專利名稱：薯類原料酒精生產(chǎn)新方法
薯類原料酒精生產(chǎn)新方法 技術(shù)領(lǐng)域.本發(fā)明涉及一種薯類原料酒精生產(chǎn)新方法，可確保薯類原料酒精生產(chǎn)過程中，粉漿中沙 子等雜物的有效脫除，實(shí)現(xiàn)濃醪發(fā)酵，降低酒精生產(chǎn)過程中物耗和能耗，降低生產(chǎn)過程中的 工藝廢水的排放量，確保裝置能長周期穩(wěn)定運(yùn)行，提高以薯類酒精作為生物質(zhì)燃料的市場競 爭力。
背景技術(shù)：
發(fā)酵酒精是一種可再生的重要基礎(chǔ)原料及產(chǎn)品。酒精產(chǎn)品按照使用功能和組分指標(biāo)不同， 主要分為食用酒精、工業(yè)酒精、無水乙醇(包括燃料乙醇)產(chǎn)品。主要在調(diào)制飲料酒、電子 元件制造、溶劑、化工生產(chǎn)原料和生物質(zhì)燃料等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。由于全球石油資源的緊俏以及生物酶技術(shù)的飛速發(fā)展，采用發(fā)酵法生產(chǎn)酒精替代汽油的工藝日益廣泛，美國發(fā)酵法的燃料乙醇年產(chǎn)量已達(dá)到iooo多萬噸。我國推廣使用車用乙醇汽油的工作已全面啟動。2001年4月份頒布了《變性燃料乙醇》及《車用乙醇汽油》兩項(xiàng)國家 標(biāo)準(zhǔn)，2007年我國生產(chǎn)燃料乙醇產(chǎn)品約150萬噸，乙醇汽油消費(fèi)量約占全國汽油消費(fèi)量的20%， 成為世界第三大生物燃料乙醇生產(chǎn)國和應(yīng)用國。目前車用乙醇汽油已在黑龍江、吉林、遼寧、 河南、安徽和廣西等地全面推廣。近年來，隨著新型替代能源燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如果單純以玉米等農(nóng)作物為原料，玉 米等農(nóng)作物的用量以及價格都與日俱增時，可能會產(chǎn)生與人爭糧的新問題。因此，近年來， 世界范圍內(nèi)生物乙醇領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢，以及我國能源政策和資金扶持的導(dǎo)向，以"非糧 為主"發(fā)展生物乙醇的原則成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。，本發(fā)明涉及的薯類原料酒精生產(chǎn)新方法的生產(chǎn)原料主要包括木薯和紅薯等根生的淀粉質(zhì) 原料，是目前工業(yè)應(yīng)用前景較為樂觀的生產(chǎn)酒精的非糧原料。薯類酒精生產(chǎn)工藝與玉米酒精 生產(chǎn)工藝存在諸多不同薯類原料組成因產(chǎn)地和收獲時間不同變化較大，雜質(zhì)含量較高，發(fā) 酵過程控制困難，發(fā)酵產(chǎn)物復(fù)雜，酒精產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；粉漿中的沙子有效脫除困難，造成 酒精生產(chǎn)過程中設(shè)備磨蝕嚴(yán)重，裝置不能長周期穩(wěn)定運(yùn)行，必須定期更換機(jī)泵等設(shè)備；傳統(tǒng) 的薯類酒精生產(chǎn)工藝存在著能耗物耗高，水污染嚴(yán)重，生產(chǎn)不穩(wěn)定等問題。因此，亟待采用 現(xiàn)代化工技術(shù)，改進(jìn)和完善薯類酒精生產(chǎn)技術(shù)，降低生產(chǎn)過程的能耗和物耗，減少生產(chǎn)過程 中排放物對環(huán)境的不利影響，實(shí)現(xiàn)薯類酒精的清潔生產(chǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及一種薯類原料酒精生產(chǎn)新方法，可有效實(shí)現(xiàn)粉漿中沙子等雜物的有效脫除， 實(shí)現(xiàn)濃醪發(fā)酵，降低酒精生產(chǎn)過程中物耗和能耗，降低生產(chǎn)過程中的工藝廢水的排放量。