[发明专利]一种以玉米淀粉质为原料生产燃料乙醇的工艺

说明书

本发明公开一种以玉米淀粉质为原料生产燃料乙醇的工艺，包括淀粉质原料的粉碎及液化工段、糖化工段、发酵工段、乙醇蒸馏脱水工段、废糟综合处理工段和副产品回收利用工段。本发明以玉米淀粉质为原料发酵生产燃料乙醇，方法简单，得到的燃料乙醇质量符合国家标准GB 18350‑2013，并采用高浓度粉浆经一级或多级高性能喷射器喷射液化，同时结合醪醪换热工艺，回用清液调配等技术手段，既保证液化效果，又达到节能节水的目的；各工段采用能源优化整合技术，整体汽耗≤3.0吨汽/吨无水乙醇；同时装置投资较传统工艺低，工艺流程简洁高效，维护方便；并且，粗塔废醪液温度可控制在80～95℃左右，对DDGS的饲料色泽指标有明显提优作用。

技术领域

本发明涉及乙醇生产领域，具体是涉及一种更加节能的以玉米淀粉质为原料生产燃料乙醇的工艺。

背景技术

酒精工业是指以谷类、薯类、糖蜜为原料，经发酵、蒸馏而生产燃料乙醇、食用酒精和工业酒精的工业，是国民经济重要的基础原料产业。近几十年来，随着石油价格的飞涨和生物技术的日新月异，以生物质为原料生产用于替代车用燃料、减少汽车尾气有害物质的燃料乙醇应用日益广泛。随着国家发改委、能源局等十五部委联合印发《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》，国内的燃料乙醇工业会进一步扩增。

中国发明专利CN102286544A公开了一种淀粉基燃料乙醇的清洁生产方法，在采用该方法生产燃料乙醇的过程中，整体工艺蒸汽消耗≥3.45吨/吨燃料乙醇，所述方法的汽耗等能耗水平还处在相对较高的水平。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种以玉米淀粉质为原料生产燃料乙醇的工艺，该工艺对现有的技术进行改进，从而进一步降低能耗，提高产品质量与生产效益。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

如图1所示，一种以玉米淀粉质为原料生产燃料乙醇的工艺，包括以下工段：

(1)淀粉质原料的粉碎及液化工段：将玉米淀粉质原料粉碎至1～3mm大小，然后与一定温度的工艺水及α-淀粉酶混合搅拌均匀，得到干物质质量含量为20％～34％的粉浆，粉浆经一级喷射器由蒸汽加热至70～85℃后送入预液化罐，搅拌均匀，得到预液化醪；预液化醪先经醪醪换热器预热至80～95℃，然后经多级喷射液化器由蒸汽加热，出料温度控制在95～110℃；加热后的预液化醪从多级喷射液化器出来，经过维持器后，进入醪醪换热器，与未经多级喷射液化器加热的预液化醪进行换热，温度降低至80～95℃左右，之后预液化醪进入后液化罐，与此同时淀粉进一步分散，蛋白进一步凝固，接着再加入淀粉酶进行蒸煮熟化，将所得熟化后的预液化醪降温至40～60℃后进行冷却，得到液化醪；然后调节冷却后的液化醪的pH值,并加入糖化酶，进一步冷却至28～32℃后得到糖化醪，并将糖化醪送往发酵工段；

(2)发酵工段：自糖化醪泵送来的一部分糖化醪进入酒母罐，同时向酒母罐中加入营养盐，通入无菌空气，在有氧条件下，酒母迅速大量繁殖，控制合适的流加比例、通入空气量、温度，以利于酒母的生长繁殖，在繁殖过程中产生的热量通过母液循环外部冷却带走；含有大量酒母的酒母醪用泵送至发酵首罐，控制酒母罐的液位保持稳定；在酒母繁殖过程中有一定的酒精产生；酒母罐内的温度保持在28～30℃；

另一部分糖化醪直接进入发酵罐，在罐内，通过酒母的生命活动，大量的酒精生成，为了保持酒母的单位体积醪液中的数量，视生产情况通入一定的无菌空气；

(3)乙醇蒸馏脱水工段：蒸馏车间采用多塔组合，配合分子筛热耦合工艺，主要由蒸馏装置和分子筛系统组成，所述蒸馏装置主要包括精塔和粗塔；所述分子筛系统包括蒸发器、过热器和分子筛床。

发酵成熟醪由工段(1)蒸煮熟化后未经冷却的液化醪预热至70℃以上，然后将发酵成熟醪送至蒸馏车间，经粗塔提馏，再经精塔精馏后，从精塔的液相中采出95％(v)的酒精作为无水原料。