原料品种、糖化方式等定量。
糖化时间不宜过长,一般在15~25min的范围,也可以根据糖化醪进行调控,即以产生25%~35%的还原糖的时间为宜。
蒸煮糖化中由于淀粉残留及糖分破坏造成的淀粉损失约为0.40%。
3.2.2.3乙醇酵母的培养麦芽汁麦芽汁麦芽汁糖化醪琼脂→↓↓↓↓酵母→斜面试管→液体试管→三角瓶培养→卡氏罐培养→小酒母罐培养→大酒母罐培养→发酵罐↖↗糖化醪乙醇酵母的培养(酒母1:10扩大培养)(1)原菌种斜面培养:麦芽汁琼脂,25~30℃培养3~5天(冰箱4℃保存备用)。
(2)液体试管:10°Bx麦芽汁,灭菌冷却至25~30℃,无菌接种置25~30℃培养20h。
(3)三角瓶培养:1/3麦芽汁和2/3糖化醪,25~30℃培养12~14h,pH4~6(4)卡式罐培养:糖化醪,25~30℃培养12~14h,pH4~6 (5)小酒母罐、大酒母罐培养:糖化醪,25~30℃培养12~14h,pH4~63.3乙醇发酵——菌种:乙醇酵母;培养基:薯干糖化醪→发酵醪;pH:4.2~4.5;(1)前发酵期:醪液中酵母密度小,酵母进行适应,发酵作用不强。
实际生产时,酒母量在10%左右,前发酵期时间为6~8h,连续发酵时,前发酵期基本不存在。
(2)主发酵期:酵母不再大量繁殖,而主要进行乙醇发酵,发酵作用强烈,糖分消耗迅速,乙醇逐渐增加。
主发酵温度控制在30~34℃不得高于34~35℃,发酵时间一般为12~15小时。
(3)后发酵期:醪液中的糖分已大部分被发酵,但醪液中残存的糊精等多糖成分继续被转化为可发酵性糖,酵母把它转化为乙醇。