本發(fā)明的薯類原料酒精生產(chǎn)新方法，包括薯類原料預(yù)處理、液化醪制備、酒精發(fā)酵、積 餾脫水和廢醪液處理的生產(chǎn)單元組成，其中薯類原料預(yù)處理為干薯片原料預(yù)處理或鮮薯原料 預(yù)處理,或干薯片原料預(yù)處理和鮮薯原料預(yù)處理同時開啟。所述的干薯片原料預(yù)處理生產(chǎn)單元，采用兩級拌料制漿生產(chǎn)工藝， 一級拌料制槳得到黏 度較低的稀粉漿進(jìn)行沉降除沙操作，稀漿再經(jīng)過二次木薯粉拌料制漿得到較濃的粉漿。所述的干薯片原料預(yù)處理生產(chǎn)單元，干薯片原料通過篩分機(jī)進(jìn)行篩分，篩分機(jī)篩下物為 富含沙子的木薯粉，篩下物收集后不再進(jìn)行粉碎，直接送至一級拌料器，和拌料水混合制成 稀粉漿至除沙器，在除沙器中通過水淘洗沉降脫沙，完成第一次制漿和有效除沙，分離出的 包括沙子的雜質(zhì)收集后送至鍋爐焚燒，或漚制肥料；而篩上物干薯片通過粉碎機(jī)粉碎制成粉 料，并送至二級拌料器與來自除沙器的稀粉漿混合，完成第二次制漿操作，得到較濃的粉漿。所述的篩分機(jī)是振動篩或滾筒篩篩分設(shè)備，篩孔為0. 5 5. 0mm;篩下物占原料總量的5 % 60%。所述的鮮薯原料預(yù)處理生產(chǎn)單元，主要采用脫皮機(jī)、水洗機(jī)和粉碎機(jī)完成鮮薯'原料的預(yù) 處理。所述的水洗機(jī)采用清液對鮮薯原料進(jìn)行水洗，排出的含有薯皮和泥沙的木薯清洗水混合 物，通過液固分離裝置，實(shí)現(xiàn)液固分離，分離得到的清液返回水洗機(jī)繼續(xù)循環(huán)使用。粉碎機(jī) 下料篩板優(yōu)選為長方孔。本發(fā)明的薯類原料酒精生產(chǎn)新方法，酒精發(fā)酵生產(chǎn)單元，C02洗滌塔塔釜排出的酒度為5 12%的洗滌水，加堿溶液處理后和發(fā)酵成熟醪一起至精餾脫水單先，采用堿溶液和洗滌水中 的雜質(zhì)反應(yīng)，達(dá)到酒精產(chǎn)品的酸值和氧化時間指標(biāo)合格。本發(fā)明的廢醪液處理生產(chǎn)單元，粗塔廢醪液經(jīng)過固液分離裝置排出的部分清液，直接送 至鮮薯預(yù)處理生產(chǎn)單元，作為水洗機(jī)清洗木薯的清洗水補(bǔ)水。生產(chǎn)原料為木薯和紅薯原料，也可以是木薯和紅薯的混合原料。生產(chǎn)流程圖參見附圖中 的圖l一干薯片原料預(yù)處理單元流程圖、圖2—鮮薯原料預(yù)處理單元流程圖、圖3—液化醪制 備單元流程圖、圖4一發(fā)酵單元流程圖、圖5 —精餾脫水單元流程圖、6 —廢醪液處理單元流 程圖。薯類原料酒精生產(chǎn)新方法的具體說明如下-1.干薯片原料預(yù)處理單元干薯片原料預(yù)處理生產(chǎn)過程參見圖l一干薯片原料預(yù)處理單元流程圖。干薯片原料通過輸 送機(jī)輸送至篩分機(jī)，篩上的干木薯片通過皮帶送至粉碎機(jī)，通過粉碎機(jī)兩級粉碎制成粉料， 粉料送至二級拌料器制漿。篩分機(jī)篩下物為富含沙子的干薯粉，占原料總量的5% 40%， 干薯粉中沙子含量為原料中所含沙子總量的60% 90%，篩下物收集后送至一級拌料器，和 拌料水混合制成粉漿至除沙器，在除沙器中通過水淘洗沉降脫沙，從除沙器中脫除的沙子等 雜質(zhì)收集后送至鍋爐焚燒或漚制肥料，除沙率可達(dá)到90%。除沙后的粉漿送入干薯粉二級拌 料器和粉碎機(jī)送出的木薯粉混合，制成滿足液化要求的一定濃度的粉漿。拌料^C可以是酒精 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的液化醪制備單元的閃蒸凝水，精餾脫水單元的精塔廢水，廢醪液處理單元的蒸發(fā)凝水等，粉漿通過泵送至液化醪制備單元。在保證較高的除沙效率的同時，保證了粉 漿的較高的固含量，二級拌料器送出的粉漿的固含量可達(dá)到30%以上，為酒精生產(chǎn)的節(jié)能降 耗創(chuàng)造了條件。