一种利用木薯渣加木薯生产酒精的加工方法与流程

本发明涉及一种酒精生产工艺，特别涉及一种利用木薯渣加木薯生产酒精的加工方法。
背景技术：
：随着能源的不断消耗，利用木薯生产酒精逐渐替代石油化工生产酒精成为现今发展生物质能源的一大趋势，利用木薯非粮原料生产酒精的工艺技术越来越成熟，现在主流生产木薯酒精过程最常用的办法是利用五塔差压蒸馏法，例如中国专利CN1736527A公开了酒精五塔差压蒸馏装置及其工艺，该技术利用多项重复利用热量的技术组合，使汽耗指标降低，达到节能降耗的效果，但是，利用该方法进行装置改进，相对复杂，改进成本较高，因此，在木薯酒精加工方法中，有必要解决以下几个问题(1)通过合理改进，进一步降低酒精生产过程的能源消耗；(2)木薯酒精的加工过程资源回收利用率低；(3)木薯酒精加工过程设备损耗率大。技术实现要素：鉴于上述内容，有必要提供一种利用木薯渣加木薯生产酒精的加工方法，能进一步降低酒精生产过程的能源消耗，降低设备损耗率，提高资源回收利用率的目的。为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种利用木薯渣加木薯生产酒精的加工方法，所述加工方法包括如下步骤：(1)预处理：鲜木薯经过清洗机清洗除泥、去皮；(2)粉碎：在步骤(1)预处理后的鲜木薯中加入水进行湿法粉碎得到粉浆，粉浆的淀粉含量为20％-25％；(3)加入木薯渣：向步骤(2)的粉浆中加入提取淀粉后的木薯渣得到渣料粉浆，木薯渣淀粉含量为7％-9％，粉浆：木薯渣的重量比为2-4:1；(4)蒸煮：向步骤(3)的渣料粉浆中加入10u/g-15u/g的耐高温α淀粉酶进行预煮，预煮温度为50℃-60℃，预煮时间为20min-30min，预煮完成后加热到95-105℃经后熟器维持90min-120min得到液化醪；(5)糖化：液化醪进入糖化锅进行糖化得到糖化醪，糖化过程糖化酶添加量为200u/g-250u/g糖化温度为50℃-65℃，糖化时间为20min-30min；(6)发酵：采用连续发酵法进行发酵得到成熟醪，成熟醪的酒份浓度大于等于12％(v/v)；(7)蒸馏：将成熟醪进行蒸馏，蒸馏方式选用五塔蒸馏，蒸馏后得到酒精。进一步的，所述步骤(6)连续发酵的发酵罐有5-10个，连续发酵方法为，向第一发酵罐的糖化醪中按照质量浓度为20mg/g-30mg/g加入活化后的活性干酵母，发酵16-20h后，从第一发酵罐分割出约1/3的醪液到第二发酵罐，然后将第一、第二发酵罐再加满料；第二发酵罐正常发酵16-20h后再分出约1/3的醪液到第三发酵罐，再加满料，发酵，由此沿递下去。进一步的，所述酵母活化方法为：将活性干酵母按照干酵母：工艺水重量比为1:15-25的比例投放在酵母活化罐进行活化，复水温度为30℃-35℃，活化时间为20min-30min，活化完成后泵入扩培罐，并向扩培罐中加入液化醪，活化酵母与液化醪的重量比为1:15-25，培养时间为8h-10h，送到发酵罐，7-10d换种一次。