酒精生产节能技术分析

酒精生产节能技术分析

彭霞、宋思琦、闫中海

中粮生化能源（肇东）有限公司；黑龙江 绥化 肇东； 151100

摘要：近年来，随着世界经济的迅速发展、全球能源消费的急剧增加以及煤和石油等非再生能源的耗竭，能源已成为二十一世纪世界各国的主要关注点。酒精既是重要的化学原料，也是可再生能源。目前，燃料酒精是国际上最广泛使用的替代能源之一，第一代甘蔗和玉米酒精工业正在扩大，燃料酒精已成为世界上使用最多的生物燃料，但是，目前中国酒精生产中能源消耗过多导致生产成本过高，因此降低能源消耗和成本已成为酒精生产企业面临的紧迫问题。本文主要分析酒精生产的节能技术。

关键词：酒精；节能；发酵；蒸馏

引言

酒精生产原料来源广泛，巴西主要以甘蔗作物作为酒精生产主要原料；东南亚及非洲主要把木薯作为生产原料；另外，高粱、糖蜜等也可作为酒精生产的原料。国内酒精生产主要以玉米作为主要原料。因此，本文主要谈玉米酒精生产中的节能技术。玉米酒精生产过程主要包括原料粉碎、拌料、液化、发酵、蒸馏等工序。酒精生产中应用节能技术，不仅可以满足合格酒精产品的需求，而且可以满足控制节能和促进生产企业可持续发展战略的需要。因此，酒精生产企业应独立探索节能控制手段和方法，提高酒精行业市场竞争力。

1、原料来源及粉碎处理

玉米原料的采购及运输对生产成本影响重大，酒精厂址在选择上要充分考虑原料来源及原料采购半径。另外，原料中淀粉含量直接影响酒精单耗，易选择高淀粉含量玉米。玉米中淀粉含量高，原料消耗减少，其在原料烘干、除杂过程中机械设备损耗相应减少，各设备有效工作能力提高，电能消耗降低，从而节约整体能耗。

玉米原料粉碎可分为干法粉碎和湿法粉碎两种方式。干法粉碎工艺，除沙、除杂良好，玉米原料得到充分粉碎，有利于提高液化效率。湿法粉碎虽在粉碎环节增加一定设备投入，能耗较干法粉碎大，但可提取部分油脂作为高附加值产品增加收入。在选择粉碎方式上需综合考虑两种因素的影响。

2、拌料、液化技术

拌料过程，工艺水采用后续发酵过程CO2洗涤塔废水、蒸馏废水、蒸发废水、回配清液，由此大大减少新鲜水使用量，达到节约资源的目的。

传统的酒精生产采用高温蒸煮工艺。高温蒸煮可破坏细胞间组织和细胞壁，溶解和释放淀粉颗粒以促进淀粉的作用；二是消毒原料，保证发酵顺利进行。通常，蒸煮温度为120 ~ 150℃。高温蒸煮消耗大量蒸汽，约占酒精产量的30%至40 %，消耗大量能源，易流失糖。低温蒸煮技术淀粉酶作用长链淀粉，分解成多聚糊精、麦芽糖、单糖的短碳链产物，为后续糖化酶与酵母提供底物。低温蒸煮温度一般控制在80 ~ 85℃ 之间，液化酶液化程度高，以避免因粘度过高而引起的运输和混合问题。与高温蒸煮相比，低温蒸煮最大的特点是节能。采用85 ℃低温蒸煮工艺，生产结果表明可以杀死绝大多数细菌，且醪液粘度低，容易泵送，同时节省大量蒸汽，将总能耗降低，且低温夜化可以降低液化过程中游离糖的损失，提高酒精产量，综合利用率高。

3、无糖化技术、浓醪发酵技术

采用无糖化工艺，经过降温的液化醪在糖化酶作用下，短链糊精水解为还原糖，此过程在酒母培养和发酵过程中同步进行，以使还原糖缓慢释放，避免前期发酵过于剧烈，大量的热集中释放会加速酵母衰老、死亡。无糖化工艺有利于节约设备投资成本及减少能耗。

浓醪发酵技术的优点已被越来越多的人所意识，产量提高，排放物相应减少，工艺水节约，后续污水处理量相应减少，同时，设备利用率提高，能耗相应降低。发酵过程中会有大量的热量放出，通过罐外冷却保证发酵温度的稳定。采用间歇扩大培养、大容积发酵罐间歇发酵法，比连续发酵、小罐发酵更加节能。发酵换热器选用大通道螺旋板式换热器，换热效率高、节水效果好。成熟醪经过换热升温后再进入蒸馏系统，实现了热量的充分利用，节约能耗。

4、酒精生产蒸馏过程节能减排分析

蒸馏是酒精生产中必不可少的一道工序，其节能技术主要包括选用适宜的蒸馏设备，提高蒸馏系统的热力学效率，减少蒸馏过程本身能量需求使其在流程上实现节能，蒸馏过程中的热能充分回收利用等。

目前多数企业采用多塔差压蒸馏系统，各塔之间压力不同，塔顶温度也不同，利用高温塔顶气给其它塔作为热源，充分利用热能。

结束语

我国推动燃料酒精的发展，能够减少从其他国家进口原油，提高公民对本国石油生产的信心，增加燃料酒精工业的就业机会，以及可持续发展和环境保护的作用，特别是再农业发展方面发挥了作用。促进乙醇汽油的开发和使用是对可持续发展战略的重要贡献，但中国的发酵酒精生产目前仍面临一些问题，与发达国家相比，中国的酒精生产在能源消费、生产成本等方面仍存在一定差距。因此，酒精工业应积极开发和应用新技术，以提高市场竞争力和加强可持续发展能力。

参考文献：

1. 贾树彪.新编酒精工艺学[M].北京:化学工业出版社,2009.

2. 章克昌.酒精与蒸馏酒工艺学[M].北京:中国轻工业出版社,2014.

3. 廖兴华.燃料酒精的发展现状和研究趋势[J].中国酿造,2008(10).

[4]孙文敬.半连续发酵及其应用研究进展[J].食品科学,2013(1).[5]谢晓航.酒精发酵清洁生产新工艺的研究[J].酿酒科技,2013(10).