采用干薯片為原料生產(chǎn)酒精過程中，粉漿的濃度越高，成熟醪的酒度就越高，生產(chǎn)過程 的能耗物耗就越低，越經(jīng)濟(jì)，目前酒精企業(yè)的現(xiàn)狀是采用一級拌料，得到的成熟醪的酒度一 般為10%左右，因此，在原料預(yù)處理單元粉漿的固含量一般要大于20%，粉漿的黏度較大， 粉槳的黏度越大，混在其中的沙子的有效脫除越困難，造成酒精生產(chǎn)過程中設(shè)備磨蝕嚴(yán)重， 裝置不能長周期穩(wěn)定運(yùn)行，必須定期更換機(jī)泵等設(shè)備。本發(fā)明的酒精生產(chǎn)方法，所述的干薯片原料預(yù)處理工藝，首先對一級拌料制漿得到黏度 較低的稀槳進(jìn)行除沙操作工藝，稀槳再經(jīng)過二次拌料制漿得到較濃的粉漿，解決了制備濃醪 和有效除沙的矛盾。干薯片原料通過篩分機(jī)進(jìn)行篩分，篩分機(jī)篩下物為富含沙子的木薯粉， 篩下物收集后不再進(jìn)行粉碎，直接送至一級拌料器，和拌料水混合制成稀粉漿至除沙器，在除沙器中通過水淘洗沉降脫沙，完成第一次制漿和有效除沙，脫除的沙子等雜質(zhì)收集后送至 鍋爐焚燒或漚制肥料；而篩上物干薯片通過粉碎機(jī)粉碎制成粉料，并送至二級拌料器與來自 除沙器的稀粉漿混合，制成沙子和固含量都符合液化醪要求的粉漿，完成第二次制漿操作。本發(fā)明所述的干薯片原料預(yù)處理，篩分機(jī)可以是振動篩和滾筒篩等設(shè)備，篩孔為0.5 5.0mm;篩下物占原料總量的5% 60%，篩下物中沙子含量為原料中所含沙子總量的60% 90%;稀漿的除沙率可達(dá)到90%，在保證較高的除沙效率的同時，保證了粉漿的較高的固含 量，成熟醪的酒度可以達(dá)到13%以上，為酒精生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)濃醪發(fā)酵，節(jié)能降耗創(chuàng)造了條件。 2.鮮薯原料預(yù)處理單元鮮薯原料預(yù)處理生產(chǎn)過程參見圖2 —鮮薯原料預(yù)處理單元流程圖。鮮薯原料主要采用脫皮 機(jī)、水洗機(jī)和粉碎機(jī)完成鮮薯原料的預(yù)處理。鮮薯原料通過輸送機(jī)送至脫皮機(jī)，脫出大部分 薯皮和泥沙等雜質(zhì)，薯皮和泥沙等雜質(zhì)收集后送至鍋爐焚燒或漚制肥料。脫皮后的原料再輸 送至水洗機(jī)清洗，水洗后的鮮薯原料送至粉碎機(jī)粉碎制漿。水洗機(jī)采用清液對鮮薯原料進(jìn)行水洗，含有薯皮和泥沙的清洗水混合物通過液固分離裝 置，如離心機(jī)和過濾機(jī)等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)液固分離。分離出的固體雜質(zhì)收集后送至鍋爐焚燒，或 漚制肥料，分離得到的清液返回水洗機(jī)的繼續(xù)循環(huán)使用，水洗機(jī)的清洗水補(bǔ)水為廢醪液經(jīng)液 固分離后的返回的清液。清洗后的鮮薯和一定比例的拌料水進(jìn)入粉碎機(jī)粉碎，制成滿足液化要求的一定濃度的粉 漿，拌料水可以是酒精生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的液化醪制備單元的閃蒸凝水，精餾脫水單元的精塔廢水，廢醪液處理單元的蒸發(fā)凝水等。粉漿通過泵送至液化醪制備單元。目前采用鮮薯為原料生產(chǎn)酒精過程中，由于原料清洗水含有較多的泥沙、薯皮和果膠， 特別是鮮木薯原料含有氫氰酸等雜質(zhì)，不能直接排放，并對污水的生化處理有抑制作用，因 此，采用鮮薯為原料生產(chǎn)酒精過程只對原料進(jìn)行干洗脫皮處理后，不進(jìn)行水洗操作，直接進(jìn) 入粉碎機(jī)粉碎制漿，造成粉漿中沙子等含量較高，對設(shè)備磨蝕嚴(yán)重，裝置不能長周期穩(wěn)定運(yùn) 行，必須定期更換機(jī)泵等設(shè)備。另外，為了保證粉碎機(jī)能正常工作，通常在粉碎機(jī)添加一定量的拌料水，由于鮮薯淀粉含量一般在16 32%，木薯淀粉含量較高，紅薯淀粉含量較低， 在粉碎過程中添加拌料水將降低粉漿的淀粉含量，造成成熟醪的酒度一般在6 8%，無法實(shí) 現(xiàn)濃醪發(fā)酵，增加了酒精生產(chǎn)過程的能耗物耗。本發(fā)明的酒精生產(chǎn)方法，所述的鮮薯原料預(yù)處理單元，主要采用脫皮機(jī)、水洗機(jī)和粉碎 機(jī)完成鮮薯原料的預(yù)處理。