玉米发酵生产酒精工艺
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玉米淀粉生产酒精的研究酒精作为一种广泛应用的有机化合物,被广泛应用于饮料、化妆品、药品、工业等领域。
其中,玉米淀粉生产酒精已经成为一种常见的工业生产方式。
本文将从玉米淀粉的来源、酒精生产的工艺流程、生产过程中的关键技术和酒精生产的前景等方面进行探讨。
一、玉米淀粉的来源玉米淀粉是由玉米粉末经过加工处理得到的。
玉米粉末是指将玉米经过研磨、筛选、洗涤等一系列工艺处理后所得到的粉末。
这种粉末主要由淀粉、蛋白质、脂肪、纤维素等成分组成。
其中,淀粉是玉米淀粉生产酒精的主要原料。
二、酒精生产的工艺流程1. 玉米淀粉的糖化将玉米淀粉加入到糖化罐中,加入一定量的水和酶,进行糖化反应。
糖化反应的温度和时间是影响糖化效果的关键因素。
通常情况下,糖化温度控制在60℃左右,时间为1-2小时。
2. 酵母发酵将糖化后的液体加入到发酵罐中,加入酵母菌种,进行发酵反应。
发酵的温度和时间也是影响发酵效果的关键因素。
通常情况下,发酵温度控制在30℃左右,时间为2-3天。
3. 蒸馏将发酵后的液体进行蒸馏,得到酒精。
蒸馏的过程中需要控制温度和压力,以保证酒精的纯度。
三、生产过程中的关键技术1. 糖化条件的控制糖化反应是酒精生产过程中的关键步骤之一。
糖化反应的温度和时间的控制可以影响糖化效果。
如果温度过高或时间过长,会导致淀粉降解过度,糖化效果不好。
因此,需要对糖化条件进行精确的控制。
2. 酵母菌种的选用酵母菌种的选用对发酵效果有着重要的影响。
不同的酵母菌种在发酵过程中的表现也是不同的。
因此,在生产过程中需要选用适合的酵母菌种,以保证发酵效果。
3. 蒸馏条件的控制蒸馏是酒精生产过程中的最后一步。
蒸馏过程中需要控制温度和压力,以保证酒精的纯度。
如果温度过高或压力过低,会导致酒精中杂质含量过高,影响酒精的质量。
四、酒精生产的前景随着人们生活水平的提高,对酒类的需求也越来越大。
而玉米淀粉生产酒精具有成本低、效率高、生产周期短等优点,因此越来越受到人们的青睐。
酒精生产工艺一、粉碎、预液化工段经过净化后的玉米,通过提升机送至四楼料仓,在经过6台变频喂料器将玉米送至六台15t/小时锤式粉碎机进行粉碎,然后在引风机的作用下,将已粉碎的玉米面经过冲板流量计计量后送至混料器加水、氨水、液化酶进行调浆,在将浆液送至调浆罐做进一步调匀后(即在加一定量的清液)送去预液化罐在85℃温度下进行不少于30分钟预液化后,送至喷射器用蒸汽加热至105℃(恒定)送去下一道工序。
二、液糖化、酒母、发酵工段蒸煮醪进入闪蒸罐通过真空闪蒸,冷却至85℃,闪蒸冷却后的醪液靠重力作用自行流入液化罐中,此罐中加入一定量的液化酶,液化时间约120分钟,液化过程即告完成。
液化醪经泵打入闪蒸罐中通过真空闪蒸,温度降至60℃,并靠重力作用自行流入糖化罐中。
糖化醪中加入一定量的糖化酶,并用硫酸酸化,保持约20至30分钟的糖化时间。
糖化后的糖化醪经二级冷却器冷却至30—33℃后,送往发酵和酒母工序。
在酒母工序,在活化罐内将糖化醪用工艺水稀释,再加入罐内酵母繁殖所需的营养物质。
接种适量干酵母,注入无菌空气进行活化,酵母活化后加入糖化醪在增值罐内培养8—12小时(保持通风),成熟酒母醪与糖化醪以1比10的比例打入发酵罐,满罐时间8—12小时,发酵前期供应无菌风,保证酵母数2亿以上。
采取间歇发酵方式,7个发酵罐轮流使用。
成熟后的发酵醪打到蒸馏工段。
三、蒸馏蒸发工段在蒸馏工段,将发酵成熟醪的酒精先经过粗馏塔进行粗馏,再由水洗塔提纯后经精馏塔精馏,最后生产出普级食用酒精,在粗塔底产生的馏后醪送至蒸发工段废糟闪蒸罐,闪蒸汽作为蒸发热能,废糟送去做饲料。
蒸发工段是利用蒸馏工段粗塔酒汽、精塔废水及粗塔废糟所带热量通过三效蒸发器给粗塔废糟的离心清夜加热,在负压下使清夜蒸发浓缩。
清夜先进入一效,由一效进入三效,三效进入二效,二效采出浓浆入浓浆罐。
送去饲料车间做饲料。
液态玉米酒酿造方法液态玉米酒是一种传统的酒类饮品,其酿造方法源自中国古代。
液态玉米酒以玉米为原料,经过一系列的发酵和蒸馏工艺制成。
下面将详细介绍液态玉米酒的酿造方法。
制作液态玉米酒的第一步是准备玉米。
选择新鲜的玉米,将其剥去外层的叶子和长须,然后用清水冲洗干净。
接下来,将玉米切成小块,以便更好地进行后续的处理。
第二步是研磨玉米。