进一步的，所述五塔蒸馏包括预分馏器、粗馏塔、精馏塔、水洗塔、脱甲醇塔和回收塔，所述预分馏器前安装有进料换热器和进料冷凝器，预分馏器顶部与抽真空系统相连，所述进料换热器出料口与预分馏器进料口相连，进料换热器进气口与预分馏器顶部出气口相连，进料换热器出气口与进料冷凝器进料口相连，所述预分馏器出料口与粗馏塔进料口相连，预分馏器进气口与粗馏塔顶部出气口相连，所述进料冷凝器设有两个出料口分别为优酒出口与淡酒出口，进料冷凝器优酒出口与水洗塔进料口相连，进料冷凝器淡酒出口与回收塔前安装的前置回收罐相连；所述粗馏塔下部安装有粗馏塔再沸器，顶部与抽真空系统相连，所述粗馏塔再沸器与精馏塔顶部的出气口相连；所述精馏塔下部安装有精馏塔再沸器，总塔板数为95-100层，中部设有杂醇油出口d1，上部设有分别设有精馏塔优酒、精馏塔淡酒出口，所述精馏塔再沸器与精馏塔顶部的出气口相连，并设有一次蒸汽Z进气口，所述精馏塔优酒出口位于精馏塔淡酒出口上方，所述精馏塔优酒出口与脱甲醇塔相连，所述精馏塔淡酒出口与回收塔前安装的前置回收罐相连；所述水洗塔上部设有排杂口和淡酒出口，下部安装有水洗塔再沸器，所述水洗塔排杂口位于淡酒出口上方，水洗塔排杂口后安装有杂质冷凝器，水洗塔淡酒出口与回收塔前安装的前置回收罐相连，所述水洗塔再沸器与精馏塔顶部出气口相连，所述水洗塔出料口与精馏塔进料口相连；所述脱甲醇塔下部安装有脱甲醇塔再沸器，下部设有取酒口，中部设有淡酒出口，上部设有排杂口，顶部与抽真空系统相连，所述脱甲醇塔的排杂口位于脱甲醇塔的淡酒出口上方，淡酒出口位于脱甲醇塔取酒口上方，所述脱甲醇塔的淡酒出口与回收塔前安装的前置回收罐相连，所述脱甲醇塔再沸器分别与水洗塔和脱甲醇塔顶部出气口相连；所述回收塔进料口前安装有前置回收罐，中部设置有杂醇油出口d2，下部安装有回收塔再沸器，所述回收塔再沸器与回收塔顶部出气口相连。进一步的，所述粗馏塔、精馏塔和回收塔底部设置有排渣口，与废水排放系统相连，废水排放系统产生的二次蒸汽经过蒸汽回收系统进行回收，二次蒸汽通入回收塔再沸器对回收塔进行加热。进一步的，所述预分馏器、粗馏塔工作压力为负压，精馏塔工作压力为正压，所述水洗塔工作压力为常压，脱甲醇塔工作压力为负压，回收塔工作压力为常压。进一步的，所述预分馏器的底部表压为-40kPa～-30kPa，顶部表压为-60kPa～-70kPa；粗馏塔塔釜表压为-40kPa～-30kPa，塔顶表压为0kPa～5kPa；精馏塔塔釜表压为90kPa～200kPa，塔顶表压为70kPa～180kPa；水洗塔塔釜表压为25kPa～60kPa，塔顶表压为0kPa～20kPa；脱甲醇塔塔釜表压为-5kPa～10kPa，塔顶表压为-25kPa～-40kPa；回收塔塔釜表压为25kPa～30kPa，塔顶表压为0kPa～5kPa。进一步的，所述五塔蒸馏工作过程为：成熟醪经过进料换热器进行预热，预热后进入预分馏器进行负压蒸馏，预分馏器蒸馏过程产生的酒气回流到进料换热器与成熟醪进行换热加热成熟醪，然后酒气经过进料冷凝器进行冷凝得到液体酒精，酒度小于50％(v/v)称为淡酒，酒度为50％-60％(v/v)称为优酒，冷凝后的淡酒流入回收塔的前置回收罐，优酒进入水洗塔；预分馏器中不能蒸发的部分称为酒糟，酒糟进一步流入粗馏塔进行负压蒸馏；粗馏塔产生的酒气进入预分馏器做为加热气的同时，并入预分馏产生的酒气与成熟醪在进料换热器进行换热，粗馏塔产生的酒糟经过底部排放进入废水排放系统，粗馏塔的热源来源于粗馏塔再沸器，粗馏塔再沸器的蒸汽来自精馏塔塔顶的二次蒸汽；进料冷凝器的产生的优酒进入水洗塔进行水洗，杂质从塔顶经过杂质冷凝器冷凝排出，水洗塔(4)在蒸馏过程产生酒度为60％-70％(v/v)的优酒进入精馏塔(3)进行精馏，水洗塔(4)产生酒度小于60％(v/v)的淡酒进入前置回收罐进行回收，水洗塔的热源来源于再沸器，水洗塔再沸器的蒸汽来自精馏塔塔顶的二次蒸汽；来自水洗塔的优酒在精馏塔进行蒸馏，蒸