木薯生產乙醇的技術
無色液體，有酒香味。
燃點:75℃熔點:-114.1℃沸點(標準大氣壓下):78.3℃
相對密度(水= 1): 0.79相對蒸汽密度(空氣= 1): 1.59飽和蒸汽壓(kPa): 5.33 (19℃)。
燃燒熱(千焦/摩爾):1365.5
臨界溫度(℃): 243.1臨界壓力(MPa): 6.38
辛醇/水分配系數對數值:0.32閃點(℃): 12。
著火溫度(℃): 363
爆炸上限% (v/v): 19.0爆炸下限% (v/v): 3.3 2.2類別及主要產品工業乙醇(本方案產品為燃料乙醇)工業乙醇含乙醇96%以上，還含有少量甲醇等物質。甲醇有害。它會揮發，對呼吸系統有害。有的人用工業酒精(含甲醇的乙醇)釀酒，喝了會致盲。食用乙醇:食用乙醇是谷物和酵母在發酵罐中發酵，過濾精餾得到的產物，通常是乙醇的水溶液，或者是水和乙醇互溶的物質。食用乙醇不含對人體有毒的苯和甲醇。醫用乙醇:乙醇含量在75%左右的無水乙醇:無水乙醇的酒精含量非常高，可分為化學純和分析純，化學純含量大於等於99.5%，分析純含量在99.9%以上。燃料乙醇是指不需要變性劑就可以用作燃料的無水乙醇。燃料乙醇可以緩解能源短缺，減少環境汙染，促進農業發展。3、生產工藝3.1壹般工藝雙酶糖化間歇(或連續)酒精教學流程圖a-澱粉酶糖化酶薯幹→粉碎機→調漿罐→連續蒸煮器→蒸煮醪→糖化罐。廢槽↖↓酒精←分子篩脫水←蒸餾←成熟發酵醪←發酵醪←糖化醪雜醇油↙ ↙ ↓酵母種子→斜面。試管→搖瓶培養→小酒曲罐→大酒曲罐→空壓機→過濾器→無菌空氣酒曲3.2原料及原料預處理3.2.1生馬鈴薯:含澱粉68%，水分13%，直接從市場購買。水:包括粉末液化糖化水、發酵水、蒸餾車間水、清洗水等。，全部使用城市自來水或自來水經過壹系列殺菌消毒的無菌水。澱粉酶和糖化酶:a-澱粉酶用量為8u/g原料，糖化酶為100u/g原料，糖化酶為200u/g酵母泥原料。硫酸和硫酸銨等。:硫酸銨用量為8kg/t(酒精)，硫酸(用於調節pH)用量為5.5kg/t(酒精)。乙醇酵母:用於發酵的菌株，通過發酵糖化醪產生乙醇、CO2等副產物。3.2.2原料預處理的馬鈴薯幹預處理示意圖:幹薯→篩選→浮選→磁選→粉碎→打漿→液化(糊化)↓ ↓ ↓ ↓纖維、泥沙和石子、磚鐵雜質糖化←冷卻↑糖化酶3.2.2.1原料除雜粉碎(1)澱粉原料在收集時會混入沙子、雜物甚至金屬夾雜物。壹般用振動篩篩選，再用磁力除鐵器分離除去雜質。(2)澱粉質原料中的澱粉顆粒往往以顆粒狀態儲存在細胞中，不宜直接使用。粉碎後有利於增加原料表面積，加快吸水速度，縮短水熱處理時間；有利於澱粉酶的作用，提高澱粉的轉化率，有利於生產過程中原料的運輸。有兩種粉碎方法:幹粉碎和濕粉碎。這次采用濕法粉碎進行生產。(3)粉塵損失引起的澱粉損失率約為0.40%。3.2.2.2水熱處理(液化)和連續蒸煮糖化(1)澱粉液化:是糊化澱粉經澱粉液化酶降低粘度，水解成糊精和低聚糖的過程。使用耐高溫α-澱粉酶，處理溫度為95℃，使用普通α-澱粉酶，處理溫度為85℃。目前，低壓噴射液化器用於液化澱粉。混合溫度為50℃，漿液經噴射液化器快速加熱至65438±005℃，然後進入保溫管保溫液化5~8min。真空閃蒸冷卻至95℃後，進入液化罐約60分鐘，然後在真空冷卻器中冷卻至63℃，糖化30分鐘。低壓噴射液化處理工藝粉末→加水制漿→噴射液化→保溫液化→冷卻糖化α-澱粉酶蒸汽。(2)澱粉的糖化:是將澱粉的液化產物經糖化酶進壹步水解為葡萄糖，提供適宜含糖量和壹定酶活性的無菌或少雜菌醪進行發酵的過程。糖化溫度壹般根據糖化酶最適溫度來控制，即58~60℃為宜，糖化酶最適pH為4.2~5.0。醪液pH值過高或過低都會破壞酶的活性，不利於糖化。糖化酶的用量壹般為每克澱粉80~150U，視原料品種和糖化方法而定。糖化時間不宜過長，壹般在15~25min範圍內，也可根據糖化醪進行調整，即產生25% ~ 35%還原糖的時間為宜。蒸煮糖化過程中澱粉殘渣和糖分破壞造成的澱粉損失約為0.40%。3.2.2.3乙醇酵母培養麥芽汁麥芽汁醪瓊脂→↓↓酵母→傾斜試管→液體試管→三角瓶培養→卡塞格倫罐培養→小酒曲罐培養→大酒曲罐培養→發酵罐。糖化醪培養酒精酵母(酒曲1: 10擴大培養)(原始菌株1斜面培養:麥芽汁瓊脂，25~30℃培養3~5天(4℃冰箱保存備用)。(2)液體試管:10 Bx麥汁，滅菌冷卻至25~30℃，無菌接種，25~30℃培養20h。(3)搖瓶培養:1/3麥汁和2/3醪液，12~14h，25~30℃，4 ~ 6 (4)罐培養:醪液，12 ~ 25 ~ 30℃。培養基:幹土豆泥→發酵醪；pH:4.2 ~ 4.5；前發酵期(1):醪液中酵母密度低，酵母適應，發酵效果不強。