将切好的玉米放入磨粉机中,研磨成细腻的玉米粉。
在研磨的过程中,可以适量添加一些水,以便更好地研磨玉米。
第三步是糖化玉米。
将研磨好的玉米粉放入糖化罐中,加入适量的水,搅拌均匀。
然后将糖化罐放置在恒温的环境中,保持温度在55-65摄氏度之间,进行糖化反应。
糖化的目的是将玉米中的淀粉转化为可发酵的糖分。
第四步是发酵。
将糖化后的玉米液倒入发酵罐中,加入酵母。
发酵罐需要密封好,以防止空气进入。
将发酵罐放置在适当的温度下,一般为25-30摄氏度,进行发酵过程。
发酵的时间一般需要5-7天,待发酵完成后,液态玉米酒中的糖分将转化为酒精。
第五步是蒸馏。
将发酵好的玉米酒倒入蒸馏器中,进行蒸馏过程。
蒸馏的目的是将液态玉米酒中的酒精分离出来,提高酒精浓度。
蒸馏器内部有多个分馏塔,通过加热使液态玉米酒蒸发,并在不同温度下分离出不同酒精含量的液体。
最后一步是陈酿。
将蒸馏好的液态玉米酒放置在木桶或陶罐中进行陈酿。
陈酿的时间一般需要数月甚至数年,这个过程中,液态玉米酒逐渐变得更加醇厚,口感更加柔和。
通过以上一系列的工艺步骤,液态玉米酒的酿造过程完成。
最后,将液态玉米酒进行过滤,去除杂质,然后进行瓶装,即可得到一瓶美味的液态玉米酒。
液态玉米酒具有浓郁的玉米香味和独特的口感,是一种受到广大消费者喜爱的酒类饮品。
它不仅可以作为饮品享用,还可以用于烹饪和烘焙中,增添风味。
同时,液态玉米酒还具有一定的保健作用,适量饮用有助于促进消化和增加食欲。
液态玉米酒的酿造方法相对简单,但需要经过一系列的工艺步骤。
只有在严格控制每个环节的条件和时间的前提下,才能制作出优质的液态玉米酒。
酒精生产工艺酒精生产工艺是指将原料转化为酒精的过程。
下面给大家介绍一下酒精生产工艺的基本流程。
首先,酒精的原料通常是蔗糖、玉米、小麦、大麦等淀粉类物质。
当然,酒精也可以使用水果等天然物质来制作。
原料首先要经过破碎、打浆等工艺处理,将其颗粒粉碎成细小的颗粒。
接下来,经过调和工艺,将破碎的原料与一定比例的水混合。
在这个过程中,添加适量的酶类物质,可以加速纤维素的分解。
在一定的温度和pH值下,酶类物质能够分解淀粉,形成糖类物质。
然后,通过发酵工艺,将糖类物质转化为酒精。
将调和好的原料转移到发酵罐中,添加酵母。
酵母是一种微生物,能够将糖类物质发酵成酒精。
同时,在发酵过程中也会产生一些其他物质,如二氧化碳等。
发酵过程需要一定的温度和时间。
发酵完成后,需要进行蒸馏工艺。
蒸馏是通过升高液体温度,使其中一种或多种成分汽化,再冷凝回液体的过程。
这一过程能够分离出酒精和其他杂质。
一般会使用多级蒸馏器,将原液经过多次蒸馏,得到较高纯度的酒精。
最后,将得到的酒精进行后处理。
常见的后处理过程包括过滤、净化和精馏等。
这些工艺能够去除酒精中的杂质,提高酒精的纯度和质量。
总之,酒精生产工艺是一个复杂而精细的过程。
通过一系列的处理工艺,将原料转化为高纯度的酒精。
每个步骤都需要严格控制温度、时间、pH值等因素,以保证酒精的质量和稳定性。
酒精不仅是一种重要工业原料,也是食品工业和化妆品工业中常用的成分之一。
通过酒精生产工艺,能够满足人们对酒精的各种需求,并推动相关产业的发展。
玉米白酒酿造方法
玉米白酒的酿造方法主要包括粮食处理、糖化、发酵、蒸馏和陈酿等步骤。
具体步骤如下:
1. 粮食处理:将玉米去杂、去糠、去蕊,然后清洗干净并浸泡一段时间,以去除杂质和杀死细菌。
2. 糖化:将处理过的玉米研磨成细粉,再加入一定量的水进行糊化,然后加入糖化酶,将淀粉分解成糖。
3. 发酵:将糖化好的糊糊转移到发酵罐中,加入酵母进行发酵,发酵时间一般为3-4天。
在发酵过程中,酵母会将糖转化为酒精和二氧化碳。
4. 蒸馏:将发酵好的酒糟经过蒸馏,常用的是多次蒸馏的方法。
首先将酒糟蒸馏得到一度酒,再将一度酒进行二次蒸馏得到二度酒,然后再进行多次蒸馏,直至得到高度纯净的白酒。
5. 陈酿:将蒸馏好的白酒贮存于木桶或瓷坛中进行陈酿。
白酒的陈酿时间越长,香气越浓郁,品质越好。
需要注意的是,酿造玉米白酒的每个步骤都需要注意卫生和温度的控制,以确保酿造出高质量的白酒。
此外,不同地区和生产厂家的酿造方法可能有所不同,具
体的操作和比例也可能有所变化。
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1. 原料粉碎: 将谷物(如玉米、大麦、小麦)粉碎成细粉。