水洗機(jī)排出的含有薯皮和泥沙的木薯清洗水混合物，通過液固分 離裝置，實(shí)現(xiàn)液固分離，分離出的固體雜質(zhì)收集后送至鍋爐焚燒，或漚制肥料，分離得到的 清液返回水洗機(jī)繼續(xù)循環(huán)使用，，不向裝置外排放，解決了清洗水排放污染環(huán)境，增加廢水處 理成本等問題。液固分離裝置為離心機(jī)和過濾機(jī)等設(shè)備。本發(fā)明所述的鮮薯原料預(yù)處理單元，粉碎機(jī)下料篩板由于將圓孔改為長方孔，增大下料 篩板開孔率，提高粉碎機(jī)內(nèi)的粉槳停留的高度，對于淀粉含量較低的鮮薯不添加拌料水，保 證了粉漿的較高的固含量，成熟醪的酒度一般可以達(dá)到12%以上，為酒精生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)濃醪發(fā)酵， 節(jié)能降耗創(chuàng)造了條件。3. 液化醪制備單元液化醪制備生產(chǎn)過程參見圖3 —液化醪制備單元流程圖。來自原料預(yù)處理單元的粉漿送 至預(yù)液化罐，同時流加液化酶，并通過蒸汽預(yù)熱至35'C 55'C,粉漿在預(yù)液化罐內(nèi)停留約10 180分鐘后，再送至噴射液化器。噴射液化器通過控制水蒸氣的量控制物料加熱溫度，噴射器出口物料溫度控制到82°C 14(TC，粉漿溫度升高到設(shè)定的溫度后，在維持罐中停留5 60分鐘后，物料再進(jìn)入到液化醪 閃蒸罐，將物料溫度降至8(TC 10(TC，閃蒸凝水通過管線送至原料預(yù)處理單元作為拌料水 使用，或送至污水處理裝置。降溫后的料液進(jìn)入到液化罐，同時流加淀粉酶，液化醪在液化 罐內(nèi)停留30 240分鐘。完成液化操作的液化醪通過冷卻器冷卻至2S 38。C，冷卻后的液化醪部分送入酒母擴(kuò)培 罐，部分送至發(fā)酵罐，同時流加營養(yǎng)鹽、糖化酶和硫酸溶液等輔助材料，4. 發(fā)酵單元酒精發(fā)酵生產(chǎn)過程參見圖4一發(fā)酵單元流程圖。來自液化醪制備單元的液化醪部分送入 酒母擴(kuò)培罐，部分送至發(fā)酵罐。將活化后的酒母放入酒母擴(kuò)培罐中，同時加入液化醪，向罐 內(nèi)連續(xù)通入適量的無菌空氣，在擴(kuò)培溫度28 — 38'C的條件下進(jìn)行培養(yǎng)，當(dāng)酵母細(xì)胞數(shù)達(dá)到要 求后，連續(xù)向發(fā)酵罐供料，酵母擴(kuò)培罐繼續(xù)添加液化醪。發(fā)酵罐控制溫度28 38"C，成熟醪 酒度達(dá)到發(fā)酵要求后，經(jīng)發(fā)酵成熟醪泵向精餾脫水單元連續(xù)供應(yīng)發(fā)酵成熟醪。酒精發(fā)酵過程排出的C02、酒精等氣體引入C02洗滌塔洗滌回收，洗滌凈化后的C02送至 C02回收裝置。酒度為5 12%的洗滌水連續(xù)從C02回收塔釜排出，加減溶液處理后和發(fā)酵成 熟醪一起送至精餾脫水單元，堿溶液為氫氧化鈉溶液和高錳酸鉀溶液等。本發(fā)明的酒精生產(chǎn)方法，所述的酒精發(fā)酵單元，C02洗滌塔塔釜排出的酒度為5 12%的 洗滌水，其中含有多種揮發(fā)酸和醛等雜質(zhì)，加減溶液處理后和發(fā)酵成熟醪一起精餾脫水單元， 回收其中的酒精，堿溶液為氫氧化鈉溶液和高錳酸鉀溶液等，采用堿溶液和洗滌水中的雜質(zhì) 反應(yīng)脫除工藝，解決了目前酒精生產(chǎn)過程中，C02洗滌塔塔釜排出的酒度為5 12%洗滌水中雜質(zhì)較多，不處理直接和發(fā)酵成熟醪一起送至精餾脫水單元，影響酒精產(chǎn)品的酸值和氧化時 間指標(biāo)等問題。5. 精餾脫水單元酒精精餾脫水生產(chǎn)過程參見圖5 —精餾脫水單元流程圖。來自酒精發(fā)酵單元的成熟醪首 先進(jìn)入粗塔，成熟醪在粗塔脫除水、有機(jī)酸和重組份雜質(zhì)等，塔頂采出的粗酒送至精塔進(jìn)一 步精制脫水，塔釜采出的廢醪液送至廢醪液處理單元。精塔釜排出的廢水送至原料預(yù)處理單 元作為拌料水，或送至污水處理裝置。