在實際生產中，酒曲用量約為10%，前發酵周期為6 ~ 8h。在連續發酵中，前發酵期基本不存在。(2)主發酵期:酵母不再大量增殖，而是主要進行乙醇發酵，發酵效果強，糖分消耗快，乙醇逐漸增加。主發酵溫度應控制在30~34℃且不高於34~35℃，發酵時間壹般為12~15小時。(3)後發酵期:醪液中大部分糖分已經發酵，但醪液中殘留的糊精等多糖成分繼續轉化為可發酵糖，酵母將其轉化為乙醇。後糖化的速度比糖發酵慢得多，乙醇和CO2的生成減少。顯然，泡沫不斷產生，但醪液不再轉動。後發酵期壹般需要40小時左右才能完成，醪液溫度應保持在30℃±65438±0℃。(4)發酵過程中的澱粉損失率:發酵殘糖-1.3%巴斯德效應-4.0%酒精氣體自然蒸發被CO2帶走-0.30%(如果有酒精捕集器，損失為0.30%) 3.4分離提純與蒸餾精制分離提純工藝流程圖發酵罐→泵→醪塔→濃縮塔→粗酒精→分子篩塔a、B→濃縮↖↗↗↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑過程中的澱粉損失率
(2)脫水損失-1.0% 3.5副產品利用及廢水廢渣處理酒精槽→固液分離→濾液→處理→澄清液→回用及生物處理→濾渣→進料←泥4。物料平衡(1)生產方法:雙酶糖化、間歇發酵、塔式蒸餾。(2)生產天數:每年300天。(3)燃料酒精日產量:344噸。(4)燃料酒精年產量:100200噸。(5)產品質量:國際燃料酒精，乙醇含量99.5%(體積分數)以上。(6)主要原料:馬鈴薯幹原料含澱粉68%，水分13%。(7)酶用量:α-澱粉酶用量為8u/g原料，糖化酶用量為100u/g原料，糖化酶用量為200u/g原料。(8)硫酸銨用量為8kg/t(酒精)，硫酸(用於調節pH)用量為5.5kg/t(酒精)。壹、原料計算①糖化:(c6h 12o 5)n+NH2O→nc6h 12o 6(1-1)162180發酵:c6h 12o 6→2c 2 H5 oh+2co 2(1-2)18046×244×2②理論澱粉消耗量為0000×99.18 %×162÷92 = 1746.5(kg)燃料酒精的體積分數為99.18%。③生產65，438+0，000 kg燃料酒精實際澱粉消耗量表(3-65，438+0)生產過程各階段澱粉損失率生產過程中澱粉損失率的原因%備註:原料處理中粉塵損失0.40熟糖化澱粉殘渣和糖變質0.40發酵中殘糖65，438+0.3發酵巴斯德效應4.0發酵酒精自然蒸發和CO2捕集0.30添加酒精。0.30%蒸餾廢液罐帶走1.60脫水損失1.0總損失9.01746.5÷(100%-9.0%)= 1919.2(kg)④產量60。含水量13% 1919.2÷68% = 2822.4(kg)⑤α-澱粉酶消耗量:2822.4× 1000×8÷α-澱粉酶液化酶，酶活20000 U/g .用量為100u/g原料2822.4×1000另外，釀酒酵母的用量為200u/g(原料)，釀酒酵母的用量為。其余為稀釋水和糖化劑。糖化酶總用量為3.215kg。⑦硫酸銨作為補充氮源的用量為酒曲用量的0.1%。二、煮醪量的計算。澱粉原料的粉末為1:2，所以粉末漿料量為2822.4× (1+2) = 8467.2 (kg)。經噴射液化連續蒸煮，最終蒸煮醪液體積為8597.4kg .三、搗碎醪液和發酵醪液的計算假設發酵後成熟醪液含量為10%(體積分數)，相當於8.01%(質量分數)。蒸餾效率為98.4%，發酵罐中酒精捕集器回收的酒精洗滌水和洗罐水分別為成熟醪的5%和1%。那麽生產1000kg99.18%(質量分數)酒精成品的計算如下:①待蒸餾的成熟發酵醪量為:f = 1000×99.18%÷98.4%÷8.01%。(2)如果不算酒精捕集器和洗罐用水，成熟發酵醪量為:13338.4÷106% = 12583.4(kg)；③進入蒸餾塔的成熟醪液乙醇濃度為:1000 ÷ 98.4% ÷ 1338。4.1(kg)⑤如果接種量為10%，酵母量為m:(2583.4+964.1)÷(100+10)÷65438+糖化醪量為:(2583.4+964.1)÷(100+65438a薯幹原料酒精廠總物料平衡①酒精產品每日燃料酒精含量為:10000÷300=33.3(t)，整數34t/d時燃料酒精實際年總產量為34×300 = 10020(t/a)；②以馬鈴薯幹為主要原料的日消耗量為2822.4×34=95961.6(kg/d)，年消耗量為95961。a)表(4-1) 10000t/a薯幹原料酒精廠物料平衡表-數量產量1000kg燃料酒精物料數量/kg日數量/t年數量/ T燃料酒精10003410020薯幹原料2822 . 495 . 438+06788.48 a-澱粉酶1.6438