酒精工艺流程
1. 原料处理:酿酒的原料一般为粮食(如大米、小麦、玉米等),将原料清洗、去杂、淘米等处理,达到去除杂质、保持原料完整、增加可溶性淀粉等目的。
2. 糖化:将原料研磨成面粉或糰子放入糖化罐中,加水,加酵素,让淀粉转化为可发酵的糖分。
3. 发酵:将糖化后的糖浆放入发酵罐里,加入酵母,让其发酵,产生酒精和二氧化碳。
4. 蒸馏:将发酵后得到的原酒放入蒸馏设备进行蒸馏,分离出纯度较高的乙醇,同时去除杂质。
5. 调和、储存和瓶装:将蒸馏获得的乙醇与适量的水调和,使其达到相应的酒精度数,然后储存在木桶或不锈钢储酒罐内一定时间,提高酒的品质和口感,最后进行瓶装。
玉米黄酒的生产工艺玉米黄酒是一种传统的中国酒类,具有悠久的历史。
它以粮食类作为原料,经过一系列的酿造工艺生产而成。
下面将详细介绍玉米黄酒的生产工艺。
1. 原料处理:首先需要将玉米清理干净,去除杂质和糠皮,然后将其浸泡在水中,使其充分吸水发芽。
发芽的玉米含有丰富的淀粉酶,可以促进淀粉的转化。
待发芽的玉米发芽7-8天后,酿酒师傅进行下一步的工艺处理。
2. 玉米磨浆:将发芽的玉米进行磨浆加工,将其磨成细糊状。
这个过程中要注意控制温度和时间,使其糊化程度达到最佳状态。
3. 混合原料:将糊状的玉米加入适量的水中搅拌均匀,然后倒入发酵罐中。
加入适量的大麦、小麦或糯米等辅料,以增加黄酒的酒体口感。
4. 接种发酵剂:将选择好的酒曲或酒母加入发酵罐中,促使其发酵。
发酵剂中的酵母可以分解淀粉为糖类,并将糖类转化为酒精和二氧化碳。
5. 发酵:发酵罐密封好,放置在温度适宜的场所进行发酵,一般需要7-10天。
发酵过程中,发酵罐会产生大量的二氧化碳,要定期放掉二氧化碳,以防止发酵罐爆炸。
6. 澄清过滤:发酵结束后,将发酵液倒入澄清桶中,经过澄清过滤的过程。
澄清过滤的目的是去除浑浊物质和杂质,使酒液更加清澈透明。
7. 蒸馏:将澄清过滤后的酒液倒入蒸馏锅中,进行蒸馏分离。
蒸馏的目的是提取酒液中的酒精成分。
通过加热使酒液蒸发,然后冷凝成液态,收集酒精。
8. 存放和陈化:蒸馏所得的酒精液需要进行存放和陈化,使其逐渐发展出更醇香的风味。
存放时间一般在6个月以上,陈化的酒液可以存放几年甚至更长时间。
9. 筛选和勾兑:经过陈化的酒液需要进行筛选和勾兑的工艺,以调节酒液的风味和品质。
筛选和勾兑可以根据需求进行多次,直至达到所需的风味。
10. 灌装和包装:最后一步是将酿造好的玉米黄酒进行灌装和包装。
灌装时需要注意卫生和密封性,以保证酒液的品质。
包装可以根据需要选择不同的包装形式,如酒瓶或酒袋等。
以上就是玉米黄酒的生产工艺的详细介绍。
通过以上工艺步骤的操作和控制,可以制作出口感醇厚、香气独特的玉米黄酒。
16新饲料 NEW FEED 2006.10新饲料摘 要:众所周知,DDGS(包含可溶性溶解物在内的干燥酒糟饲料) 已成为饲料生产中重要的蛋白质饲料原料。
现在市场上众多厂家都在生产DDGS,其成分差异较大,这就需要一个评判标准。
该文试图通过对其生产工艺的探讨,以了解 DDGS、DDG(干酒糟固行物)、DDS(可溶性的干酒糟滤液) 的生产过程及其营养组成和特点,为人们选用DDGS提供标准。
关键词:DDGS;DDG;营养组成随着人们对DDGS的了解越来越多,饲料企业越来越重视研究和使用它。
DDGS 是玉米深加工生产酒精( 包括食用酒精、工业酒精、燃料乙醇) 的副产物。
尤其是近年世界能源的危机,国家大力推广乙醇汽油,越来越多的地方开始进行燃料乙醇的工业生产,DDGS的选择范围越来越广,产量越来越多。
DDGS的生产工艺有3种之多,因此,厂家及其主产品不同、工艺不同,DDGS的营养组成也有差异。
1.1 全粒法即玉米不经处理,直接经除杂、粉碎就投料,我们称之为全粒法玉米制酒,其副产品为DDG、DDS、DDGS。
1.2 湿法玉米先经浸泡,像玉米生产淀粉一样,先破碎除皮,分离胚芽、蛋白获得粗淀粉浆,再生产酒精,则可获得玉米油、玉米蛋白粉、玉米纤维蛋白饲料以及 DDG、DDS、DDGS。
1.3 干法即玉米预先湿润一下,不用大量温水浸泡,然后破碎筛分,分去部分玉米皮和玉米胚,获得低脂肪的玉米淀粉,生产酒精,获得副产品是玉米油、玉米胚芽饼、纤维饲料以及 DDG、DDS、DDGS。
这3种方法各有利弊,湿法生产综合效益高,但投资过大,干法生产综合效益不及湿法,但投资相对不高。