如果生產(chǎn)食用酒精產(chǎn)品，食用酒精產(chǎn)品從精塔上部側(cè) 線采出，精塔塔頂接近共沸點(diǎn)的高濃度酒精汽繞過分子篩吸附塔，經(jīng)冷凝器冷凝后部分回流 至精塔頂，部分作為工業(yè)酒精產(chǎn)品采出；如果生產(chǎn)無水乙醇(包括燃料乙醇)產(chǎn)品，精塔塔 頂接近共沸點(diǎn)的高濃度酒精汽需送至分子篩吸附塔進(jìn)一步脫水。粗塔的操作壓力(絕對壓力) 為0. 005 0. 4MPa。精塔的操作壓力(絕對壓力)為0. 1 0. 6MPa。精塔頂汽經(jīng)分子篩吸附塔的吸附作用除去其中的水份，再通過冷凝器冷凝冷卻后，得到 無水乙醇(包括燃料乙醇)產(chǎn)品，吸附操作壓力(絕對壓力)為0. 1 0.6MPa，吸附再生汽冷 凝后的淡酒送至精塔回收酒精。粗塔和精塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以采用板式、填料以及板式和填料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，吸附塔中的吸附 劑可以是硅鋁型分子篩，可選擇的分子篩為A型、X型、絲光沸石型、ZSM型等。6. 廢醪液處理單元酒精生產(chǎn)廢醪液處理過程參見6 —廢醪液處理單元流程圖。來自精餾脫水單元的粗塔廢 醪液經(jīng)過固液分離裝置實(shí)現(xiàn)液固分離，分離后的濕糟送至干燥裝置干燥，濕糟干燥后產(chǎn)品作 為飼料出售，清液部分送至清液多效蒸發(fā)裝置，部分清液可送至鮮薯預(yù)處理單元的水洗機(jī)用 于清洗木薯。干燥裝置可采用氣流干燥機(jī)、管束干燥機(jī)和盤式干燥機(jī)等，加熱介質(zhì)可以是水 蒸汽和煙道氣。溫度為70 20(TC的干燥裝置的排氣進(jìn)入多效蒸發(fā)裝置濃縮清液，蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)效數(shù)為 2 6效，清液多效蒸發(fā)裝置排出的濃漿與固液分離裝置排出的濕糟混合后進(jìn)入干燥裝置干燥， 蒸發(fā)裝置產(chǎn)生的蒸發(fā)凝水部分送至原料預(yù)處理單元用作拌料水，剩余的蒸發(fā)凝水COD約為 2000 3000 mg/L，送至污水生化處理裝置，處理后達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明的酒精生產(chǎn)方法，所述的廢醪液處理單元，粗塔廢醪液經(jīng)過固液分離裝置排出的 部分清液，直接送至鮮薯預(yù)處理單元，作為水洗機(jī)清洗木薯的清洗水補(bǔ)水，減少了蒸發(fā)濃縮 的生產(chǎn)負(fù)荷，水洗機(jī)清洗水補(bǔ)水不再消耗其它水。


圖1:干薯片原料預(yù)處理單元； 圖2:鮮薯原料預(yù)處理單元流程圖； 圖3:液化醪制備單元流程圖； 圖4:發(fā)酵單元流程圖； 圖5:精餾脫水單元流程圖；圖6:廢醪液處理單元流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:以紅薯干為原料，采用圖l、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示的薯類原料酒精生產(chǎn)方 法進(jìn)行燃料乙醇的生產(chǎn)。將淀粉含量為65%的紅薯干原料，通過輸送機(jī)輸送至篩分機(jī)，篩孔為3.5mm，篩上的紅 薯干通過皮帶送至粉碎機(jī)，通過粉碎機(jī)兩級粉碎制成粉料，粉料送至二級拌料器制漿。篩分 機(jī)篩下物為富含沙子的紅薯干粉，占原料總量的15%，篩下物收集后送至一級拌料器，和拌 料水混合制成粉漿至除沙器，在除沙器中通過拌料水淘洗脫沙，從除沙器中脫除的沙子等雜 質(zhì)收集后送至鍋爐焚燒。除沙后的粉槳送入紅薯干粉二級拌料器和粉碎機(jī)送出的紅薯千粉混 合，粉漿的固含量約為31%，除沙率達(dá)到60%。粉漿通過泵送至液化醪制備單元。拌料水可 以是酒精生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的液化醪制備單元的閃蒸凝水，精餾脫水單元的精塔廢水，廢醪液 處理單元的部分蒸發(fā)凝水，來自原料預(yù)處理單元的粉漿送至預(yù)液化罐，同時流加液化酶，并通過蒸汽預(yù)熱至5(TC， 粉漿在預(yù)液化罐內(nèi)停留約30分鐘后，送至噴射液化器。