[发明专利]生物乙醇节能生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物乙醇节能生产方法，可有效降低生物乙醇生产过程中能耗，提高生 物乙醇产品的市场竞争力。

背景技术

生物乙醇以玉米、薯类、甘蔗等为原料，经发酵、蒸馏而制成。生物乙醇产品主要用来 调制饮料酒，电子元件制造、高级化妆品的溶剂和化工生产原料。目前，生物乙醇产品的生 产大部分采用食用酒精的生产标准，产品规格主要为普级食用酒精和优级食用酒精，我国现 有的食用酒精产品质量的国家标准为GB10343-2008。近年来，随着生物化工产业的发展，以 及生物乙醇产品下游应用相关产业的发展，对于乙醇产品的生产工艺和能耗物耗提出了更高 的要求。

发明内容

本发明开发的生物乙醇节能生产新方法，原料为玉米、小麦、高梁、水稻、木薯和红薯 等淀粉质原料，以及甘蔗和糖蜜等糖质原料，生产过程主要包括液化单元、发酵单元、精馏 单元和废水处理单元。本发明采用能量多级多效利用及精密精馏技术，使生产生物乙醇产品 的蒸汽消耗量降低，产品操作费用下降。

本发明的技术方案如下：

一种生物乙醇节能生产方法，生产过程包括液化单元、发酵单元、精馏脱水单元、废水 处理单元；自发酵单元的发酵成熟醪及工艺废水混合后进入粗馏塔，塔顶采出的粗酒送入精 馏塔2进料，从粗馏塔侧线采出的物料通过管线送入精馏塔1进料口；精馏塔1釜采排出至废水 处理，精馏塔1塔顶采出满足国标GB/T 394.1-94的工业酒精，精馏塔1塔上部侧线采出满足 普级食用酒精产品国标GB10343-2008的乙醇产品，精馏塔2塔顶顶采送至精馏塔1，精馏塔2 釜采排出至废水处理，精馏塔2塔侧线采出的杂醇油流股送至杂醇油萃取器回收杂醇油；将精 馏塔1塔上部侧线采出送至脱甲醇塔进料，脱甲醇塔下部侧线，或塔釜采出合格的满足优级食 用酒精产品国标GB10343-2008的乙醇产品，脱甲醇塔塔顶采出工业酒精产品满足国标GB/T 394.1-94的乙醇产品，甲醇塔下部侧线采出合格的满足优级食用酒精产品操作时，甲醇塔塔 釜采返回精塔2的进料。

所述的工艺废水为废水处理单元的部分清液、厌氧水、好氧水或新鲜水，要求控制进料 中的酒精体积浓度为9％-14％。

在液化单元中，将来自维持罐的物料进入到闪蒸罐降温，闪蒸罐中高温物料降温产生的 闪蒸汽用于加热拌料水。

整个的操作流程如下：

1.液化单元

液化单元生产过程参见图1-液化单元流程图。对于淀粉质原料，首先将原料清理脱杂， 再经粉碎机进行粉碎。粉碎后的粉料在拌料器中加水制成粉浆送至粉浆罐，同时向粉浆罐中 流加淀粉酶等辅助材料。在粉浆罐中粉浆用粉浆泵送至喷射液化器，喷射液化器通过控制水 蒸气的量控制物料加热温度，喷射器出口物料温度控制到83℃～140℃，粉浆温度升高到设 定的温度后，将液化醪送至维持罐中停留5～90分钟后，物料进入到闪蒸罐降罐，液化醪降 温至80℃～100℃，降温后的料液进入到液化罐，同时流加淀粉酶；闪蒸汽用于加热拌料水。 料液在液化罐内停留15～240分钟，通过搅拌器使淀粉酶与料液混合均匀，进行液化操作。

完成液化操作的液化醪经冷却器冷却将温度降至28～38℃。同时流加营养盐、糖化酶和 硫酸溶液等辅助材料，送至发酵单元。

2.发酵单元

酒精发酵生产过程参见图2-发酵单元流程图。发酵操作方式为连续，或半连续，或间 歇，整个系统主要由多个发酵罐、成熟醪储罐和CO2洗涤塔等组成。

自液化单元已冷却的液化醪，部分液化醪送入酒母扩培罐，其余送至发酵罐。将活化后 的酒母放入酒母扩培罐中，同时加入液化醪，向罐内连续通入适量的无菌空气，在扩培温度 28-38℃的条件下进行培养，在酵母细胞数达到要求后，连续向发酵罐供料，而酵母扩培罐 继续添加液化醪。发酵罐控制温度28～38℃，成熟醪酒度达到发酵要求后，经发酵成熟醪泵 向精馏脱水单元连续供应发酵成熟醪。酒精发酵过程排出的CO₂引入CO₂洗涤塔，CO₂洗涤塔的 洗涤水洗涤后送至液化单元用于拌料。

对于糖质原料已含有相当数量的可发酵糖，如糖蜜和甘蔗汁等，经过酸化脱杂处理后， 可直接送至发酵单元进行发酵生产酒精。

3.精馏单元