生物乙醇加工制备技术工艺上与普通乙醇有什么不同?
制作工艺生物乙醇要求更高,需要专业人员。
生物乙醇是以生物质为原料生产的可再生能源,它可以单独或与汽油混配制成乙醇汽油作为汽车燃料。普通乙醇可以自己制作,可以利用玉米、高粱等发酵,经水解制成,工艺简单。
那要看你采用什么原料生产,比如淀粉质原料、糖质原料和纤维质原料等,例如以淀粉质原料为例:1.原料预处理(1)原料的除杂原料诈先要通过振荡筛、吸铁器等将其中的混杂的小铁钉、泥块、杂草、 石块等杂质除去。� (2)原料的粉碎粉碎的目的主要是增加原料受热面积,有利于淀粉颗粒的吸水膨胀,糊化,缩短后续热处理时间,提高热处理效率.另外,粉末原料加水混合后容易流动输运.原料粉碎的方法要分为干粉碎和湿粉碎两种.目前国内大多采用于粉碎法,设备大多采用锤式粉碎机,采用粗碎和细碎两级粉碎工艺,经细粉碎后颗粒一般小于2.0mm。湿粉碎时,将蒸煮所需水量和原料一起加入粉碎机中,原料粉末不飞扬,省去除尘通风设备,但粉碎后的粉料不能储存,宜立即用于生产。2.蒸料淀粉质原料吸水后在高温高压下蒸煮,可以破坏植物组织和细胞,使淀粉彻底糊化、液化,使蒸煮物料成为均一的糊化醪,为进一步的淀粉转化为糖创造良好的条件;其次蒸料还有灭菌的作用。3.糖化曲制备�糖化曲分成固体曲和液体曲两种,用麸皮为主要原料制成的固体曲叫麸曲,采用液体深层通风培养的称为液体曲。(1)固体曲的生产 固体曲生产方法有多种,最早采用的是曲盘制曲,后来发展为帘子制曲,20世纪60年代以后又逐步采用机械通风制曲方法。机械通风制曲工艺包括三角瓶种曲培养、帘子种曲制备和机械通风制曲等几个工段。(2)液体曲生产液体曲生产工艺过程包括种子制备、液体曲发酵和无菌空气制备三部分。 种子罐接种糖化菌孢子悬浮液后,32℃通风培养36h左右接入培养罐,在培养罐内培养48h左右即得成熟液体曲。4.糖化糖化方法分成间歇糖化和连续糖化两类。目前我国大多数酒精厂采用后者。�(1)间歇糖化工艺间歇糖化在糖化锅内进行。蒸煮醪放入并冷却到61~62℃时,加入糖化剂,搅拌均匀后静止糖化30min,再冷却至30℃后供发酵用。 (2)连续糖化工艺根据蒸煮醪冷却(前冷却)和糖化醪液冷却(后冷却)的方法不同,可将连续糖化工艺分成混合冷却连续糖化、真空冷却连续糖化和三级真空冷却连续糖化三大类,所控制的工艺参数与间歇糖化工艺的相似。�5.酒母制备酒母制备过程是酒母扩大培养过程,分为实验室扩大培养和酒母罐扩大培养两阶段,其流程见图5-11所示。整个酒母扩大培养过程控制的温度均为28~30℃。所得酒母应细胞健壮、整齐,出芽率高(15%~30%),没有杂菌污染。 6.乙醇发酵 糖化醪送入发酵罐(图5-12),接入酒母后,即可始乙醇发酵。发酵工艺有间歇发酵、半连续式发酵和连续式发酵三类。乙醇发酵过程可分为前发酵期、主发酵期和后发酵期三个阶段。前发酵期一般为前10h左右,在酒母与糖化醪加入发酵罐后,醪液中的酵母开始数量还不多,由于醪液中的酵母开始数量还不进行繁殖。 在前发酵期阶段,发酵作用不强,酒精和三氧化碳产生得少,糖分消耗得比较慢,发酵醪表面显得比较平静。前发酵期一般控制发酵温度不超过30℃。主发酵期为前发酵期之后的12h左右,在此阶段酵母细胞已大理形成,每毫升醪液中酵母数可达1亿以上,酵母菌基本上停止繁殖而主要进行乙醇发酵作用。使糖分迅速下降,酒精量逐渐增多,醪液中产生大量的二氧化碳,有很强的二氧化碳泡沫响声。 此期间发酵醪温度上升也快,生产上应加强温度控制,最好将温度控制在30~34℃。经主发酵期,醪液的糖分大部分已被耗掉,发酵进入后发酵期。在后发酵期阶段,发酵作用弱,产生热量也省,发酵醪温度逐渐下降,应控制发酵温度在30~32℃。后发酵一般需要约40h才能完成,总发酵时间一般控制60~72h。一般工艺工厂糖化醪浓度为16~18Bx,发酵成熟醪的乙醇含量为6%~10%(V/V) 7.酒精蒸馏与精馏 发酵成熟醪中除含酒精外,还含其他杂质,需要进行蒸馏及精馏才能得到酒精成品。经过蒸馏即可得到粗酒精和酒精。
一种就是发酵,这个基本上是从葡萄糖(葡萄糖是纤维素的单体)开始的,在酶的体内发生一系列循环反应生成乙醇,这个比较复杂,但是也是研究的比较清楚的,可以在书上看到)
另一种是化学方法,用催化剂,催化纤维素在氢气下还原,或者半纤维素生成乙醇。木质素的转化比较难,也基本上不能直接得不到乙醇。具体的过程现在还没有研究清楚。
玉米湿法是发酵的方法,因为玉米中含有大量的糖。
其中最好的方法就是利用发酵工艺,适当地菌类可以节省资金,也更容易从自然界获取原料
乙醇的七种制备方法如下。
一、制备方法
1、发酵法
糖质原料(如糖蜜、亚硫酸废液等)和淀粉原料(如甘薯、玉米、高梁等)发酵。
发酵法的原料可以是含淀粉的农产品,如谷类、薯类或野生植物果实等;也可用制糖厂的废糖蜜;或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后,经水解(用废蜜糖作原料不经这一步)、发酵,即可制得乙醇。
2、乙烯水化法
乙烯直接水化法,就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下,是乙烯与水直接反应,生产乙醇:CH2═CH2 + H─OH→C2H5OH
此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解气,成本低,产量大,这样能节约大量粮食,因此发展很快。
3、煤化工
工业制乙醇还主要是通过乙烯氢化制得,而适合中国国情的技术就是利用煤化工技术,将煤转化为合成气,直接或者间接的合成乙醇。
4、联合生物加工
利用生物能源转化技术生产乙醇能缓解非再生化石能源日渐枯竭带来的能源压力。联合生物加工技术,一体化程度高,能有效降低生产成本,未来发展前景广阔。
5、合成法
以乙烯为原料生产乙醇。该法生产的乙醇中夹杂着异构高碳醇,对人有麻痹作用,不宜作食品、饮料、医药和香料等。
6、分批萃取精馏法
7、分子筛固定床吸附法(简称分子筛法)
分子筛是一种无色、无臭、无毒的新材料
二、乙醇
乙醇分子是由乙基和羟基两部分组成,可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物,也可以看成是水分子中的一个氢原子被乙基取代的产物。乙醇分子中的碳氧键和氢氧键比较容易断裂。
无水乙醇指的是纯乙醇,里面不含有水或其他物质,一般在一些化学试验中用到。酒清一般是指含有一部分水,比如一般纯酒精指的是95%的酒精(里面有5%的水)医用酒精是75%的酒精,只有75%的洒精才有杀菌作用。浓度过高或过低都起不到杀菌作用。