发展燃料酒精是玉米深加工的良好途径.doc

同时推动饲料工业畜牧业的发展”；在生产技术上，酿酒行业要“发展玉米酒精糟液生产干燥蛋 白饲料技术；推广应用玉米干脱胚生产玉米油、粗淀粉生产酒精技术”；要“重点研究开发玉米 原料酒精生产蛋白饲料采用的高速离心机及浓缩设备”。2、1997年8月18日原中国轻工总会发布的酿酒工业环境保护行业政策、技术政策和污 染防治对策指出：“酒精生产原料结构由以薯类为主逐步调整为以玉米为主，实现有经济效益 的综合利用和废水达标排放”；推广“以玉米为原料的酒精糟液生产优质蛋白饲料(DDGS)的 技术，玉米干法脱胚联产玉米油的原料处理技术”；“继续落实酒类综合利用产品(如DDGS)减免税优惠政策，增强企业归还建设项目贷款本息和进一步加大综合利用投入的能力”；“严格控 制白酒厂和酒精厂建设项目。优先安排有经济效益的综合利用项目。酒精行业把治理污染作为发放食用酒精生产许可证的重要参考内容之一，企业必须具备对酒精糟液的有效治理措施并做到达标排放，才可核发生产许可证”。随着玉米酒精产量的增加，玉米生产酒精的技术水平也不断提高。现在，引进国外先进玉 米酒精生产技术(含DDGS装置)的酒精厂已有6家；单引进玉米酒精糟液生产DDGS装备的 酒精厂已有10家。在消化吸收国外先进技术的基础上，国产化DDGS生产装置的技术水平有 了很大提高，应用国产装备生产DDGS正常运行的酒精厂正在增多。黑龙江肇东华润金玉集 团实业有限公司，以玉米为原料用国产装备生产酒精和DDGS，已成为我国产量在10万吨级 以上的最大酒精生产企业。酒精生产的有效经济规模定在年产3万吨，随着酒精生产规模结构的改造与优化，大中型 酒精企业的比例会愈来愈多，而小厂众多的格局会逐步得到改变。另一方面，密切结合原料产 区的酒精企业也会愈来愈多，玉米生产酒精的优势会得到进一步发挥。因此，玉米生产酒精的 发展前景是光明的。发展燃料酒精是玉米深加工的良好途径无锡轻工大学生物工程学院章克昌一、发酵酒精作汽车燃料是二十一世纪发展的必然 国际上四大发酵酒精生产国是巴西、美国、中国和俄罗斯。巴西几乎全部用来代替汽油，作为汽车的燃料。美国年产发酵酒精200多万吨，大部分用作制备汽油醇。这几年由于石油降价，美国发酵酒精的行情不佳。俄罗斯年产近百万吨酒精，主要用于配制伏特加等酒精性饮 料。国际上，发酵酒精的研究是以将它作为清洁的液体燃料替代或部分替代汽油，作为汽车 燃料为目标的。科学研究的主要方向集中在再生资源利用，提高发酵强度和节约能源三大方 面，十几个课题上。通过十多年的研究，大多数课题的技术问题已经解决。一旦出现石油短 缺，利用再生资源生产的酒精就可以用作汽车燃料。至于经济上是否合算，在那个时候已不是97主要同题了。尽管近几年来，世界原油价格暴跌，但是，2l世纪面临的能源危机的严峻性并没有减轻。 绝大多数能源界学者预计，到2050年前后，世界将面l|缶能源的枯竭。发酵酒精和甲醇将是最现实的液体燃料替代用品。如从减少大气中温室气体浓度增加，防止地球气温增高的观点出 发，鄢么，发酵酒精将是除b和电能外，唯一现实的汽油替代品。因为发酵酒精作汽车的燃 料不会使大气中的二氧化碳的浓度增加。地球温室效应加剧已经使地球的气温升高，并造成全球恶劣气候的频繁发生，如果人们不 从现在起就着手解决这个问题，那么大自然的惩罚将更加严厉。O嘎是主要的温室气体，而汽车尾气排放的0。2量占整个2排放量的50，所以，减少汽车尾l的排放量是防止地球气温升高的最有效的措施之一。巴西已经做到了这一点，美国在技术上也已具备了这个能力。