木薯燃料乙醇

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。

年产5万吨非粮乙醇项目简介一、项目概况随着各地对乙醇汽油的需求量不断加大，对粮食供给造成一定压力，今年6月份，国家紧急叫停了粮食乙醇项目。

一些地区开始调整发展方向，转向非粮乙醇项目的开发。

国家发改委明确提出，我国今后将积极发展非粮生物液体燃料，到2020年形成年替代1000万吨石油的能力。

发展乙醇等生物燃料，不是用玉米、小麦、红薯等粮食作物，而主要是用非粮食的物质，比如木薯、甘蔗、甜高粱、秸秆等为原料。

利用这些东西，把它们转变成生物乙醇等生物燃料。

投资燃料乙醇项目优势：1、本项目符合国家产业政策。

发展生物能源等新型能源替代品，是国家未来能源战略的重要组成部分，国家先后出台了关于鼓励发展燃料乙醇、生物柴油等生物能源的一系列政策，并在十一五规划中明确在十一五期间全国燃料乙醇生产能力达到500万吨，为本项目的建设和发展提供了良好的机遇。

2、本项目的实施有利于实现全面科学发展。

使用乙醇汽油作为燃料，可以明显降低汽车废气的排放，有效改善大气环境质量。

用酒精作增氧剂，可显著降低汽车尾气中的有害物，起到净化空气的功效。

3、本项目的实施有利于增加农民收入。

目前，世界上生产的燃料乙醇大部分是以植物秸秆、甘蔗、玉米和薯干等为原料糖化发酵制造的。

植物在地球上的储量高达2亿亿吨，而且每年以1640亿吨的再生速度更新。

我国又是一个农业大国，年平均农业秸秆类物质就超过7亿吨。

如果能通过生物技术，有效地将其转化为生物产品或生物能源，将大大促进我国农产品深加工业及农业产业化进程，使千千万万农民受益。

4、本项目的实施可以变废为宝，节省粮食。

本项目以秸秆、树枝、落叶等农作物的废弃物为原料，不但可以充分利用资源，变废为宝，同时可以节省大量粮食，保障国家粮食供给安全。

5、另外。

乙醇汽油的发展还可以带动乙醇生产、储存、流通、加工、汽车零部件生产等相关产业的发展。

例如：可利用酒精生产基地和设备制造乙醇汽油；为使汽车适应乙醇汽油，一些汽车零部件厂家已开始研究生产乙醇汽油专用发动机、油箱等配件。

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。

2二、液化三、糖化将全部的淀粉转化为糖，所以在发酵过程中还存在糖化过程，称后糖化。

糖化是一个复杂的生物化学过程，受糖化酶添加量、时间、温度等多种因素的影响。

糖化酶在木薯酒精发酵中有很大作用，它将木薯中的淀粉分解成可发酵性糖，以利于酵母酒精的发酵。

糖化酶的用量对酒精发酵有很大的影响，糖化酶的用量过少，会造成发酵不彻底；糖化酶太多，则增加了生产的成本。

糖化的效果不仅取决于糖化酶的添加量，而且与糖化时间有很大的关系，糖化时间不足，造成糖化不完全，不利于提高原料的出酒率；糖化时间过长，会延长生长周期，降低设备使用率。

糖化的温度高低对糖化也有一定的影响。

酶的化学本质是蛋白质，反应温度高于适宜温度时，酶蛋白会逐渐产生变性而作用减弱，甚至丧失其催化活性，温度低于适宜温度容易染菌，所以糖化的温度的控制是非常重要的。

从历年来，木薯酒精发酵的研究资料来看，糖化酶的添加量一般控制在100-200μ/g原料，糖化阶段的温度在58-62℃，糖化时间控制在30-60min。

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。

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。

燃料乙醇生命周期成本模型及分析【摘要】文章探讨了建立生命周期评价成本分析模型的思想，生命周期评价成本分析模型的组成要素，在此基础上建立了燃料乙醇生命周期成本分析模型。

最后以燃料乙醇项目为例对其全生命周期成本进行了分析研究。

结果表明：木薯燃料乙醇的成本比汽油高，无论以何种形式应用木薯燃料乙醇，都需要政府的补贴支持。

【关键词】燃料乙醇；生命周期；成本模型能源短缺和环境污染将是今后世界各国发展的最大制约瓶颈。

以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济是人类社会的必然选择。

随着汽车清洁代用能源研究的深入，生命周期评价方法已广泛应用于汽车清洁代用能源的研究和开发。

通过对汽车清洁代用能源（包括汽车代用燃料和代用动力）进行生命评价与比较，为政府选择合适的汽车清洁代用能源，进行正确决策提供依据。

全生命周期成本（LCC）也被称为寿命周期费用。

美国国防部给出的LCC的定义为政府为了设置和获得系统以及系统一生所消耗的总费用，其中包括开发、设置、使用、后勤支援和报废等费用。

文献认为LCC是指产品从开始酝酿，经过论证、研究、设计、发展、生产和使用一直到最后报废的整个生命周期内所耗费的研究、设计与发展费用、生产费用、使用和保障费用及最后废弃费用的总和。