全粒法不能将玉米中脂肪、蛋白分离出来,全部成为酒精废液,如不加利用,将造成污染。
所以如何将这些废液回收,综合利用起来生产最优的DDGS,也是弥补全粒法不足的重要措施。
如果仔细分析一下,抛弃其它因素,单考虑获得最优的 DDGS,就不难发现:用全粒法生产酒精获得的DDGS 大大优于用湿法和干法生产酒精而获得玉米DDGS的生产工艺与选用标准n 禾丰集团/甘在红 邵彩梅新工艺172006.10 NEW FEED 新饲料新饲料的DDGS。
工业酒精的制备
工业酒精是一种重要的工业原料,可用于生产许多化学产品和燃料。
以下是制备工业酒精的步骤:
1. 发酵:将玉米、木薯等富含淀粉的农作物进行粉碎、蒸煮、糖化等处理,然后加入酵母进行发酵,得到酒精含量约为6-10%的发酵液。
2. 蒸馏:将发酵液进行蒸馏,得到酒精含量约为95%的粗酒精。
3. 精馏:将粗酒精进行精馏,得到酒精含量约为99.5%的工业酒精。
4. 过滤:将工业酒精进行过滤,去除其中的杂质和微生物,得到纯净的工业酒精。
需要注意的是,工业酒精中含有甲醇等有害物质,使用时需要严格遵守安全规定。
乙醇工艺流程乙醇,也被称为酒精,是一种常见的有机化合物,广泛用于工业生产和日常生活中。
乙醇的生产工艺流程主要包括原料处理、发酵、蒸馏和精馏等步骤。
下面将详细介绍乙醇的生产工艺流程。
1. 原料处理乙醇的生产原料主要包括玉米、小麦、甘蔗、木薯等含有淀粉或糖分的植物。
在原料处理阶段,首先需要将原料进行破碎和磨粉,以便释放淀粉或糖分。
然后通过水解或糖化的方法将淀粉或糖分转化为葡萄糖。
2. 发酵发酵是乙醇生产过程中至关重要的一步。
在发酵过程中,将葡萄糖与酵母菌一起放入发酵罐中,酵母菌通过代谢作用将葡萄糖转化为乙醇和二氧化碳。
发酵过程需要控制温度、PH值和搅拌速度等参数,以促进酵母菌的生长和乙醇的产生。
3. 蒸馏发酵后的液体称为发酵液,其中含有乙醇、水和其他杂质。
蒸馏是将发酵液中的乙醇进行提纯的过程。
首先将发酵液加热至乙醇的沸点,然后通过蒸馏设备将乙醇和水分离。
由于乙醇的沸点低于水,因此可以通过蒸馏的方法将乙醇从水中分离出来。
4. 精馏在蒸馏过程中得到的乙醇还不能直接用于工业或日常生活中,因为其中仍然含有少量的水和其他杂质。
因此需要进行精馏过程,通过精馏设备将乙醇中的水和杂质进一步去除,得到纯度更高的乙醇产品。
5. 降温和储存经过精馏后得到的乙醇产品需要进行降温处理,以便降低其温度至适宜的储存温度。
同时需要将乙醇产品储存在密封的容器中,以防止其受到空气、光线和杂质的污染。
通过以上工艺流程,可以生产出高纯度的乙醇产品,可以用于工业生产中的溶剂、燃料乙醇、饮料、医药和化妆品等领域。
乙醇工艺流程需要严格控制各个环节的参数,以确保乙醇产品的质量和安全性。
同时,环保和能源消耗也是乙醇生产过程中需要重点关注的问题,需要采用节能环保的生产技术,减少对环境的影响。
希望通过不断的技术创新和工艺改进,能够提高乙醇生产的效率和质量,为社会和经济发展做出更大的贡献。
玉米黄酒的生产工艺玉米黄酒是一种以玉米为原料进行发酵和蒸馏制成的传统白酒。
它具有丰富的鲜香味道和独特的风味特点,是中国酒文化中不可或缺的一部分。
玉米黄酒的生产工艺非常复杂,包括玉米的粉碎、糖化、发酵、蒸馏和陈酿等多个环节,在整个生产过程中需要严格控制温度、湿度、时间等各种因素,确保最终酿造出优质的玉米黄酒。
本文将详细介绍玉米黄酒的生产工艺,希望读者能对玉米黄酒的制作过程有一个清晰的认识。
一、原料的选择生产玉米黄酒的第一步是选择优质的原料。
一般来说,制作玉米黄酒所用的玉米一般为成熟度较高的玉米,这样可以保证玉米中的淀粉含量较高,发酵后产生的酒精含量也会更高。
玉米的质地也需要优良,新鲜、细腻、味甜的玉米是玉米黄酒的主要原料。
二、玉米的处理玉米的处理包括脱壳、淘洗、浸泡等环节。
首先将玉米去壳,然后用清水洗净玉米表面的杂质,接着将玉米浸泡在水中,让玉米充分吸水变软,这样便于后续的加工处理。
三、玉米的粉碎处理过的玉米需要进行粉碎,将其打成玉米浆。
一般采用碾磨或研磨的方式对玉米进行加工,制成细腻的浆料,以便后续的糖化和发酵。
四、糖化糖化是制作玉米黄酒的关键环节,也是真菌生长发酵的前期阶段。
将玉米浆放入发酵罐中,加入一定的水和玉米曲,经过一段时间的静置后,真菌开始生长繁殖,将玉米中的淀粉转化为葡萄糖,形成发酵所需的糖化液。