我国的能源短缺特别严重，温室效应加剧现象及其后果也已为大家所公认，所以，我们应该努 力，在二十一世纪初达到或部分达到这个目标。近十年来，我国酒精工艺在生产水平和技术改 造等方面取得了很大成绩：低温蒸煮、中温蒸煮等节能工艺；高效糖化酶、液化酶的应用；固定 化酵母和活性于酵母的采用；高浓度酒精发酵技术和淀粉质原料酒精连续发酵工艺的成功；食 品级精馏酒精产品的普及；DI)GS、糟气发酵、滤液全回流等酒糟处理技术的广泛采用等等。 一批新技术新工艺，如絮凝细菌酒精发酵等即将工业化。目前我国酒精生产的平均水平虽然 仍低于国际水平，但是，在一些技术上，如低温蒸煮，浓醪发酵，絮凝细菌酒精发酵，酒糟滤液回 流等，已达到国际先进水平。以将发酵酒精作为未来液体燃料替代品为目标，研究开发发酵酒精生产新资源，研究实施 更加高效节能，节粮和无污染的酒精生产新工艺和资源的综合利用，大幅度地降低发酵酒精 成本，将是我国发酵工程界21世纪前十年的主要努力目标。二、发展燃料酒精是玉米深加工的良好途径 我国年产商品酒精130万吨(设备生产能力150万吨以上)，加上许多酒厂自产自用的酒精，总产量接近250万吨。主要以薯干、玉米、木薯和糖蜜为原料。由于玉米的产量日益提高， 其综合利用的经济价值高于其他原料，玉米加工的技术也更加成熟，所以玉米为原料生产酒精 的比重正在扩大。生产一吨酒精需要近三吨玉米，如以年产1000吨燃料酒精计。每年可加工2700万吨玉米。所以，从玉米深JjD-r的角度来看，发展燃料酒精是一个良好的途径。 三、我国发展燃料酒精需解决的主要课题及其对策(1)原料供应问题 生产1000万吨酒精需要2700万吨粮食。这是一个很大的数量。但是，如果能切实贯彻执行前轻工部提出的酒精联产饲料的方针，那么这个问题就能迎刃而解。从每年一亿多万吨饲料粮中取出20来制备燃料酒精，酒精糟与余下的饲料粮混合傲饲料，那么，在不影响饲料的饲料报酬的前提下，我们可解决800万吨燃料酒精生产所需的原料，加上每年有近100多亿 斤地脚粮和变质的粮食，可供生产200万吨酒精。当然。最终解决燃料酒精原料供应的办法是大力研究发展利用纤维素生产酒精的技术。 首先是桔秆中半纤维素和甘蔗渣等工业纤维紊下脚的酒精生产技术问题。(二)能耗问题作为燃料酒精来说，其燃烧时释放的能量应该大于酒精生产时投入的能量。根据国外计 算，酒精生产投入的能量加上粮食生产所需能量要大于燃烧时放出的能量。为此，大幅度地降98低燃料酒精生产能耗是一个必要前提。 采用固态发酵、低温发酵、浓醪发酵、减压蒸馏、DDG+滤液回流工艺等已经成熟的新技术。有望将酒精生产的能耗降低一半以上，能耗问题应该可以得到较顺利的解决。固态发酵生产酒精技术在国外已摆上Et程。固态发酵工艺具有投资少、发酵醪酒精浓度 高，酒糟处理能耗低，是我国的传统发酵技术等优点。只要采用生物技术的最新成就，将其淀 粉利用率提高，并利用现有的大量中小型白酒厂，就很有可能成为全国推广的节能，无污染的 新工艺。(三)酒精糟的处理 酒精糟的处理已经有许多成功的实践。同题是要选一个投资少，效果好的方案。现在看来，以滤液回用为基础，将90以上的滤液回用，余下滤液其它方法处理可能是最理想的。 从国外引进的DDGS工艺是一种处理得比较彻底的方法，但投资很大，运转能耗也高。美国的工程技术人员也正在研究采用替代它的方法。固态酒精发酵(半固态发酵)是他们考虑 的方法之一。他们在实验室用通过125mm筛孔的玉米为原料，用黑曲菌Asp昔nigerNRRLl3134制成曲，再加适当的水和活性干酵母发酵，30，60小时，酒精含量达12(vv)，淀粉利用率为80(我们实验室的研究结果已优于上述结果)。