连续发酵生产燃料乙醇过程的优化研究

连续发酵生产燃料乙醇过程的优化研究

李红霞

中粮生物化学（安徽）股份有限公司 安徽蚌埠 233000

摘要：常规情况下认为无水乙醇体积浓度超过99.5%即为燃料乙醇，该种燃料属于一种绿色环保、可再生的替代性能源，还可以作为燃油品质改善剂来使用，所以近年来在诸多领域内燃料乙醇有着较为广泛且高效的应用，但是研究燃料连续发酵生产情况，可知在过程中存在一些缺陷和不足，亟待改进。在本文的研究中即就对燃料乙醇、连续发酵的相关内容进行了概述，结合燃料生产情况从三个方面进行了过程优化研究，以此为更多燃料乙醇生产厂家高效、低成本的生产燃料提供指导。

关键词：连续发酵；燃料乙醇；生产；过程；优化

中图分类号：TQ51 文献标识码：A

引言

优化燃料乙醇连续生产工艺至关重要。与会者表示，必须从燃料烹饪、液化、连续酶、连续酶、蒸馏等方面生产乙醇，以尽量减少和利用乙醇提取中使用的原料，从而通过优化乙醇生产为今后的投资奠定良好的基础。

1、燃料乙醇发展的情况

伴随着工业化，汽车成为人们生活中不可或缺的交通工具。随着石油能源需求的增加，能源需求的增加，与当前的需求相矛盾，环境污染导致了全球变暖、能源节约和环境污染，从而使世界更加集中。可再生能源已成为未来发展的重要力量，各国政府非常关注这些新能源的开发和利用。

2、燃料乙醇现状

随着经济的快速发展和人们生活水平的提高，汽车正在广泛普及，对石油能源的需求正在增加，但能源燃料却在减少到耗尽之前，这激发了能源需求的矛盾。从开发的视线来看，环境污染造成了全球变暖，对环境保护的意识提高，环境友好型节能燃料问世，受到很多关注，各国政府高度关注。在未来的发电过程中，燃料乙醇等可再生能源将成为人们生产生活必不可少的能源之一。

3、优化连续发酵生产燃料乙醇过程的具体内容研究

发酵罐中糖液的进料条件将对发酵结果产生很大影响，酵母将能够维持系统中菌体的浓度，并应根据具体情况进行调节。为了防止系统被杂菌污染，在发酵过程中应在第一个发酵罐中加入青霉素，以抑制菌群的生长。所有发酵罐中的前三个有较大负荷，应注意散热措施的实施。通过对燃料乙醇连续发酵生产工艺的不断优化和研究，各方面的工作都得到积极改进，有利于今后的正式使用。

3.1蒸煮液化过程的工艺优化

3.1.1蒸煮方式的优化

原料磨碎后烹饪。淀粉是从植物细胞中提取的。原料经过烹饪后，植物细胞破裂，淀粉颗粒膨胀分解成明胶液体。淀粉与淀粉酶作用，将淀粉水解发酵转化为糖分，这种条件有利于酵母酒精发酵。在高温高压条件下烹饪。烹饪过程中大部分的能源消耗，在此过程中，如果热循环工作不能正常进行，浪费循环水和热量的成本会增加，烹饪过程中提高热利用效率，减少循环水的使用，对企业产生了巨大的成本节约。

3.1.2液化方式的改进

淀粉液化的效果会直接影响酒精发酵，淀粉液化的效果好的话，可以充分利用其中的糖，液化的效果不好，糖的使用不完善的话，发酵过程中产生的糖会浪费，企业的成本也会更高。在现有的工艺液化生产过程中，液化间不足，液化温度不合适等诸多方面的问题都得到了改善，从而提高了液化效果。

3.2连续发酵过程

首先优化连续发酵过程，多级连续发酵生产方式的应用对于乙醇的自动化生产、成本控制具有重要作用，要求生产企业在后续的生产中继续沿用此种生产方式进行燃料乙醇的生产。具体生产时需要串联各个发酵罐，在主罐中进行较长时间的酵母发酵，并且发酵期间需要不间断的添加糖以及取出部分经过培养的酵母，置于其它发酵罐中继续发酵，以此循环进行的乙醇发酵生产，大大的增强了糖利用率与发酵工作的有效性[3]。其次控制杂菌，在燃料生产的过程中，罐口与外界接触时间长，以此杂菌便会混入其中，若工作人员没有及时加以控制，便会致使杂菌大量繁殖，使得罐体中的原材料营养物质遭受破坏与消耗，酸碱失衡，增加发酵罐酵母发酵失败风险，所以控制杂菌时工作人员可以在罐体中加入适量青霉素（剂量约为3.5U/ml），以此在不干扰酵母菌正常工作的前提下，控制杂菌的活跃性以及繁殖量，以免发生影响罐体内酸碱值的问题。

3.4优化连续发酵的杂菌控制

生产燃料乙醇时，如果多少部分杂菌混合在一起，无法科学合理地控制发酵罐的杂菌，杂菌会大量繁殖，发酵时对原料中的各种营养素造成巨大的消费和损失。与此同时，大量繁殖的杂菌在发酵时也会改变ph值，影响酵母发酵，妨碍发酵的整个过程，因此必须有效地控制杂菌的生产。青霉素必须添加到发酵罐里，因为青霉素有抑制细菌繁殖的作用，所以添加青霉素来调节连续发酵过程，足以延长连续发酵时间，从而提取更多有用的物质。

3.4蒸馏过程

厂家应用常规蒸馏技术分离乙醇期间，需要蒸馏乙醇、加热气体，该过程中会出现加热蒸汽与热量通过相对应加热塔的流失情况，致使企业的能耗问题严重，所以优化蒸馏过程时可以选用差压蒸馏技术。该种新型的蒸馏技术，借助于粗塔、精塔、浓缩塔等四个用于蒸馏的塔进行重新组合配置应用，即就可以根据不同压力下的不同液体蒸馏沸点，进行加热蒸汽的重复再利用，若蒸汽属于高温状态可以针对相应蒸馏塔作以高压蒸馏处理，而后得到的蒸汽可以再次在低压环境中再次蒸馏应用，整个过程中应用的蒸汽量较之于以往大大减少，同时也不会再次出现热量的散失情况，整个燃料乙醇蒸馏过程的节能效果非常理想，所以生产企业需要逐渐淘汰常压两塔蒸馏技术，选用应用价值高的差压蒸馏技术完成蒸馏过程优化的工作。

4、展望未来的发展

本文分析了发酵过程，优化了生产条件。发酵罐的糖液对饲料情况影响很大，酵母反流必须根据实际情况进行调节，以维持系统内细菌的浓度；为了避免系统中杂菌污染，发酵过程必须在第一个罐中添加青霉素，以抑制植物群的生长，前三个发酵罐负载相对较大，因此需要重点采取与散热相关的措施。经过一系列研究，如果相关工作做得好，燃料乙醇的投入将不久。

结束语

燃料乙醇是能很好地取代石油能源的绿色可再生新能源，燃料乙醇的研究和生产符合我们的可持续发展战略，有助于我国可再生能源迈出重要的一步，但目前燃料乙醇的生产过程中还存在一些问题，需要优化。因此，对燃料乙醇连续发酵生产工艺优化的研究具有实际意义。

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