五、发酵玉米糖化后的液体需要经过发酵的过程,将发酵剂(酵母)添加入糖化液中,通过一定时间的温度和湿度控制,使酵母在糖化液中生长繁殖,产生丰富的酒精和香味物质,完成玉米黄酒的基础发酵。
六、蒸馏发酵完成后的玉米酒需要进行蒸馏,将发酵后的糖化液用专用的蒸馏设备加热蒸馏,即将其中的酒精和香味物质蒸馏出来,形成高粱酒的原酒。
七、陈酿经过蒸馏后的原酒需要进行陈酿,将其贮存在橡木桶或瓷坛中,并控制好温湿度环境,进行陈年贮藏,使玉米黄酒口感更加细腻,香味更加浓郁。
八、装瓶包装经过一定的陈酿时间后,玉米黄酒就可以进行装瓶包装销售。
利用玉米发酵生产乙醇的设计年产万吨公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]1绪论引言随着社会的发展,社会对燃料能源(石油、天然气、煤矿等)的需求越来越大,而燃料能源储量越来越少,价格越来越低,人们迫切需要找到一种新的可再生能源代替现有的燃料能源。
其中,最受欢迎的是燃料酒精。
今年以来,世界各地积极要求发展生物燃料乙醇产业,建设燃料乙醇项目的热情空前高涨,主要原料是玉米。
利用生物质原料发酵法生产乙醇是全世界目前解决“能源危机”和“石油危机”最有效的途径之一。
燃料乙醇燃料乙醇,一般是指体积浓度达到%以上的。
燃料乙醇是一种取之不尽用之不竭的可再生能源,是目前唯一进入市场、应用最广泛、具有较为成熟的技术、可替代石油燃料的大宗可再生生物能源,它能够立竿见影地大幅度节省石油的消耗。
燃料乙醇是燃烧清洁的燃料,可在专用的乙醇发动机中使用,又可按一定的比例与混合,在不对原做任何改动的前提下直接使用。
使用含醇的汽油可减少汽油消耗量,增加燃料的含氧量,使燃烧更充分,降低燃烧中的CO等污染物的排放。
燃料乙醇的优势燃料酒精最明显的一些优势是:一、来源广,可再生。
可以以谷物淀粉为原料生产燃料酒精,以植物秸秆等纤维素为原料生产燃料酒精,以甘蔗作为原料生产燃料酒精,以蜜生产燃料酒精等等。
二、无污染。
石油、天然气、煤矿等燃料能源的使用产生了很多环境问题。
例如:酸雨等环境污染,而燃料酒精产生的是二氧化碳和水,对环境无污染。
大致流程玉米—→粉碎—→加酵母糖化酶—→加水配料—→搅拌—→封膜—→发酵—→粗馏—→精馏—→成品乙醇发酵方式连续发酵:是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基,同时以相同速度流出培养液,从而使发酵罐内的液量维持恒定的发酵过程。
间歇发酵:间歇式发酵法就是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行。
由半连续发酵:是指在主发酵阶段采用连续发酵,而后发酵则采用间歇发酵的方式。
由此可见,发酵的方式有多种选择,连续发酵有诸多优点,却有一个缺点,那就是一旦首罐发生染菌,就会连续多罐染菌。
玉米秸秆发酵制备燃料乙醇生产工艺摘要:玉米秸秆属于再生资源的一种,并且具有原材料廉价和资源数量丰富的特点,主要由纤维素和木质素构成,秸秆在经过一定加工工艺后,如预处理、水解处理、发酵处理会分解产生乙醇,这种乙醇极其适合应用在工业燃料制作中。
为此,本文分析了玉米秸秆的成分,以及其预处理、水解、发酵等相关加工工艺,旨在为玉米秸秆制备燃料乙醇提供技术参考。
现阶段,全世界正在面临较大的能源危机,而石油资源的日渐枯竭让化工燃料生产行业陷入了瓶颈期,此时,酒精成为了潜力最大的替代品,为此,各大化工燃料生产企业开始将发展眼光投射在了燃料乙醇的制备上。
而玉米秸秆则是制备燃料乙醇的良好原材料,应用秸秆制备燃料乙醇,不但能够缓解能源危机,还能提高对秸秆的利用率,符合科学发展观的要求。
1玉米秸秆成分分析玉米秸秆的构成成分主要包括:纤维素、木质素、浸提物质、半纤维素、灰等。
纤维素中含量最高的化学分子是脱水葡萄糖,可以判定纤维素为纤维二糖的化学单元重复体。
半纤维素主要包括木聚糖、葡聚糖、甘露聚糖,其中的短链多糖成分属于易溶解于水的化学分子。
木质素以苯丙烷为基本计量单位,属于高分子方向化合物的一种,可以对水解纤维素形成良好的屏障。
2玉米秸秆的预处理操作在玉米秸秆的细胞壁中,纤维素分子被包裹在半纤维素和木质素之间,并以网状结构存在,并且纤维素本身具有质地密集的特征,将半纤维素和木质素当成保护层,此时,直接进行水解操作的成功率较低,因此,需要对玉米秸秆进行预处理,为接下来水解工艺的应用奠定基础。
下面将对玉米秸秆的预处理方式及其工艺进行进一步分析。
