酒精生产原料处理环节节能减排的研究

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酒精浓醪发酵以其提高发酵效率、提高设备利用率、降低生产能耗、减少废水排放量等诸多优点得到了酒精行业工作者的广泛关注。酒精生产原料预处理环节是发酵法生产酒精工艺的基础工序,对以后的每一步工序能否更好的进行,有很大影响。发酵法生产酒精工艺中,原料处理环节(原料粉碎,粉浆蒸煮液化)的能耗占总能耗的40%。对浓醪发酵工艺原料预处理环节进行研究和优化意义重大。本论文用木薯粉为原料进行酒精发酵生产试验。对液化过程中各工艺参数(调浆水温度,加水比,两种液化酶混合用量,液化时间)对木薯醪液粘度、液化效果及发酵效果的影响进行了研究,确定了较佳的液化工艺:木薯粉过40目筛,调降水温度50℃,加水比2.35,耐高温α-淀粉酶8U/g原料,中温淀粉酶2U/g原料,液化时间60min,在此液化条件下,醪液碘检颜色显酱红色,淀粉液化完全,醪液粘度较低,还原糖适宜后续糖化,总糖损失教小。加入150U/g原料糖化酶,60℃糖化1h,加入0.12×10~8个/mL活性酵母菌,发酵60h。在此工艺下,淀粉完全液化,醪液粘度远低于加水比2.87的对照试验醪液粘度,总糖损失较小,酒精产量为44.3mL稍低于对照试验,醪液酒精含量为15.28%比对照试验提高了1.34%,淀粉利用率为90.5%,残总糖、残还原糖及挥发酸符合清洁化生产的要求。本实验还研究了液化过程中加入淀粉酶废液对酒精发酵的影响。中温α-淀粉酶废液对酒精生产有良好的促进作用。中温淀粉酶废液可以很好的代替中温淀粉酶,糊化过程中显著降低醪液粘度。当淀粉酶废液添加量达到15mL时,酒精产量达到最大的46.3mL,成熟醪酒精含量达到15.97%,淀粉利用率达到94.59%。其最大酒精产量与加水比2.8:1时几乎相等,但成熟醪酒精含量及淀粉利用率远远高于加水比为2.8:1的醪液。且淀粉酶废液的添加促进了酵母的生长。最后通过对酒精发酵蒸煮过程的计算,分析了降低蒸煮环节能耗的几种办法。加水比由3.4降低到2.2,节约蒸汽约31.2%,醪液量减少约34.1%,提高生产能力30%以上;生熟料换热温度从50℃提高到90℃,节约蒸汽约78%;滤液回用,减少排糟液量;喷射液化,减少蒸汽的消耗量。
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