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年产10万吨酒精发酵车间的工艺设计

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随着全球社会和经济的高速发展,能源的消费量日益增加,发展新型的可再生能源已成为全球的共识。以多样性生物质为原料,进行酒精产品的生产,是保障社会可持续发展的需要,也是解决我国农村生物制废弃资源的重要需求。本文对年产10万吨酒精车间布局进行设计,主要对木薯干发酵酒精的预处理、酶解、发酵和蒸馏工艺流程进行设计。在工艺设计上主要采用蒸汽爆破和酶法水解。具体设计方案主要包括木薯干发酵酒精工艺论证与计算、设备选型、车间平面布置等,为项目实施提供理论依据。

【关键词】  木薯;酒精;发酵;工艺设计;更多范文
设计论文
以化石资源为主要原料的石油工业为人类社会的文明作出了巨大的贡献,同时也带来了环境污染和资源匾乏等问题。面对日益突出的环境污染、能源匾乏和粮食危机这三大社会问题,全世界正孕育着一场用生物可再生资源代替化石资源的大变革。随着人类的进步,对化石能源的需求量越来越大,而化石能源却是有限且不可再生的资源,故而人类逐渐将目光投向了取之不尽的生物质能源,期望以这种可再生资源为原料,替代或部分替代以化石资源为原料的传统能源。因此,如何合理开发新的替代产品已经成为21世纪人类所面临的新课题。目前,燃料酒精由于无污染、可再生,技术成熟而被公认为是最有前景的新能源之一。
我国是酒精生产大国也是当前全球酒精行业的主要经济体。酒精工业是基础的原料工业,广泛应用于食品、化工、能源、军工、医药等领域。不过,随着近年来木薯干价格不断攀升,木薯原料的价格优势逐渐显现出来,而原料成本的降低,为木薯酒精产量的大幅增长提供上升空间。我国从上世纪 90 年代开始以鲜木薯和木薯干片为原料生产酒精。到目前为止木薯酒精企业达 30 多家,日产能力约 4000 吨,年产木薯酒精 70 万吨。其中,广西是我国木薯最大的生产基地同时木薯酒精企业达20 余家,年生产能力达 60 多万吨,其酒精产量占全国生产能力的 80%以上。
我国生产酒精的原料主要有玉米、薯类和糖蜜,分别占了 60%、30%和 10%。随着燃料乙醇的大力发展,玉米的需求量急增,最后势必出现乙醇原料与粮食原料相竞争的局面。1995~2003 年我国耕地面积由 19.51 亿亩减少为 18.5l 亿亩。随着城镇发展、道路与厂矿建设、灾毁耕地,以及生态建设的退耕等多方面原因,我国耕地减少局面还将持续,粮食紧缺的问题已经逐显。因此国家发改委在叫停以玉米为原料加工生产生物燃料乙醇的同时,明确将使用非粮作物(木薯、甘蔗、甜高粱等)制取燃料乙醇作为新能源政策的扶持重点。 木薯又称树薯、树番薯、木番薯,属大戟科,原产于南美亚马逊河流域。木薯是介于 C3 和 C4 的一种作物,与马铃薯、甘薯并列称为世界三大薯类作物,是全球年产亿吨以上的七大作物之一。木薯的抗逆性强,主要分布在我国华南 9 省区,能在贫瘠的土壤甚至滨海沙地上生长,是发展山地和旱地农业的首选作物,也是理想的能源植物之一。木薯淀粉含量高,木薯的块根含淀粉 30%,木薯干淀粉含量达 70%,被誉为“淀粉之王”。木薯可种植在贫瘠的土地上,且产量很高,据统计,以木薯生产酒精,每亩土地可得到的酒精产量是玉米、稻米的 2 倍。木薯酒精符合“不争粮,不争地,不争糖,不争油,充分利用边际性土地(指基本不适合种植粮、棉、油等作物的土地)”的国家粮食发展战略,被世界公认为是很有前途的酒精生产原料。
据统计,以木薯生产酒精,每亩土地可得到的酒精产量是木薯干、稻米的2倍.利用木薯生产酒精符合“不争粮,不争地,不争糖,不争油,充分利用边际性土地”的国家粮食发展战略,被世界公认为很有发展前景的酒精生产原料之一。

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