(1)物理预处理方式。
物理预处理方式即对玉米秸秆进行机械性粉碎,也是最为原始和常见的预处理工艺,操作人员可以通过切、割、碾、磨等方式减少玉米秸秆原有的粒度,并增加秸秆颗粒底部和酶的接触面积,进而降低纤维素的结晶程度。
物理粉碎秸秆的方式有干粉粉碎、湿法粉碎、振动粉碎、压缩粉碎几种常见的处理方式。
谈玉米酒精制造方面的几个关键技术摘要:玉米酒精的制造是一个涉及多个工艺环节和参数的复杂过程。
制造高质量的玉米酒精需要合理选择和优化各个环节的工艺和技术,并且考虑到质量控制、资源利用、环境保护等方面的要求。
目前,虽然已经有了一些成熟的制造技术,但仍然存在一些挑战和改进空间。
因此,研究玉米酒精制造过程中的关键技术,对于提高制造效率、品质改进和减少环境影响具有重要意义。
通过综合应用新兴技术,如生物工程、工艺工程和环境科学等,可以进一步提高玉米酒精制造过程的效率和可持续性,实现资源的有效利用和环境的保护。
基于此,本篇文章对玉米酒精制造方面的几个关键技术进行研究,以供参考。
关键词:玉米酒精制造;关键技术;应用分析引言玉米酒精作为一种重要的能源和化工原料,在工业生产和消费市场上具有广泛的应用。
玉米酒精制造过程中的关键技术进行了研究,包括原料处理、发酵工艺、蒸馏和精馏技术、辅助技术、质量控制与工艺优化以及环境可持续性等方面。
发酵工艺是玉米酒精制造中的核心环节,包括酵母菌株的筛选和培养、发酵条件的控制以及代谢产物的调控等。
另外,蒸馏和精馏技术在提高酒精纯度和去除有害物质方面具有重要作用。
辅助技术的应用,如添加剂和调味品的选择与应用、过滤和澄清技术的优化以及降解副产物处理方法的研究也是关键内容。
在制造过程中,质量控制与工艺优化是保证产品一致性和提高生产效率的重要手段。
相关指标的检测和分析方法,以及工艺参数的监控和调整对于优化制造过程和改进产品质量至关重要。
1玉米酒精的应用和市场需求1.1能源领域玉米酒精作为一种可再生能源,被广泛应用于生物燃料领域,如乙醇汽油和乙醇柴油的生产。
乙醇汽油是与传统汽油混合使用,可降低排放物的排放,减少对环境的污染。
乙醇柴油则可以替代传统柴油,降低对石油资源的依赖,并具有较低的排放和燃烧温度。
1.2化工原料玉米酒精作为一种基础化工原料,在化学工业中有广泛的应用。
它可以用作溶剂,用于涂料、清洁剂和化妆品等产品的生产。
固体酒精生产工艺
固体酒精,也称为固体乙醇,是一种无色无味的固体物质,可用作燃料和溶剂。
它的生产工艺主要包括以下几个步骤:糖化、发酵、蒸馏和结晶。
首先,糖化是将淀粉类物质(如玉米、小麦等)转化为简单的糖的过程。
原料经过粉碎和水解处理,将淀粉分解为糖类物质。
糖化通常采用酶法,通过加入糖化酶催化淀粉的水解反应,在适宜的温度和pH值下进行反应,使淀粉分解为葡萄糖和其他
糖类物质。
接下来是发酵,将糖类物质转化为乙醇。
发酵过程主要是利用酵母对糖进行发酵反应,将糖转化为乙醇和二氧化碳。
发酵条件包括温度、pH值和浓度等,需要通过调控这些因素来提高
发酵效率。
发酵反应通常在密闭的容器中进行,确保产生的二氧化碳不会逸出。
然后是蒸馏,将发酵产生的液体分离出乙醇。
蒸馏是利用液体的不同沸点来分离不同组分的过程。
将发酵液加热,乙醇的沸点比水低,因此先将乙醇蒸发出来,并进行冷凝收集。
这样可以分离出纯度较高的乙醇。
最后一步是结晶,将获得的乙醇进一步纯化。
将乙醇加热至一定温度,然后通过降温结晶的方法,使乙醇结晶成固体。
结晶通常采用连续结晶法,即将乙醇通过循环冷却降温、结晶、分离、烘干等步骤,连续生产纯度较高的固体酒精。
综上所述,固体酒精的生产工艺包括糖化、发酵、蒸馏和结晶等步骤。
这些步骤需要精确控制温度、pH值、浓度和时间等因素,以确保生产的固体酒精纯度和质量的稳定性。
固体酒精的生产工艺在工业上有广泛的应用,对于满足燃料和化工行业的需求起到了重要的作用。
玉米发酵生产酒精工艺
酒精是一种重要的工业原料,广泛应用于食品,化工、医药等领域,而且可以部分或全部替
代汽油,具有安全、清洁、可再生等优点。传统的酒精生产主要以糖蜜、薯类、谷物为原料
发酵而成。近年来,随着人口增长和经济的发展以及可利用耕地面积的减少使得酒精生产成
本日趋增高,利用丰富、廉价的玉米秸秆为原料生产酒精已成为必然趋势。我国是一个农业
大国,各种纤维素原料资源非常丰富,仅玉米秸秆年产量大约2亿吨。目前,玉米秸秆除了少部