噴射器出口物料溫度控制到115°C， 在維持罐中停留5分鐘后，物料再進(jìn)入到液化醪閃蒸罐，將物料溫度降至82'C，降溫后的料 液進(jìn)入到液化罐，同時流加淀粉酶，液化醪在液化罐內(nèi)停留90分鐘。完成液化操作的液化醪 通過冷卻器冷卻至28'C，部分送入酒母擴(kuò)培罐，部分送至發(fā)酵罐，同時流加營養(yǎng)鹽、糖化酶 和硫酸溶液等輔助材料，來自液化醪制備單元的液化醪部分送入酒母擴(kuò)培罐，部分送至發(fā)酵罐。將活化后的酒母 放入酒母擴(kuò)培罐中，同時加入液化醪，向罐內(nèi)連續(xù)通入適量的無菌空氣，在擴(kuò)培溫度28'C的 條件下進(jìn)行培養(yǎng)，當(dāng)酵母細(xì)胞數(shù)達(dá)到要求后，連續(xù)向發(fā)酵罐供料，酵母擴(kuò)培罐繼續(xù)添加液化 醪。發(fā)酵罐控制溫度3(TC，成熟醪酒度達(dá)到發(fā)酵要求，成熟醪酒度為12%，經(jīng)發(fā)酵成熟醪泵 向精餾脫水單元連續(xù)供應(yīng)發(fā)酵成熟醪。酒精發(fā)酵過程排出的C02、酒精等氣體引入C02洗滌塔 洗滌回收，洗滌凈化后的C02送至C02回收裝置。酒度為9%的洗滌水連續(xù)從C02回收塔釜排出， 加減溶液處理后和發(fā)酵成熟醪一起送至精餾脫水單元，堿溶液為氫氧化鈉溶液。來自酒精發(fā)酵單元的成熟醪首先進(jìn)入粗塔，成熟醪在粗塔脫除水、有機(jī)酸和重組份雜質(zhì) 等，塔頂采出的粗酒送至精塔進(jìn)一歩精制脫水，塔釜采出的廢醪液送至廢醪液處理單元。精 塔塔頂接近共沸點(diǎn)的高濃度酒精汽送至分子篩吸附塔，精塔釜排出的廢水送至原料預(yù)處理單 元作為拌料水。粗塔的操作壓力(絕對壓力)為0. lMPa。精塔的操作壓力(絕對壓力)為0. 3MPa。 精塔頂汽經(jīng)分子篩吸附塔的吸附作用除去其中的水份，再通過冷凝器冷凝冷卻后，最終獲得 到含水量為0.4% (V/V)的燃料乙醇產(chǎn)品，吸附操作壓力(絕對壓力)為0.3MPa，吸附再生汽 冷凝后的淡酒送至精塔回收酒精。粗塔和精塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用板式，吸附塔中的吸附劑是3A分 子篩。來自精餾脫水單元的粗塔廢醪液經(jīng)過固液分離裝置實(shí)現(xiàn)液固分離，分離后的濕糟送至干燥裝置，清液送至清液多效蒸發(fā)裝置。干燥裝置采用管束干燥機(jī)等，加熱介質(zhì)是水蒸汽。溫 度為8(TC的干燥裝置的排氣進(jìn)入多效蒸發(fā)裝置濃縮清液，蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)效數(shù)為4效，清液多效蒸發(fā)裝置排出的濃漿與固液分離裝置排出的濕糟混合后進(jìn)入干燥裝置干燥，蒸發(fā)裝置產(chǎn) 生的蒸發(fā)凝水C0D約為2400 mg/L，送至污水生化處理裝置，處理后達(dá)標(biāo)排放。該薯類酒精生產(chǎn)方法得到的酒精產(chǎn)品理化指標(biāo)，滿足燃料乙醇產(chǎn)品國家標(biāo)準(zhǔn)GB18350— 2001實(shí)施例2:以鮮木薯為原料，采用圖l、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示的薯類原料酒精生產(chǎn)方 法進(jìn)行食用酒精的生產(chǎn)，同時付產(chǎn)工業(yè)酒精。將淀粉含量為25%的鮮木薯原料通過輸送機(jī)送至脫皮機(jī)，脫出大部分薯皮和泥沙等雜質(zhì)， 薯皮和泥沙等雜質(zhì)收集后漚制肥料出售。脫皮后的原料再輸送至水洗機(jī)清洗，水洗后的鮮薯 原料送至粉碎機(jī)粉碎制漿，不添加拌料水，粉碎機(jī)下料篩孔為3.5X12mm。含有薯皮和泥沙 的清洗水混合物通過離心機(jī)實(shí)現(xiàn)液固分離。