馏过程产生酒度为95％-96％(v/v)的优酒在精馏塔的第72-80层塔板收集，产生酒度小于95％(v/v)的淡酒在精馏塔的第62-70层塔板收集，进入前置回收罐进行回收，杂醇油通过杂醇油出口d1收集，精馏塔的热源来源于精馏塔再沸器加热，精馏塔的蒸汽一部分来源自一次蒸汽，一部分来自精馏塔塔顶的二次蒸汽；精馏塔收集的优酒进入脱甲醇塔进行负压蒸馏脱甲醇，其中，甲醇通过除杂口e收集去除，成品酒精通过取酒口a收集，脱甲醇塔的热源来源于脱甲醇塔再沸器，脱甲醇塔再沸器的蒸汽来源于水洗塔塔顶和脱甲醇塔的二次蒸汽；上述前置回收罐回收的淡酒经过回收塔进行蒸馏提浓，蒸馏提浓后的酒精依次进入水洗塔、精馏塔和脱甲醇塔进行水洗、精馏、脱甲醇，得到成品酒精。本发明具有如下有益效果：1、本发明在发酵过程将提取淀粉之后的木薯加入原料中进行再次利用，加强了对木薯渣的回收，增加了木薯的产品出品率，本发明的糖化过程，不使用硫酸，而是通过工艺控制来抑菌，即：在糖化阶段，增加糖化酶使用量，减少糖化时间，提高糖化率，在发酵阶段，增加酵母量加快完成发酵过程，利用酵母良好的繁殖能力抑制杂菌的生长，使整个加工过程都不使用硫酸减少了硫酸对设备的损耗。2、在蒸汽回收利用上，本发明在蒸馏过程加入预分馏设备，先将一部分的成熟醪进行预分馏，减少了粗馏塔的用汽量，降低生产成本，同时先将浓醪进行预处理，提高了产品进料的质量，减少设备的堵塞情况；其次，还利用各塔蒸馏之间的压力差，将正压、常压蒸馏产生的二次蒸汽废气回收到负压蒸馏的粗馏塔再沸器、脱甲醇塔再沸器中，对粗馏塔、脱甲醇塔进行加热，达到蒸汽二次利用，进一步达到节能的目的；再次，本发明还将废水产生的余热进行回收利用，通入回收塔再沸器进行重复利用，充分利用蒸馏过程产生的热源，减少了蒸汽的浪费，达到节能降耗的目的。3、本发明还对精馏塔进行进一步改进，通过提高精馏塔的总层数，提高取酒口的安装位置，更利于杂质的分离和塔顶部的杂质缓存空间，进一步稳定提高酒精产品的质量。【附图说明】图1是本发明五塔蒸馏的工艺流程图。附图部件标号为：1、预分馏器，2、粗馏塔，3、精馏塔，4、水洗塔，5、脱甲醇塔，6、回收塔，7、进料冷凝器，8、进料换热器，9、粗馏塔再沸器，10、精馏塔再沸器，11、脱甲醇塔再沸器，12、前置回收罐，13、回收塔再沸器，14、杂质冷凝器，15水洗塔再沸器，d1、d2杂醇油出口，e、排杂口，a、取酒口，Z、一次蒸汽，Z2二次蒸汽。【具体实施方式】为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。本发明的实施例1-3均采用本发明改进的五塔差压蒸馏技术：五塔蒸馏装置的连接方式：如图1所示，五塔蒸馏装置包括预分馏器1、粗馏塔2、精馏塔3、水洗塔4、脱甲醇塔5和回收塔6，预分馏器1前安装有进料换热器8和进料冷凝器7，预分馏器1顶部与抽真空系统相连，进料换热器8出料口与预分馏器1进料口相连，进料换热器8进气口与预分馏器1顶部出气口相连，进料换热器8出气口与进料冷凝器7进料口相连，预分馏器1出料口与粗馏塔2进料口相连，预分馏器1进气口与粗馏塔2顶部出气口相连，进料冷凝器7设有两个出料口分别为优酒出口与淡酒出口，进料冷凝器7优酒出口与水洗塔4进料口相连，进料冷凝器7淡酒出口与回收塔6前安装的前置回收罐12相连；粗馏塔2下部安装有粗馏塔再沸器9，顶部与抽真空系统相连，粗馏塔再沸器9与精馏塔3顶部的出气口相连；精馏塔3下部安装有精馏塔再沸器10，总