[发明专利]木薯原料酒糟粗滤液回用偶联乙醇-沼气双浓醪发酵工艺

说明书

技术领域

本发明属于酒精发酵工业技术领域，更具体是涉及木薯原料酒糟粗滤液回用偶联乙醇-沼气双浓醪发酵工艺。

背景技术

以化石燃料为主的能源结构不仅使其渐趋枯竭，而且对环境与生态造成巨大压力，实现能源多元化和寻求可再生的清洁能源、保护环境已成大势所趋。在可再生能源中，生物燃料所占比重最大，它不仅可做化石能源的替代，更是石油化工产品的替代，并具有清洁、高效、安全、可持续等四大特征。生物燃料产业已成为21世纪最具活力的产业之一，并被许多发达国家作为国家能源战略和新的经济增长点。生物燃料国际公认的唯一能在运输领域大规模替代汽油和柴油，目前使用的生物燃料主要是燃料乙醇和生物柴油，燃料酒精占85％以上。

目前的燃料酒精主要是以玉米、甘蔗为原料的所谓“第1代”生物燃料，并取得了替代石油、减排CO2和促进经济发展的成效。但毕竟食用资源有限，大规模生产酒精会造成能源与食物争原料的局面。由于高油价，再加上全球粮价上涨，正如世界经合组织（OECD）发布的一份非官方报告指出：以玉米、甘蔗、食用油为原料的第1代生物燃料替代石油的成本太高，并且减排二氧化碳能力有限，还会影响粮食价格和破坏环境；而理想的以农林废弃物和能源作物为原料的第2代生物燃料正期待着技术突破。

尽管世界各国在第2代燃料酒精研发方面投资巨大，如美国已花费数十亿美元支持纤维质酒精生产技术的开发，并于2007年投资3.85亿美元和3.75亿美元分别支持6个纤维素乙醇示范工厂建设和建立3个国家研究中心，加拿大、中国都先后建成了纤维素乙醇示范工厂，但由于没有突破技术瓶颈，生产成本仍高于粮食酒精和甘蔗酒精。2008年11月，在巴西圣保罗举办的“国际生物燃料大会”预计纤维质酒精为代表的第2代生物燃料将至少于2015年后实现商业化生产。欧盟已承认其制定的2010年用生物燃料替代5.75％石油的目标由于原料的原因而不能实现，把2020年替代10％石油的目标希望寄托于第2代生物燃料；美国亦是如此，用玉米只能生产4500万吨乙醇/年，其他则只能依靠纤维质酒精满足需求。因此，如何实现从第1代向第2代生物燃料过渡是全球面临的共同问题。木薯因其淀粉含量高、耐旱耐贫瘠、不占耕地等优点被国际公认是从粮食向秸秆类木质纤维素原料过渡的1.5代生物燃料。

酒精工业是国民经济的支柱产业之一，是农副产品工业利用的重要途径。据酒精协会统计：2011年全国酒精产量为83.37亿升，我省酒精产量为8.8亿升占全国酒精产量的10.56％。江苏省酒精产量近几年一直列全国第四名，且绝大部分均是木薯原料生产酒精。由于人口众多，土地资源紧张，非粮生物质资源利用更是国民经济可持续发展重点。因地制宜，选择合适的非粮生物质原料，采用现代工业生物技术进行综合加工利用，提高附加值、延伸产业链，可有效提高农民收入、改善人民生活水平和促进低碳经济发展。

2006年国家发改委在国家《可再生能源中长期发展规划》中，明确提出近期重点发展以薯类、甜高粱等为原料的非粮燃料酒精。通过开发以木薯为代表薯类酒精发酵技术，可以使现有的燃料酒精生产整体得到改善，造就新的经济增长点，对产业结构调整将产生积极影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种木薯原料酒糟粗滤液回用偶联乙醇-沼气双浓醪发酵工艺。

为达到上述目的，本发明采取了如下的技术方案：

木薯原料酒糟粗滤液回用偶联乙醇-沼气双浓醪发酵工艺，包括如下技术步骤：

（1）木薯原料粉碎；

（2）加入工艺水进行混合；

（3）除砂；将获得的纯砂进行分离；

（4）液化糖化；

（5）浓醪发酵；

（6）蒸馏；将获得的乙醇产品分离，余液则进入酒槽；

（7）经过板框分离后获得的粗滤液回流至（2）步骤中，其余则进入槽池过滤；

（8）除砂；将获得的纯砂分离，余液则进行浓醪厌氧发酵；

（9）获得的沼气分离，其余则进行板框分离；

（10）将获得的有机肥料分离，其余则进行二级厌氧处理；

（11）SBR好氧处理；

（12）进入污水处理厂。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）大大提高生产技术水平与效率、降低了能源消耗与生产成本、减少了污水产生量与排放量、废弃物通过回用与沼气生产等途径资源化利用解决了废弃物处理难的问题，而且带来了较大的效益；