[发明专利]一种糖蜜酒精成熟醪的膜分离与酵母回用技术

说明书

技术领域：

本发明涉及环境保护的水处理和污水治理技术领域，特别是提供了一种糖蜜酒精成熟醪的膜分离技术，并将分离后酵母回用于连续发酵。该技术适用于糖厂中糖蜜酒精成熟醪的处理。

背景技术：

传统的糖蜜酒精生产工艺是以糖蜜为原料，接入酒精酵母发酵成为成熟醪，成熟醪再经粗馏塔蒸出粗酒，而剩余的废醪液称为糖蜜酒精废液。

酒精废液一个突出特点是污染物浓度高，COD_Cr达8~12万mg/L，BOD₅达4~6万mg/L，SS值1163mg/L左右，pH值为3.5~4.5，固形物含量高达10%~12%，固形物中约70%为有机质，剩余30%为灰份，胶体多，粘度大，色度高，易发泡，具有腐蚀性。若直接排放，会造成水体富营养化，使水体缺氧，水质恶化，鱼虾绝迹，河水发臭，饮用水源污染，影响人体健康。

另一方面，糖蜜酒精成熟醪是一种成分复杂的混合液体，其中大约有10％的干物质，主要包括酵母菌体、胶体、无机盐等。酵母菌体是酒精废液中最难降解的物质，胶体、钙盐容易造成蒸馏塔结垢塞塔。目前，酒精车间直接将发酵成熟醪送入蒸馏塔蒸馏，结果造成初馏塔经常结垢塞塔现象，且排放的废液中含有大量的酵母残体，不仅为后期废液处理带来极大困难，而且浪费了酒精酵母资源，还造成了环境的严重污染。若回收醪液中的酒精酵母并回用于连续发酵，并将废醪液开发成为有机复合肥，既提高其经济效益，大大降低了废液的COD，又可达到减轻结垢、降低废液处理成本和提高附加值三赢的效果。可见，成熟醪中酒精酵母的分离与回用在资源利用、环境保护等方面具有重要的意义。

周文红等人在《糖蜜酒精成熟醪回收废酵母新工艺的探索》中提出利用糖蜜酒精成熟醪离心回收废酵母，离心后的上清醪液进入蒸馏塔，蒸出的废液循环回用于发酵，从成熟醪回收的固溶物，进一步除去杂质得到纯净的酵母泥。

目前，尚未见糖蜜酒精成熟醪的膜分离与酵母回用技术的相关报道。

发明内容：

本发明的目的在于：提供一种糖蜜酒精成熟醪的处理方法，减轻结垢；循环回用酵母，并将废醪液开发新产品，以达到资源再利用、废液零排放等环保的效果。

从生产工艺上的角度出发，本发明以发酵后的成熟醪直接通过动力泵输送至滤膜（微滤或超滤），在无菌密封的条件下进行分离，过滤得到的酵母浓缩液循环回用于下一批发酵，渗透液再送去蒸馏；蒸馏出的酒精废液经过浓缩处理，按照相关标准添加有机物，制成有机复合肥料产品，再加以利用。

微滤膜过滤成熟醪液时，选用的微滤膜孔径范围在0.02~10μm，需控制流速在0.5~5m/s，压力控制在0.01~0.2Mpa，温度在0~50℃；超滤膜则选用膜孔径在0.001~0.02μm，截留分子量在1000~10000，流速需控制在0.1~0.5m/s，压力控制在0.1~0.5Mpa，温度在0~50℃。运用膜分离技术可达到减少COD和酒精损失（COD去除率达到50%~60%，乙醇损失在2.0%~2.5%）的目的。膜层的材质可选用纤维素衍生物（例如：醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料）、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。

渗透液蒸馏提取酒精，而后进一步蒸发浓缩，使废液浓缩至固溶物浓度为65~75oBx，用石灰调pH至6.5~7.0，再加入浓度为98%的工业用酸（硫酸、盐酸、硝酸或磷酸均可），加酸量为浓缩液所含固溶物重量3%~10%，脱水固化40~45min，配入一定比例钾肥、磷肥搅拌打散，经机械搅拌后制成浆料，送去烘干机烘干造粒，再经过干燥、冷却、过筛等工序制成半成品，最后混入一定比例尿素，制成有机复合肥料。

本发明的技术效果：

本发明为糖厂提供了一种糖蜜酒精成熟醪处理的新技术；将糖蜜酒精成熟醪中酒精酵母分离并回用于连续发酵，减少结垢现象，且实现了资源再利用；将蒸出的酒精废液开发成为有机复合肥料产品，实现废液的零排放，且减少了环境污染，符合现代绿色工业的发展要求。

本发明的特点及优势：

1、   本发明工艺流程简单，操作设备为膜组件（微滤或超滤），附属设备为动力泵和连接管道，设备投资低，易放大，操作简便，易于自动化，且处理效率高；

2、   本发明工艺条件要求低，可在室温条件下或低温下操作，适合热敏感物质的分离浓缩；

3、   本发明采用的膜分离技术化学强度与机械损害最小，减少失活；

4、   本发明采用的膜分离技术无相态变化，能耗极低；