分離出的固體雜質(zhì)收集后送至鍋爐焚燒，分離得 到的清液返回水洗機(jī)的繼續(xù)循環(huán)使用，水洗機(jī)的清洗水補(bǔ)水為廢醪液經(jīng)液固分離后的清液， 清洗后的鮮薯通過粉碎機(jī)粉碎制成粉漿，除沙率達(dá)到95%。粉漿通過泵送至液化醪制備單元。來自原料預(yù)處理單元的粉漿送至預(yù)液化罐，同時流加液化酶，并通過蒸汽預(yù)熱至52'C， 粉漿在預(yù)液化罐內(nèi)停留約60分鐘后，送至噴射液化器。噴射器出口物料溫度控制到13(TC， 在維持罐中停留40分鐘后，物料再進(jìn)入到液化醪閃蒸罐，將物料溫度降至95'C，降溫后的 料液進(jìn)入到液化罐，同時流加淀粉酶，液化醪在液化罐內(nèi)停留60分鐘。完成液化操作的液化 醪通過冷卻器冷卻至30'C，部分送入酒母擴(kuò)培罐，部分送至發(fā)酵罐，同時流加營養(yǎng)鹽、糖化 酶和硫酸溶液等輔助材料，來自液化醪制備單元的液化醪部分送入酒母擴(kuò)培罐，部分送至發(fā)酵罐。將活化后的酒母 放入酒母擴(kuò)培罐中，同時加入液化醪，向罐內(nèi)連續(xù)通入適量的無菌空氣，在擴(kuò)培溫度3(TC的 條件下進(jìn)行培養(yǎng)，當(dāng)酵母細(xì)胞數(shù)達(dá)到要求后，連續(xù)向發(fā)酵罐供料，酵母擴(kuò)培罐繼續(xù)添加液化 醪。發(fā)酵罐控制溫度34'C，成熟醪酒度達(dá)到發(fā)酵要求，成熟醪酒度為12.4%，經(jīng)發(fā)酵成熟醪 泵向精餾脫水單元連續(xù)供應(yīng)發(fā)酵成熟醪。酒精發(fā)酵過程排出的C02、酒精等氣體引入C02洗滌 塔洗滌回收，洗滌凈化后的C02送至C02回收裝置。酒度為10%的洗滌水連續(xù)從(:02回收塔釜 排出，加減溶液處理后和發(fā)酵成熟醪一起送至精餾脫水單元，堿溶液為高錳酸鉀溶液。來自酒精發(fā)酵單元的成熟醪首先進(jìn)入粗塔，成熟醪在粗塔脫除水、有機(jī)酸和重組份雜質(zhì) 等，塔頂采出的粗酒送至精塔進(jìn)一步精制脫水，塔釜采出的廢醪液送至廢醪液處理單元。食 用酒精產(chǎn)品從精塔上部側(cè)線采出，至食用酒精產(chǎn)品儲罐，精塔塔頂接近共沸點(diǎn)的高濃度酒精 汽繞過分子篩吸附塔，經(jīng)冷凝器直接冷凝后部分回流至精塔f，部分作為工業(yè)酒精產(chǎn)品采出， 精塔釜排出的廢水送至原料預(yù)處理單元作為拌料水。粗塔的操作壓力(絕對壓力)為0.8MPa。 精塔的操作壓力(絕對壓力)為0.25MPa。來自精餾脫水單元的粗塔廢醪液經(jīng)過固液分離裝置實(shí)現(xiàn)液固分離，分離后的濕糟送至干 燥裝置，清液部分送至清液多效蒸發(fā)裝置，部分清液可送至鮮薯預(yù)處理單元的水洗機(jī)用于清洗木薯，水洗機(jī)清洗水補(bǔ)水不再消耗其它水。干燥裝置可采用氣流干燥機(jī)，加熱介質(zhì)是煙道 氣。溫度為13(TC的干燥裝置的排氣進(jìn)入多效蒸發(fā)裝置濃縮清液，蒸發(fā)裝置的蒸發(fā)效數(shù)為3 效，清液多效蒸發(fā)裝置排出的濃漿與固液分離裝置排出的濕糟混合后進(jìn)入干燥裝置干燥，蒸 發(fā)裝置產(chǎn)生的蒸發(fā)凝水C0D約為2500 mg/L，送至污水生化處理裝置，處理后達(dá)標(biāo)排放。該薯類酒精生產(chǎn)方法得到的食用酒精產(chǎn)品的理化指標(biāo)，滿足食用酒精國家標(biāo)準(zhǔn) GB10343-2000，工業(yè)酒精付產(chǎn)品的理化指標(biāo)，滿足工業(yè)酒精國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T394. 1-1994。
權(quán)利要求
1. 一種薯類原料酒精生產(chǎn)新方法，包括薯類原料預(yù)處理、液化醪制備、酒精發(fā)酵、精餾脫水和廢醪液處理的生產(chǎn)單元組成，其特征是薯類原料預(yù)處理為干薯片原料預(yù)處理或鮮薯原料預(yù)處理，或干薯片原料預(yù)處理和鮮薯原料預(yù)處理同時開啟。