国内对汽车代用清洁能源生命周期评价的研究还处于起步阶段，上海交通大学建立了木薯乙醇燃料周期经济、能源和环境评价（EEE）模型，清华大学对燃料电池车基础设施进行了生命周期排放评价。

重庆大学对车用替代燃料方案进行了生命周期EEE分析与应用研究。

本文采用价值流分析建立LCC模型。

价值流（Valueflow）是指企业将一种产品从概念设想到投产，将一种产品从原材料状态加工成客户可以接受的产成品，并送至顾客手中的一系列活动。

最后以燃料乙醇项目为例对其成本进行了分析研究。

一、成本模型构建燃料乙醇的生命周期成本由其生命周期过程中各阶段成本组成的成本链构成，如图1所示。

C1～C5分别为“原料生产”、“燃料生产”、“加油站”及“运输”单元的成本输出，T1～T3分别为“原料生产”、“燃料生产”和“加油站”的利润。

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。

生产与科研经验2009年第35卷第8期(总第260期)81　燃料乙醇工厂的能源高效利用———以年产15万t 木薯燃料乙醇项目的热电站选型为例李国梁1,平钧21(中海油新能源投资有限公司,北京,100016)2(中国海诚工程科技股份有限公司,上海,200031)摘　要　以年产15万t 木薯燃料乙醇项目的热电站选型为例,简要论述了工厂生产中的能源高效利用。

热电站作为全厂自产电力和蒸汽的核心单元,其选型将直接关系到全厂的能源利用水平,科学、合理的热电站选型可以使经济效益最大化。

文中通过对3种方案的对比,使燃料乙醇热电站型式的确定建立在科学、可靠的基础上,对燃料乙醇工厂的能源高效利用大有裨益。

关键词　燃料乙醇,木薯,热电站,节能降耗第一作者:大学本科,工程师。

收稿日期:2009-01-08,改回日期:2009-03-09 燃料乙醇产业是我国石油替代战略的重要组成,其发展有利于我国“节能减排”、“转变经济增长模式”、“改善能源消费结构”等总体目标的实现。

当前,我国作为世界上规模最大、发展速度最快的经济体之一,也是全球能源消费增长最快的国家之一,而同时国家能源安全的不确定性正在不断增大。

近十年来,能源消费总量和石油消费量分别年均增长518%和714%,为同期世界增速的216倍和416倍。

另据海关总署的统计数据,2008年我国石油(包括原油、成品油、液化石油气和其它石油产品)净进口量达20067万t,同比增长915%,净进口量占国内油品消费量的比例已接近52%。

另一方面,由于化石能源的大量消耗,我国CO 2排放量已处于世界第2的位置,甲烷、氧化亚氮等温室气体的排放量也居世界前列。

考虑以上困境,燃料乙醇因其具有替代石油,改善环境,带动区域经济等综合效益,正逐步成为我国重点推动的清洁可再生能源。

科学提高能源利用水平,有助于促进燃料乙醇产业的可持续发展。

据国家能源局能源节约和科技装备司的统计,2008年我国总体能源利用效率约为33%,比发达国家低约10%。

木薯非粮燃料乙醇成套技术及工程应用说起木薯，大家第一时间想到的，可能是它是个热带地区的常见食物。

对，就是那种大块头、外表粗糙、里头白嫩的根茎，煮熟了能做成木薯粉、木薯糕，甚至能成为我们嘴里说的“珍珠奶茶”的“珍珠”。

但是，今天咱们要聊的可不是木薯的食用价值，而是它作为能源，尤其是做燃料乙醇的潜力。

别急，别看着木薯就一脸懵，木薯燃料乙醇可是个“黑马”！想不到吧？这玩意儿可不仅仅是填肚子那么简单，它居然能在能源领域发挥大作用，像个“能源大咖”一样引起一片轰动！大家知道，传统的燃料乙醇大部分都是用玉米或者甘蔗来做的。

但问题来了，玉米和甘蔗好像都跟咱的餐桌有点关系，尤其是玉米。

你要是把这些本来能吃的东西拿去做燃料，是不是有点“不太划算”？再说了，粮食资源本来就紧张，弄个乙醇出来，能不能先考虑一下吃饭的问题？所以，大家开始琢磨，能不能找点“非粮”的材料来代替？于是，木薯就悄咪咪地走进了我们的视野。