塔板数为95-100层，中部设有杂醇油出口d1，上部设有分别设有精馏塔3优酒、精馏塔3淡酒出口，精馏塔再沸器10与精馏塔3顶部的出气口相连，并设有一次蒸汽Z进气口，精馏塔3优酒出口位于精馏塔3淡酒出口上方，精馏塔3优酒出口与脱甲醇塔5相连，精馏塔3淡酒出口与回收塔6前安装的前置回收罐12相连；水洗塔4上部设有排杂口和淡酒出口，下部安装有水洗塔再沸器15，水洗塔4排杂口位于淡酒出口上方，水洗塔4排杂口后安装有杂质冷凝器14，水洗塔4淡酒出口与回收塔6前安装的前置回收罐12相连，水洗塔再沸器15与精馏塔3顶部出气口相连，水洗塔4出料口与精馏塔3进料口相连；脱甲醇塔5下部安装有脱甲醇塔再沸器11，下部设有取酒口a，中部设有淡酒出口，上部设有排杂口e，顶部与抽真空系统相连，脱甲醇塔5的排杂口e位于脱甲醇塔5的淡酒出口上方，淡酒出口位于脱甲醇塔5取酒口a上方，脱甲醇塔5的淡酒出口与回收塔6前安装的前置回收罐12相连，脱甲醇塔再沸器11分别与水洗塔4和脱甲醇塔5顶部出气口相连；回收塔6进料口前安装有前置回收罐12，中部设置有杂醇油出口d2，下部安装有回收塔再沸器13，回收塔再沸器13与回收塔6顶部出气口相连；粗馏塔2、精馏塔3和回收塔6底部设置有排渣口，与废水排放系统相连，废水排放系统产生的二次蒸汽经过蒸汽回收系统进行回收，二次蒸汽通入回收塔再沸器13对回收塔进行加热。五塔蒸馏装置的工作过程：如图1所示，五塔蒸馏工作过程为：发酵成熟醪经过进料换热器8进行预热，预热后进入预分馏器1进行负压蒸馏，预分馏器1蒸馏过程产生的酒气回流到进料换热器8与成熟醪进行换热加热成熟醪，然后酒气经过进料冷凝器7进行冷凝得到液体酒精，酒度小于50％(v/v)称为淡酒，酒度为50％-60％(v/v)称为优酒，冷凝后的淡酒流入回收塔6的前置回收罐12，优酒进入水洗塔4；预分馏器1中不能蒸发的部分称为酒糟，酒糟进一步流入粗馏塔2进行负压蒸馏；粗馏塔2产生的酒气进入预分馏器1做为加热气的同时，并入预分馏产生的酒气与成熟醪在进料换热器8进行换热，粗馏塔2产生的酒糟经过底部排放进入废水排放系统，粗馏塔2的热源来源于粗馏塔再沸器9，粗馏塔再沸器9的蒸汽来自精馏塔3塔顶的二次蒸汽；进料冷凝器7的产生的优酒进入水洗塔4进行水洗，杂质从塔顶经过杂质冷凝器14冷凝排出，水洗塔4在蒸馏过程产生酒度为60％-70％(v/v)的优酒进入精馏塔3进行精馏，水洗塔4产生酒度小于60％(v/v)的淡酒进入前置回收罐12进行回收，水洗塔4的热源来源于再沸器15，水洗塔再沸器15的蒸汽来自精馏塔3塔顶的二次蒸汽；来自水洗塔4的优酒在精馏塔3进行蒸馏，蒸馏过程产生酒度为95％-96％(v/v)的优酒在精馏塔3的第72-80层塔板收集，产生酒度小于95％(v/v)的淡酒在精馏塔3的第62-70层塔板收集，进入前置回收罐12进行回收，杂醇油通过杂醇油出口d1收集，精馏塔3的热源来源于精馏塔再沸器10加热，精馏塔10的蒸汽一部分来源自一次蒸汽，一部分来自精馏塔3塔顶的二次蒸汽；精馏塔3收集的优酒进入脱甲醇塔5进行负压蒸馏脱甲醇，其中，甲醇通过除杂口e收集去除，食用级酒精通过取酒口a收集，脱甲醇塔5的热源来源于脱甲醇塔再沸器11，脱甲醇塔再沸器11的蒸汽来源于水洗塔4塔顶和脱甲醇塔5的二次蒸汽；上述前置回收罐12回收的淡酒经过回收塔6进行蒸馏提浓，蒸馏提浓后的酒精依次进入水洗塔4、精馏塔3和脱甲醇塔5进行水洗、精馏、脱甲醇，得到食用级酒精。