玉米酒精是怎样生产的?
玉米是世界上最重要的酒精生产原料,之所以用它生产酒精主要是利用它所含有的淀粉和糖进行发酵。每立方米的玉米可产生268.56升的酒精。
现在美国科学家研究利用谷物种子的纤维作原料,从而使酒清的产量提高,每立方米的玉米产生酒精可增300.79升。
1994年,美国利用玉米大约生产了4.92亿升的酒精,其中60%是通过湿磨法。
其过程为:将玉米充分浸泡后磨碎,然后把高蛋白玉米胚、玉米油和纤维分离开,最后将淀粉发酵制成酒精。被分离出的纤维与发酵后的残渣混合、晒干后用作饲料,这种饲料家畜很喜欢吃,科学家们估算,如果能利用纤维来生产酒精,那么采用湿磨法每年可以很容易地从玉米中增加378.54万升的酒精,可增加提高400~800万美元的收入。
随着玉米产量的提高和加工过程中科技含量的增加,玉米的有效利用率和酒精产量有了显著的提高。玉米生产酒精的投入与产出比提高了25%。
工业上玉米制造酒精的流程是:
玉米——粉碎——蒸煮(糊化)——糖化(加糖化酶)——发酵(加酵母菌种)——蒸馏塔(蒸馏)——精馏塔(精馏)——酒精
酵母菌将糖发酵成酒精的过程不是简单的化学反应,其机理至今仍莫衷一是。
工业上有两种,一种是发酵法,一种是合成法!
发酵法一般用甘蔗、玉米等高糖作物做原料,在一定的温度、气压下,由酵母发酵,将甘蔗、玉米中的糖转化成乙醇,然后将生成的乙醇进行盐析、过滤、蒸馏、冷凝等等工序净化,最后得到无水乙醇或95%的乙醇溶液!
合成法的原料是乙烯,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
---Δ、催化--→
CH₃CH₂OH
(该反应分两步进行,第一步是与醋酸汞等汞盐在水-四氢呋喃溶液中生成有机汞化合物,而后用硼氢化钠还原)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。
全粒法:将整粒玉米直接捣碎投料,其副产品是玉米酒精糟(DDGS)
脱胚法:玉米先行脱去胚芽再投料,副产品为玉米油、玉米胚芽饼及纤维饲料
湿法生产酒精:玉米先做成湿淀粉浆,再生产酒精。副产品为玉米油、玉米蛋白、纤维饲料等。
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生物燃料包括醇类(比如乙醇)和生物柴油。
一些车用的燃料里含有乙醇,因为乙醇可以燃烧产生能量。玉米生产乙醇的方法通常是用玉米秸秆(富含纤维素)先进行纤维素降解,产生小分子糖类,然后进一步厌氧发酵产生乙醇。虽然玉米本身也可以做发酵碳源,但成本较高。
另一类生物柴油则是动植物来源的油脂或者是微生物发酵生产的油类,与汽油、柴油的结构有所类似,也是烃类,这种技术中玉米也是作为发酵原料使用的。
利用玉米生产乙醇,是乙醇最主要的来源。将玉米加工成淀粉,淀粉经过糊化,高温α-淀粉酶水解,冷却经糖化酶水解糖化,将淀粉水解为能够被酵母利用的葡萄糖和麦芽糖。然后加入酒精酵母进行发酵,即可得到乙醇了。
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;
发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的,在相当长的历史时期内,曾是生产乙醇的唯一工业方法。
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。
发酵液中的质量分数约为6%~10%,并含有其他一些有机杂质,经精馏可得95%的工业乙醇。
2、乙烯水化法
乙烯直接或间接水合。
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
(该反应分两步进行,第一步是与醋酸汞等汞盐在水-四氢呋喃溶液中生成有机汞化合物,而后用硼氢化钠还原)
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
玉米饲料主要是指在现代化技术和设备的燃料乙醇工厂,用玉米籽实与精选酵母混合发酵生产乙醇和二氧化碳后,剩余的发酵残留物通过低温干燥形成的共生产品。在生产乙醇过程中,玉米中占籽实2/3的淀粉发酵形成乙醇和二氧化碳.另外的1/3则形成共生产品,由于这些共生产品蛋白质含量高,故称为蛋白质饲料。
2、废料成份见1
3、生产工艺见1
4、如果你认为不够详细,告诉我。