分被利用外,大部分以堆积、焚烧等形式直接倾入环境,极大地污染了环境,也是一种资源浪费。
如果将玉米秸秆经过预处理后水解,其所含的纤维素和半纤维素可分解成糖,经发酵可转化为
酒精,转热效率可达30%以上。这样不但缓解人类所面临的食物短缺,环境污染、资源危机等
一系列问题,而且还能实现人类的可持续发展,因而近年来玉米秸秆成为生物能源领域的研究
热点。
玉米生产酒精的工艺流程如图。
1玉米秸秆简介
玉米秸秆主要由植物细胞壁组成,基本成分为纤维素、半纤维素和木质素等。木质素将
纤维素和半纤维素层层包围。纤维素是一种直链多糖,多个分子平行排列成丝状不溶性微小
纤维,半纤维素主要由木糖、少量阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖组成,木质素是以苯丙烷及衍生
物为基本单位组成的高分子芳香族化合物。其中,木质素是一种燃料,半纤维素可水解为五碳
糖,而纤维素水解为六碳糖比较困难。
2玉米秸秆预处理
由于玉米秸秆结构复杂,不仅纤维素、半纤维素被木质素包裹,而且半纤维素部分共价和
木质素结合,同时纤维素具有高度有序晶体结构。因此必须经过预处理,使得纤维素、半纤维
素、木质素分离开,切断它们的氢键,破坏晶体结构,降低聚合度。常见预处理方法有物理法、
化学法、物理化学法和微生物法等。
2.1挤压膨化法
该方法属于物理处理法,是将原料粉碎后调节至一定水分,加入挤压机内,物料在螺杆的
旋转推动下向前运动,同时被剪切、挤压。并且在摩擦热的作用下温度可接近140℃;然后从
挤压机中喷出,物料的压力突然降低、体积迅速膨胀,纤维素晶体结构被破坏,从而为纤维素的
酶解处理创造条件。这种预处理方法生产过程连续,不需要消耗蒸汽,而且具有灭菌效果。
2.2湿氧化法
湿氧化法属于化学处理法,是指在加温加压条件下,水和氧气共同参加的反应。湿氧化法
对玉米秸秆处理效果很好,纤维素遇碱,只引起纤维素膨胀,形成了碱化纤维素,但能保持原来
骨架,加入Na2CO3后起缓和作用,能防止纤维素被破坏,使木质素和半纤维素溶解于碱液中而
与纤维素分离。这样得到的纤维素纯度较高,且副产物很少。匈牙利Eniko等人采用湿氧化法
在195℃,15min,1200千帕O2,Na2CO32g/L条件下,对60g/L玉米秸秆进行预处理。其中60%
半纤维素、30%木质素被溶解,90%纤维素呈固态分离出来,纤维素酶解转化率(ECC)达85%左
右。
2.3酸处理法
酸处理法也是一种化学处理法,这种方法可追溯到1980年,而在德国可能更早。该法是采
用硫酸、硝酸、盐酸、磷酸等对纤维素原料进行预处理,其中以硫酸研究和应用的最多。处
理后,半纤维素首先水解得到无碳糖,纤维素的结晶结构被破坏,原料疏松,可发酵性强。但水解
前必须将pH值调整到中性,还应该注意反应器的耐酸性。
2.4蒸汽爆破法
蒸汽爆破法属于物理处理化学法,是用蒸汽将原料加热至180~200℃,维持5~30min,也
可加热到245℃,维持0.5~2.0min。高温高压造成木质素的软化,然后迅速使原料减压,造成纤
维素晶体和纤维束的爆裂,使木质素和纤维素分离。该法成本较高,在我国可采用北京林业大
学赖文衡教授研究的间歇蒸汽汽爆器对玉米秸秆进行爆破处理,经这种爆破器爆破的玉米秸
秆,纤维素水解转化率(ECC)可达70%以上。
2.5生物方法
生物处理方法具有节约化工原料、能源和减轻环境污染等方面的优点。有许多微生物能
产生木质素分解酶,如白腐菌,其分解木质素的能力较强,但活性较低,而且微生物处理周期长、
菌体会破坏部分纤维素和半纤维素,降低纤维素的水解率,因此难以得到利用。瑞典等北欧国
家则利用无纤维素酶的担子菌突变株对纤维素材料进行脱木质素处理,取得了一定的效果。
3水解工艺
玉米秸秆进行预处理后,纤维素水解只有在催化剂存在的情况下才能显著进行。常用催
化剂是无机酸和酶,由此分别形成了酸水解工艺和酶水解工艺,酸水解工艺又分为稀酸水解和
浓酸水解。水解主要是破坏纤维素、半纤维素的氢键,使之转化为发酵的单糖。
3.1浓酸水解
用70%的硫酸50℃下在反应器中反应2~6h,半纤维素首先被降解,溶解在水里的物质经
过几次浓缩沥干后得到糖,半纤维素水解后的固体残渣经过脱水后,在30%~40%的硫酸中浸
泡1~4h。溶液再经脱水和干燥后,在70%的硫酸下反应1~4h,回收的糖和酸溶液经过离子
交换,分离出的酸在高效蒸发器中重新浓缩,剩余的固体残渣则再循环利用到下一次的水解中。
