食用酒精生产工艺过程及环境影响分析 佟利明摘要：酒精是重要的工业原料，同时又是一种可再生能源，广泛应用于食品、 化工、医疗和交通运输等领域可用于合成橡胶、合成树脂、聚氯乙烯、医药、 农药、人造纤维等产品生产中，还广泛应用于杀菌剂、消毒剂、防腐剂，又是重 要的有机溶剂，酒精在饲料方面的销量也很大，并不断增加，酒精的另一应用领 域是作为燃料使用燃料酒精是优良的汽油添加剂目前世界上许多国家，用掺 入汽油代替抗爆剂四乙铅使用，可提高燃料的辛烷值、压缩比和抗爆性，降低汽 油耗量，减轻大气污染，保护环境随着世界范围内能源短缺，原油价格不断攀 升，酒精作为替代能源，其战略地位越来越重要关键词：食用酒精；环境影响；生产工艺；.、八 、-前言食用酒精就是我们俗称的白酒，要求原料必须是谷物、薯类、废糖蜜、生产 工艺是液态发酵法我国生产酒精的小厂多,但产品的质量低,粮耗、能耗高,若不 进行技术改造,就要面临被淘汰的局面食用酒精生产工艺的研制成功体现了酿酒 科技的重大进步，以下分析了食用酒精的概述、生产工艺过程、特点、影响等方 面一、生产工艺1 、蒸煮工段新工艺采用高温淀粉酶液化工艺利用 a 一淀粉酶水解淀粉分子内部的 a 一 1,4 葡萄糖苷键,生成糊精及低聚糖,使淀粉液化。
其工艺路线为:用蒸汽将混有液化 酶的玉米料浆直接喷射加热，蒸汽压力为0.4~0.6MPa，料浆温度迅速升高，完成糊化、 液化，再进人保温罐中，在85~90°C下保温45min,液化到达终点后，需要进行灭酶处 理,升温至100C保持10mi n,然后降温，供糖化工段用酶解法与传统用蒸煮方法相 比,可省去高温高压设备,减少厂房面积,生产时间可节省一半,并且由于酶作用专一 性强,使淀粉转化率高,对糖的破坏少,液化质量好2、 糖化工段 新工艺可直接将糖化酶制剂,加至糖化罐进行糖化反应与传统工艺相比,新工艺省去了制曲工艺糖化温度和pH值取决于糖化酶的性质,如采用曲霉制糖化酶 制剂温度一般为60°C,pH值4.0~4.5,化时间约30 一 4omin3、 酒母工段新工艺是将购买来的耐高温酒精活性干酵母制品直接加至大酒母罐中,进行培 养酒母的培养时间与投放干酵母的量有关投放干酵母量大,可缩短培养时间 但投放量过大,成本也相应增加;投放量太小,酒母繁殖慢,易导致醪液被杂菌污染,设 备周转慢将培养好的酒母分割出三分之二,接种到发酵罐中进行培养;留下三分 之一,再添加糖化醪进行半连续培养如此重复操作,直到酒母质量下降,再重新开 始投放干酵母进行培养,管理好的厂可持续生产15天,甚至1~2个月。
新工艺可省 去大酒母前的工序,采用直接加干酵母制品进行培养,可简化生产工艺,同时可减少 设备投资和厂房投资,酵母由专业厂家生产,质量也容易保证4、 发酵工段酒精发酵现多采用连续发酵工艺,一般为8~10个发酵罐发酵罐的容积大时, 可采用体外循环冷却传统工艺以淀粉质为原料生产酒精的发酵时间需要60h以 上,主要是由于糖化醪中以1,6键相结合支链淀粉水解缓慢延长了发酵时间新工 艺由于糖化酶的作用，以及选用发酵力强的酵母菌种，使发酵时间缩短为50h，提高 了设备的利用率采用耐高温活性干酵母，主发酵温度可达40°C,比常规发酵温度 高6°C,因此可节约大量冷却水和电，可降低生产成本发酵成熟醪的酒精含量在 10%以上5、蒸馏与精馏工段传统工艺多采用常压蒸馏技术和二塔、三塔流程,仅能生产普通级酒精,无法达 到食用优级酒精标准,而且能耗较高新工艺采用五塔差压蒸馏技术,五塔分别由 醛塔、精塔、二精塔、三精塔、脱甲醇塔组成采用该流程,可生产食用优级酒精, 每吨酒精耗汽量仅为2,比常压蒸馏每吨酒精可节约2t多蒸汽获得较好的经济效、人益二、 酒精生产中发展循环经济的着力点 目前，我国酒精生产主要是以玉米、小麦、稻谷等粮食作物为原料，这样就不仅很难降低生产成本，并且还可能对我国的粮食安全构成威胁，依照“减量化” 原则，使用富含淀粉及纤维素类的非粮食作物及其废弃物作为酒精生产原料无疑 更具优势。