2. 如權(quán)利要求1所述的薯類原料酒精生產(chǎn)新方法，其特征是所述的干薯片原料預(yù)處理 生產(chǎn)單元，采用兩級拌料制漿生產(chǎn)工藝， 一級拌料制漿得到黏度較低的稀粉漿進(jìn)行 沉降除沙操作，稀漿再經(jīng)過二次木薯粉拌料制漿得到較濃的粉漿。
3. 如權(quán)利要求2所述的薯類原料酒精生產(chǎn)新方法，其特征是所述的干薯片原料預(yù)處理 生產(chǎn)單元，干薯片原料通過篩分機(jī)進(jìn)行篩分，篩分機(jī)篩下物為富含沙子的木薯粉， 篩下物收集后不再進(jìn)行粉碎，直接送至一級拌料器，和拌料水混合制成稀粉漿至除 沙器，在除沙器中通過水淘洗沉降脫沙，完成第一次制漿和有效除沙，分離出的包 括沙子的雜質(zhì)收集后送至鍋爐焚燒，或漚制肥料；而篩上物干薯片通過粉碎機(jī)粉碎 制成粉料，并送至二級拌料器與來自除沙器的稀粉槳混合，完成第二次制漿操作， 得到較濃的粉漿。
4. 如權(quán)利要求3所述的薯類原料酒精生產(chǎn)新方法，其特征是所述的篩分機(jī)是振動篩或 滾筒篩篩分設(shè)備，篩孔為0. 5 5. Oram;篩下物占原料總量的5%
5. 如權(quán)利要求1所述的薯類原料酒精生產(chǎn)新方法，其特征是所述的鮮薯原料預(yù)處理生 產(chǎn)單元，主要采用脫皮機(jī)、水洗機(jī)和粉碎機(jī)完成鮮薯原料的預(yù)處理。
6. 如權(quán)利要求5所述的薯類原料酒精生產(chǎn)新方法，其特征是所述的水洗機(jī)采用清液對 鮮薯原料進(jìn)行水洗，排出的含有薯皮和泥沙的木薯清洗水混合物，通過液固分離裝 置，實(shí)現(xiàn)液固分離，分離得到的清液返回水洗機(jī)繼續(xù)循環(huán)使用。
7. 如權(quán)利要求5所述的薯類原料酒精生產(chǎn)新方法，其特征是所述的粉碎機(jī)下料篩板為 長方孔。
8. 如權(quán)利要求1所述的薯類原料酒精生產(chǎn)新方法，其特征是所述的酒精發(fā)酵生產(chǎn)單 元，C02洗滌塔塔釜排出的酒度為5 12%的洗滌水，加堿溶液處理后和發(fā)酵成熟 醪一起至精餾脫水單元，采用堿溶液和洗滌水中的雜質(zhì)反應(yīng)，達(dá)到酒精產(chǎn)品的酸值 和氧化時間指標(biāo)合格。
9. 如權(quán)利要求1所述的薯類原料酒精生產(chǎn)新方法，其特征是所述的廢醪液處理生產(chǎn)單 元，粗塔廢醪液經(jīng)過固液分離裝置排出的部分清液，直接送至鮮薯預(yù)處理生產(chǎn)單元， 作為水洗機(jī)清洗木薯的清洗水補(bǔ)水。
10. 如權(quán)利要求1所述的薯類原料酒精生產(chǎn)新方法，其特征是所述的薯類原料包括木 薯、紅薯、以及木薯和紅薯的混合料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種薯類原料酒精生產(chǎn)新方法，主要特點(diǎn)干薯片原料預(yù)處理工藝采用兩級制漿生產(chǎn)工藝，一級拌料制漿得到黏度較低的稀漿進(jìn)行除沙操作工藝，稀漿在經(jīng)過二次拌料制漿得到較濃的粉漿；鮮薯原料水洗機(jī)排出的含有薯皮和泥沙的清洗水混合物通過液固分離裝置分離，得到的清液返回水洗機(jī)的繼續(xù)循環(huán)使用；CO₂洗滌塔塔釜排出的酒度為5～12％的洗滌水，加減溶液處理后和發(fā)酵成熟醪一起至精餾脫水單元，確保生產(chǎn)出的酒精產(chǎn)品酸值和氧化時間合格；粗塔廢醪液經(jīng)過固液分離裝置排出的部分清液，直接送至鮮薯預(yù)處理單元，作為水洗機(jī)清洗木薯的清洗水補(bǔ)水，減少了清液蒸發(fā)濃縮的生產(chǎn)負(fù)荷，水洗機(jī)清洗水補(bǔ)水不再消耗其它水。
文檔編號C12P7/06GK101245354SQ200810052528
公開日2008年8月20日 申請日期2008年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月26日
發(fā)明者劉宗章, 呂惠生, 張志強(qiáng), 張敏華, 李永輝, 歐陽勝利, 董秀芹, 錢勝華 申請人:天津大學(xué)