浓酸水解过程的主要优点是糖的回收率高,大约有90%的半纤维素和纤维素转化的糖被回收。
但浓硫酸腐蚀性强,而且从经济方面考虑必须回收浓硫酸,增加了工艺的复杂程度。
3.2稀酸水解
为了解决浓酸水解法存在的问题,一般采用稀硫酸(0.2%~0.5%),在较温和条件下进行。
此时水解一般分2个阶段:第1阶段为低温操作,从半纤维素获得最大糖产量;第2阶段采用高
温操作使纤维素水解为六碳糖,糖的转化率一般为50%左右。但稀酸水解容易产生大量副产
物。
3.3酶水解
酶水解是利用产纤维素酶的微生物或者纤维素酶制品,直接将半纤维素、纤维素水解成
可发酵糖。与酸水解相比,它可在常压下进行,反应条件温和、效率高、能耗低、选择性强、
环保效果好,显示出良好的应用价值和前景。水解后可形成单一产物,产率较高(>95%)。匈牙
利Eniko等人采用NovoYm188等水解经湿氧化处理的玉米秸秆,酶解纤维素转化率(ECC)高达
85%。该法的关键在于纤维素酶的获得和利用,同时要考虑纤维素酶的成本。丹麦诺维信公司
曾经宣布其纤维素酶生产成本已比当初降低了12倍,现在该公司又取得了重大进展,纤维素
酶生产成本已比最初降低了20倍,生产lL燃料级乙醇所需纤维素酶的成本已低于6.6美分。
这极大地推进了燃料乙醇的商业化进程。
4发酵工艺
由于农作物秸秆的相当部分由半纤维素构成,其水解产物为以木糖为主的五碳糖,还有相
当量的阿拉伯糖生成(可占五碳糖的10%~20%),故五碳糖的发酵效率是决定过程经济性的重
要因素。木糖的存在对纤维素酶水解起抑制作用,将木糖及时转化为酒精对玉米秸秆的高效
率酒精发酵是非常重要的。目前人们研究最多且最有工业应用前景的木糖发酵产乙醇的微生
物有3种酵母菌种,即管囊酵母、树干毕赤酵母和体哈塔假丝酵母,主要的发酵方法有以下几
种。
4.1直接发酵法
直接发酵法是基于纤维分解细菌直接发酵纤维素生产乙醇,不需要经过酸水解或酶水解
前处理过程。一般利用混合菌直接发酵,例如热纤梭菌(ClostridiumthermoceUum)能分解纤维
素,但乙醇产率较低(50%),热硫化氢梭菌(Col-stridiumthermohydz)不能利用纤维素,但乙醇产率
相当高,如果进行混合发酵,产率可达70%。吕福英介绍了热纤梭菌的生理生化特性及发酵生
产的研究进展,并对热纤梭菌发酵生产乙醇的因素以及乙醇等发酵产物对热纤梭菌的抑制作
用作了概述。但热纤梭菌产生乙醇也存在以下问题:发酵不完全、发酵速度慢、终产物乙醇
和有机酸对细胞有相当大的毒性,需要进一步改进。
4.2间接发酵法
间接发酵是目前研究最多的一种方法。使用纤维素酶水解纤维素,收集酶解后的糖液作
为酵母发酵的碳源,先用纤维素酶水解纤维素,酶解后的糖液作为发酵碳源。但是受末端产物
抑制,低细胞浓度以及底物基质抑制作用影响乙醇产量。因此可采取的方法有:减压发酵法和
阿尔法-拉伐公司的Bi-otile法,还可以通过筛选在高糖浓度下存活并能利用高糖的微生物突
变菌株来克服基质抑制。
4.3同步糖化发酵法(SSF法)
这种方法的原理和间接发酵法相同,是为了克服反馈抑制作用,由Gauss等提出的在同一
反应器中糖化和发酵同步进行。这样纤维素酶对纤维素的酶水解和发酵糖化过程在同一装置
内连续进行。水解产物葡萄糖由于菌体的不断发酵而被利用,消除了葡萄糖因基质浓度对纤
维素酶的反馈抑制作用。在工艺上采用一步发酵法,简化了设备,节约了总生产时间,提高了生
产效率。当然也存在一些抑制因素,如木糖的抑制作用,糖化和发酵温度不协调。张继泉在这
方面进行了大量的实验研究,并取得了一定的进展。
4.4固定化细胞发酵
固定化细胞发酵能使发酵罐内细胞浓度提高,细胞可连续使用,使最终发酵液酒精浓度得
以提高。常用的固定化载体有海藻酸钠、卡拉胶、多孔玻璃等。固定化细胞的新动向是混合
固定细胞发酵,如酵母与纤维二糖酶一起固定化。将纤维二糖基质转化成乙醇,被看作是玉米
秸秆生产乙醇的重要方法。
5结论与展望
今后,玉米秸秆生产酒精的研究方向将主要集中在以下几个方面。
5.1预处理方法
单纯的物理法和化学法不足以破坏纤维素晶体结构以及去除半纤维素和木质素,应综合运用
物理法与化学法,一步完成预处理和水解2个阶段,有效提高纤维素的水解率。
5.2糖化工艺
发酵过程的酒精产率受许多因素影响,其中主要是水解效率和单糖产量。比较而言,酶水解较
酸水解有较大的优越性,将成为今后糖化工艺的主要发展方向。