甜高粱固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)..

1、甜高粱固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇1、甜高粱固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇簡介隨著經(jīng)濟快速增長，能源需求量不斷增大，我國已成為世界第二大石油進口國，石油進口依存度接近50%，發(fā)展生物能源已成為關系國家能源戰(zhàn)略安全的大事。根據(jù)國家“可再生能源十一五規(guī)劃”，到2010年將增加非糧原料燃料乙醇年利用量200萬噸，鼓勵以甜高粱莖桿和薯類作物等非糧生物質(zhì)為原料的燃料乙醇生產(chǎn)。甜高粱生長迅速、糖分積累快，莖桿中的糖分經(jīng)過簡單發(fā)酵就生成燃料乙醇，并且甜高粱具有抗旱、耐

2、澇、耐鹽堿，對土壤肥料要求不高，可利用低質(zhì)土地種植，不擠占耕地，適合我國人均耕地面積少的國情，因而甜高粱乙醇被認為是在我國發(fā)展燃料乙醇的最佳選擇。甜高粱乙醇存在著產(chǎn)率低和季節(jié)性強的問題，每生產(chǎn)1噸燃料乙醇需要16~18噸甜高粱莖桿，同時產(chǎn)生與原料相同重量的固體廢渣，并且甜高粱季節(jié)性強需要在短時間內(nèi)集中收獲，這導致甜高粱乙醇的運輸和貯存成本很高，而且甜高粱種植半徑隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大而增大，運輸成本將成倍增長，因而甜高粱乙醇不適于工業(yè)化大規(guī)

3、模生產(chǎn)。中糧和BP公司曾經(jīng)聯(lián)合在河南和山東等地開展甜高粱乙醇試點項目，最終就是由于甜高粱運輸和貯存成本過高，不適于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)而放棄?；麨榱惴稚⑹胶屯恋剌喿鞯纳a(chǎn)方式是甜高粱乙醇運輸和貯存成本高的有效解決途徑。萬畝種植面積或村鎮(zhèn)為單位，分散建立年產(chǎn)量千噸級的工廠，所產(chǎn)生的固體廢料作為飼料就地直接銷售，減少周轉環(huán)節(jié)降低運輸成本；增加土地輪種次數(shù)可以減少工廠與種植基地的運輸距離，還可以保障工廠長時間原料供應，減少原料貯存成本。甜高粱適

4、應性很強在南北方均可種植，但是在不同地區(qū)甜高粱可輪作的次數(shù)不同。東北地區(qū)每年可種植一季甜高粱，華北地區(qū)每年可種植一季半，南方地區(qū)每年可種植兩到三季。南方地區(qū)更適于甜高粱輪作的生產(chǎn)方式。但是，南方甜高粱乙醇的生產(chǎn)模式目前未見報道，有待于開展系統(tǒng)性的研究。甜高粱乙醇分散式生產(chǎn)方式由多個千噸級的工廠組成，由于每個工廠的生產(chǎn)規(guī)模小，這就要求設備工藝簡單，易操作維護；環(huán)境污染少，無需污染物處真菌、酵母和細菌，各類微生物對溫度、濕度、供氧、攪拌、無

5、菌控制等條件的要求不一。為滿足不同微生物生長和產(chǎn)物形成的要求，與液態(tài)發(fā)酵反應器相比，固態(tài)發(fā)酵反應器結構更為多樣。根據(jù)基質(zhì)運動狀態(tài)，固態(tài)發(fā)酵反應器可以分為靜態(tài)固態(tài)發(fā)酵反應器和動態(tài)固態(tài)發(fā)酵反應器。在靜態(tài)固態(tài)發(fā)酵反應器中，物料在發(fā)酵過程中處于靜止狀態(tài)，設備具有結構簡單、放大問題小、操作能耗低等優(yōu)點。但是由于物料處于靜止狀態(tài)，傳熱與傳質(zhì)即熱量和氧氣傳遞困難，導致基質(zhì)內(nèi)部溫度、濕度不均，菌體生長狀態(tài)不均勻，在發(fā)酵過程中通常需要人工間歇翻動物料。靜

6、態(tài)固態(tài)發(fā)酵反應器主要包括塔柱式、淺盤式和強制通風物料靜態(tài)反應器等。在動態(tài)固態(tài)發(fā)酵反應器中，物料處于間歇或連續(xù)的運動狀態(tài)，有利于傳熱和傳質(zhì)，設備結構緊湊，自動化程度相對較高。但機械部件多，結構復雜，滅菌消毒比較困難，固態(tài)物料的攪拌能耗過大，設備的放大較困難。動態(tài)固態(tài)發(fā)酵反應器主要包括轉鼓式反應器、旋轉圓盤式反應器、固態(tài)攪拌反應器、流化床反應器和塔式反應器。22、白酒固態(tài)發(fā)酵工藝我國白酒采用固態(tài)酒醅發(fā)酵和固態(tài)蒸餾傳統(tǒng)操作，是世界上獨特的釀酒

7、工藝。乙醇固態(tài)發(fā)酵工藝是在白酒固態(tài)發(fā)酵工藝的基礎上改造而來，至今仍有許多地方將閑置的白酒廠經(jīng)適當?shù)募夹g改造，用于甜高粱乙醇的生產(chǎn)。對白酒固態(tài)發(fā)酵工藝的了解有助于加深乙醇發(fā)酵過程中關鍵問題的理解。固態(tài)發(fā)酵法白酒生產(chǎn)特點之一，是采用比較低的溫度，讓糖化作用和發(fā)酵作用同時進行，即采用邊糖化邊發(fā)酵的同步糖化工藝。糖化進行緩慢，但這樣便于控制。因起始階段發(fā)酵緩慢，窖內(nèi)升溫慢，酵母不易衰老，發(fā)酵度會高。開始糖化溫度高，則糖分過多積累，溫度又高，雜菌

8、容易繁殖。在邊糖化邊發(fā)酵過程中，被酵母利用發(fā)酵的糖，是在整個過程中逐步產(chǎn)生和供給的，酵母不致過早地處于濃厚的代謝產(chǎn)物環(huán)境中，故較為健壯?？刂迫氤販囟龋梢苑乐菇湍缚焖偎ダ?，防止雜菌污染，但也降低了糖轉化率低。續(xù)渣發(fā)酵是白酒固態(tài)發(fā)酵的另一特點，發(fā)酵過程中水分基本上是包含于釀酒原料的顆粒中。由于高粱、玉米等顆粒組織緊密，糖化較為困難，更由于是采用固態(tài)發(fā)酵，淀粉不容易被充分利用，故蒸酒后的酒醅需再進行繼續(xù)發(fā)酵，以利用其殘余淀粉。常采用減少一部