实施例1：鲜木薯经过清洗机清洗除泥、去皮，然后用湿法粉碎机进行湿法粉碎，其中粉浆的淀粉含量为20％，向粉碎后的粉浆添加提取淀粉后的木薯渣得到渣料粉浆，其中，粉浆与木薯渣的重量比为2:1，木薯渣淀粉含量为7％，向木薯渣料粉浆中加入10u/g的耐高温α淀粉酶进行预煮，预煮温度为50℃，预煮时间为20min，预煮完成后加热到95℃经后熟器维持90min得到液化醪，液化醪进入糖化锅进行糖化得到糖化醪，糖化过程糖化酶添加量为200u/g糖化温度为50℃，糖化时间为20min，糖化醪采用连续发酵法进行发酵得到成熟醪，成熟醪的酒份浓度大于等于12％(v/v)，将成熟醪进行蒸馏，蒸馏方式选用上述改进后的五塔蒸馏装置进行蒸馏，蒸馏后得到酒精。实施例2：鲜木薯经过清洗机清洗除泥、去皮，然后用湿法粉碎机进行湿法粉碎，其中粉浆的淀粉含量为25％，向粉碎后的粉浆添加提取淀粉后的木薯渣得到渣料粉浆，其中，粉浆与木薯渣的重量比为4:1，木薯渣淀粉含量为9％，向木薯渣料粉浆中加入15u/g的耐高温α淀粉酶进行预煮，预煮温度为60℃，预煮时间为30min，预煮完成后加热到105℃经后熟器维持120min得到液化醪，液化醪进入糖化锅进行糖化得到糖化醪，糖化过程糖化酶添加量为250u/g糖化温度为65℃，糖化时间为30min，糖化醪采用连续发酵法进行发酵得到成熟醪，成熟醪的酒份浓度大于等于12％(v/v)，将成熟醪进行蒸馏，蒸馏方式选用上述改进后的五塔蒸馏装置进行蒸馏，蒸馏后得到酒精。实施例3：鲜木薯经过清洗机清洗除泥、去皮，然后用湿法粉碎机进行湿法粉碎，其中粉浆的淀粉含量为23％，向粉碎后的粉浆添加提取淀粉后的木薯渣得到渣料粉浆，其中，粉浆与木薯渣的重量比为3:1，木薯渣淀粉含量为8％，向木薯渣料粉浆中加入12u/g的耐高温α淀粉酶进行预煮，预煮温度为55℃，预煮时间为25min，预煮完成后加热到100℃经后熟器维持110min得到液化醪，液化醪进入糖化锅进行糖化得到糖化醪，糖化过程糖化酶添加量为220u/g糖化温度为55℃，糖化时间为25min，糖化醪采用连续发酵法进行发酵得到成熟醪，成熟醪的酒份浓度大于等于12％(v/v)，将成熟醪进行蒸馏，蒸馏方式选用上述改进后的五塔蒸馏装置进行蒸馏，蒸馏后得到酒精。对照组：用常规的五塔蒸馏方法进行酒精生产，即生产过程糖化、发酵加硫酸抑菌，选用未改进前的五塔蒸馏设备，精馏塔不进行加高改进。实施例结果分析：按照实施例1-3的方法生产木薯酒精与对照组进行对比，测量酒度，并计算吨酒耗汽量和吨酒原料消耗量，得出如下结果见表1:吨酒耗汽量(t/t)：计算生产1t酒精需要多少蒸汽，即：吨酒耗汽量(t/t)＝蒸汽总消耗量/酒精产量吨酒原料消耗量(t/t):计算生产1t酒精需要多少鲜木薯，即：吨酒原料消耗量(t/t)＝鲜木薯总消耗量/酒精产量表1实验结果分析表试验组吨酒耗汽量(t/t)顿酒原料消耗量(t/t)酒精酒度(v/v)实施例12.06.5194°-96°实施例22.16.3394°-96°实施例32.06.1294°-96°对照组3.87.1094°-96°由上表的结果分析可知，选用本发明公布的木薯酒精生产方法耗汽量与原料消耗量比常规方法要优异，生产的酒精酒度基本一致，说明用本发明生产的木薯酒精酒度能达到常规方法生产的木薯酒精，但是在能耗和原料消耗方面会大大降低，具有良好的节能降耗的效果。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页1 2 3