现在已有部分企业开始使用木薯或甜菜作为原料生产酒精，这些企业 采用新原料后生产效益都不错为进一步降低生产成本，未来酒精的生产原料更 多的将向农作物废弃物方向转移，当前，已有利用玉米渣、土豆渣、麦糠、麸皮、 农作物的秸秆以及废弃的甜菜叶茎和甜高粱茎秆等进行酒精生产的研究，文献还 提出了利用餐厨垃圾生产燃料酒精的方法，并且已在试验中验证了其可行性，若 该法能应用到实际生产中，将不仅为酒精厂提供廉价的原料，更重要的是消去了 餐厨垃圾的污染，因而具有很大的经济效益、环境效益及社会效益三、 综合利用与环境保护 根据酒精的生产特点,对原料、副产物进行综合利用,不仅可以减少污染,还可以增加品种,提高企业的整体效益1、 生产玉米油 将玉米进行干法脱胚,再把胚芽进行榨油,经过脱色、脱臭、脱蜡、脱水等处理后,生产出玉米油，而脱胚后的玉米则用于生产酒精每生产It食用优级酒精可副 产100kg精制玉米油,lt玉米油价格在9200元左右，玉米油有很高的营养价值和药 用价值目前国内产量很小而且供不应求2.CO2:回收酒精发酵过程中产生 C02，在密闭的发酵罐内产生C02的纯度可以达99% — 99.5%C02经简单的提 纯处理，采用低温液化法生产液体C02。
每生产1t酒精可副产液体C02o.6t左右， 每吨液体 C02 售价在 800 元左右液体 C02 可用于制饮料,进行烟丝膨化,油田采 油等2、 杂醇油的利用在酒精蒸馏过程中需要抽提出杂醇油,才能保证酒精的质量,稳定蒸馏塔的操作 杂醇油含有高级醇和醋类,一般杂醇油的回收量为酒精产量的 0.3%~0.7%,杂醇油的 价格为 3500~4000 元,杂醇油可作为溶剂使用从杂醇油中还可提取异戊醇,用来 制药物和摄影药品3、 生产 DDGS精馏工段排放的废糟液是酒精厂数量最大的污染源将酒糟液进行离心分离, 清液进行多效蒸发浓缩，固形物进行干燥造粒成型，最终得到“DDGS”产品DDGS为 全价干酒糟的英文缩写每生产h酒精,可生产hDDGS，每吨DDGS售价为 1300~1400 元由于固形物分离较彻底,糟液中的水可重新循环使用,从而彻底治理 了污染DDGS具有很高的营养价值，其蛋白质含量可达38%,富含17种氨基酸和 磷、钙、铁等微量元素 ,可作为饲料广泛用于牛、猪、鸡、鱼等饲养业 ,产品畅销4 、声环境影响分析噪声主要是粉碎机、鼓引风机等，其声功率级85〜110d B,在设计、施工、 安装时，对高噪声设备采取隔声降噪措施。
对设备的噪声治理首先是降低声源声 应在设备选型、操作工艺方面考虑，尽量选用低噪音设备；其次对已产生的噪声 在传播途径上采用隔声、隔振、消声、吸声以及阻尼等措施采取这些措施后， 设备噪声可以降低10〜20 d B(A)，满足相应的噪声排放标准，对环境影响较小5、固体废物影响分析 固体废物主要是发酵工段产生的酒糟滤渣(蛋白质、维生素、糖分、纤维素 等)16.86万t/a，可作为饲料外售；原料中分拣时产生的杂质0.8万t/a,可外售 给相关饲料行业企业再筛选利用；锅炉房产生的煤灰渣2576t/a,锅炉房产生的脱 硫渣520t/a，均可外售用于砖厂制砖；污泥浓缩池的污泥经压滤机压滤成污泥滤 饼27850万t/a ；生活垃圾产生量约41.2t/a ；废活性炭产生量为0.5 t/a，可掺入煤 中作为燃料结束语在酒精产业的持续发展下，酒精深加工产业的发展得到重视，我国食用酒精 生产工艺也在不断提高，努力结合国外先进的酿造技术，确保食用酒精的质量安 全综合利用与治理污染也是相当重要的方面,可以相互结合起来,进行多种产品 的开发,实现变废为宝,保护环境发展的目标参考文献：[1] 张建华.酒精蒸馏废液全循环工艺研究.中国氯食品与发酵工业food and fermentation industries,2006 年第 32 卷第 4期[2] 邱慧哲.产业层次循环经济实例研究-以吉林省燃料乙醇产业为例长春：吉 林大学环境与资源学院,2007[3] Wingren A,Galbe M,Zacchi G.Techno-economic evaluation of producing ethanol from softwood:comparison of SSF and SHF,and identification of bottlenecksBiotechnology Progress,2003。