如果我们利用生物技术的额成就，使上述固态发酵的淀粉利用率提高五到十个百分点，那 么这种技术就可以推广。目前全国有几千个中小白酒厂面临停产，如能对这些酒厂进行不大 的改造，使能加工饲料粮，进行酒精联产饲料。所产酒精只需为粗酒精(酒精度6080)。 每个县摘一个中心厂，集中将粗酒粗加工成燃料酒精。这样，就能花不多的投资，不用另拨专 用粮，迅速地扩大燃料酒精的产量，而且不造成新的污染，还能大幅度地降低畜牧业的成本。(四)发酵强度问题 发酵强度的单位是克酒精升小时。发酵强度愈大，设备利用率愈高，投资金额则愈少。为此，国外非常重视这个参数。连续发酵、高浓度酒精发酵、固定化酵母(细菌)发酵等技术都 是提高发酵强度的有力措施。国外实验室数据发酵强度已超过100，我国也可达30一40。较 工厂数据高20倍以上。为此在糖质原料(包括糖蜜、甘蔗、甜菜在内)酒精发酵和淀粉质原料 清液发酵时应研究开发应用高强度酒精发酵技术，以便减少投资，降低酒精成本。(五)投资、价格和效益问题1、投资问题 从报纸的报道获悉，我国将与哈萨克斯坦合作开发该国的石油资源，并将投资20亿美元在哈境内铺设一条输油管，以便每年获得1000万吨原油。1000万吨原油只能加工得到约700 万吨汽油。20亿美元相当1654亿人民币。如果在21世纪初我们能将酒精联产饲料、固态 发酵和上述其它一系列先进技术都研究成功，并应用到酒精生产中去，加上利用大量现有中小 白酒厂场地、厂房和设备，则每万吨酒精投资1500万已有可能。这样，投资150亿就可以得到1000万吨燃料酒精，相当于1000万吨汽油。与此同时，可至少增加50万人的就业机会。为 此，这笔投资是划得来的。2、价格问题 目前酒精的成本大约比汽油贵23，在采用上述多项增效、节能、降本和综合利用新技术后，有望将成本降低i3左右，加上政府在财政和税收等方面的优惠政策，燃料酒精的价格将 接近汽油。993、效益问题 燃料酒精的开发应用目的在于石油短缺时能部分替代汽油，作汽车的燃料。在当前特别强调保护环境和可持续发展的时刻，在全世界都已公认气候正在变暖，而气候变暖将危及整个 人类的生存，控制c。的排放置已成为环境保护的极重要内容的时翔，在玉米深加工成为我 国国民经济发展一个重大课题的时候，我们应充分认识到应用燃料酒精会给人们带来的环境 效益和社会效益。能否有经济效益，取决于我们科技工作者的智慧和努力。四、21世纪前十年应重点研究的科技发展项目(一)研究开发酒精发酵新资源 木质纤维素(简称纤维素)是地球上数量最大的一种再生资源，如将每年光合作用生成纤维素量的十分之转化为能量，就能满足全球的能量需要。我国在2l世纪将面临极为严重的 能源短缺，开发纤维素资源生产酒精等液体燃料已再次摆上议事日程。建议国家有关部门在 十五规划中设立以下研究课题。l、半纤维素降解技术。i2、半纤维索水解液发酵生产酒精、木糖醇、丙二醇、有机酸等化工产品的技术。3、纤维素酶生产技术研究：重点是固体发酵技术，解决目前存在的污染率太高和成本问题。 4、纤维索预处理、酶水解及发酵生产酒精技术的研究。5、以基因工程手段选育高产纤维紊酶菌种。 (二)高效、节能、节粮酒精发酵新技术的研究1、酒精浓醪发酵技术，特别是薯干原料的浓醪发酵技术。2、固定化酵母和絮凝性细菌酒精清液发酵技术。3、糖蜜酒精发酵新技术。4、薯干酒糟综合利用技术。5、在淀粉质原料霭精发酵过程中应用纤维索酶，以提高淀粉利用率的研究。 (三)清洁生产工艺的研究1、固态酒精发酵新技术。6、糖蜜酒糟处理新技术。7、滤液回用+X酒糟处理技术。五、几点建议 。(一)纤维素资源开发应该从轻工行业的副产品，如甘蔗渣、废纸浆、废报纸