木薯的好处在哪儿？它是一种不挑土、不挑气候的“耐操”植物，长得快，产量也高，简直是“能吃能用”的好帮手！最关键的是，它根本不跟粮食抢资源，反而还能改善土地质量，真是“赚得盆满钵满”！那它怎么变成燃料乙醇呢？其实就是通过发酵过程，把木薯中的淀粉转化成酒精。

这样一来，木薯就能变成一种清洁、可再生的能源，不仅解决了粮食危机，还能减少污染，简直是一石二鸟。

说到这里，大家可能会想，做燃料乙醇是不是很麻烦？其实也没那么复杂。

其实就是把木薯收割回来后，经过破碎、蒸煮，把它的淀粉释放出来。

加入一些酵母菌进行发酵，就像做面包发酵那样，几天后，你就能得到乙醇。

等乙醇提炼出来，经过一些后期处理，最终就能作为清洁能源来使用。

是不是有点像魔法一样？看似一块普通的木薯，经过一番“手术”之后，变身成为了环保燃料，真的是不得不佩服自然的神奇。

再说说木薯非粮燃料乙醇的应用吧。

这种乙醇不仅能用来做汽车燃料，减少对石油的依赖，还能应用到工业生产中，替代部分化石能源。

年产120000吨乙醇工艺设计1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。

发酵法生产乙醇原料主要有淀粉质原料，糖蜜原料和亚硫酸盐造纸废液等。

而淀粉质原料木薯含淀粉量高，木薯的块跟淀粉含量达25-30％左右，木薯干淀粉含量达70％左右，是被誉为“淀粉之王”。

木薯加工性能良好，也不与粮食争地，是一种有很大发展潜力的乙醇生产再生资源，将其应用到发酵乙醇工业，具有广阔的发展前景。

本设计简述了从木薯原料预处理、液化、酶糖化到发酵生产后处理整个发酵乙醇生产工艺流程及其物料、水平衡、热量等衡算。

关键词：乙醇木薯发酵工艺Title Thesis Foreign AbstractAbstractAlcohol 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.Alcohol fermentation production of raw materials mainly starch raw materials, molasses and raw materials such as sulfite waste liquor recycled paper. The cassava starch-containing raw materials of high starch, tapioca starch content with the block of 25-30 percent, dry cassava starch content of about 70 percent, is known as "the king of starch."Cassava Processing Performance good, not to fight with food, and it was a great potential for development of renewable resources alcohol production, its application to the fermentation alcohol industry, has broad prospects of development. The design brief pretreatment of rawmaterials from cassava, liquefaction, saccharification enzyme fermentation production to post-processing the entire production process and the alcohol fermentation materials, water balance, such as heat accounting。

木薯燃料乙醇发酵工艺的优化
1.原料处理
木薯是一种具有丰富澱粉含量的植物，因此在优化发酵工艺前，首先
需要对木薯进行原料处理。

一般采用研磨破碎的方法将木薯切碎成片状，
并加入适量水进行混合搅拌，使得澱粉与水更好地接触，方便后续的糖化
反应。

2.糖化工艺
糖化是将澱粉分解为葡萄糖的过程，是发酵工艺中的重要环节。

传统
的糖化方法一般采用酸性或碱性处理，但这些方法存在反应效果不稳定、
副产物多等问题。

近年来，酶法糖化逐渐得到广泛应用，通过添加适量的
转化酶，可以有效地将木薯澱粉转化为葡萄糖，并提高反应效率和产品质量。

3.发酵条件
发酵条件对于乙醇发酵过程的效率和产物质量具有重要影响。

温度是
发酵过程中最为重要的参数之一，一般木薯乙醇发酵适宜的温度范围为
30-35℃。

同时，pH的控制也是非常关键的，一般控制在4.5-5.5之间，
过高或过低都会影响发酵效果。

此外，发酵过程中的氧化还原电位、氨、
镁等微量元素的添加，以及发酵时间的控制也需要进行优化调整。

4.提取纯化
乙醇发酵得到的乙醇溶液需要进行提取和纯化，以获取高纯度的乙醇。

传统的提取方法主要包括蒸馏法和短程分子蒸馏法，但这些方法操作复杂
且耗能高。

近年来，超临界流体萃取技术被广泛应用于乙醇提取纯化过程中，其具有提取效率高、产物纯度高、对环境友好等优势。

总结起来，木薯燃料乙醇发酵工艺的优化包括原料处理、糖化工艺、
发酵条件和提取纯化等方面。

优化这些环节可以提高发酵效率、降低能耗、提高产品纯度，从而实现木薯燃料乙醇工艺的高效化和可持续发展。