甜高粱茎秆固体发酵制取乙醇工艺技术

1、 10 11 国家高技术争辩进展打算(863 打算)课题验收报告国家高技术争辩进展打算863 打算甜高粱茎秆制取乙醇2022AA514040 课题验收报告主要技术与经济指标主要技术承受微机程序把握的固定化酵母多级流化床生物反响器，建成年产400生产性中试示范工程，优化工艺参数，形成大规模工业化生产的独立单元。产液体发酵工艺发酵时间：10-15h乙醇纯度：99.5%承受固体发酵工艺5000产量：5000T/y固体发酵工艺：100120h随地区、环境而异产酒率：8-10%茎秆锤度为 16-22% 乙醇纯度：99.5%经济指标甜高粱茎秆制取乙醇生产本钱低于 3200 元/吨280/0.50/1/40

2、0/400/1元/1.9/160/600/月对课题考核目标调整状况的说明增加承受固体发酵工艺年产 5000 吨乙醇力量的产业化示范工程范是为满足宽阔农村和经济不兴旺地区实现农业产业构造调整，拓宽农业就业渠道，格外必要的。增加固体发酵工艺流程的标准化争辩中主要针对甜高粱茎秆制取乙醇的产业化规模中可能遇到的障碍进展争辩。的争辩完善甜高粱茎秆制取乙醇固体发酵配套工程及设备320221168632022年度课题阶段验收材料，并于 11 月 13 日对课题执行状况进展了现场检查。检查组设的甜高粱茎秆制取乙醇生产性中试工程示范现场实施状况。主题专家组全都认 为，在执行课题过程中，该课题能严格依据863的要

3、求，同意通过阶段验收，并进入其次阶段的争辩工作。20222022工作内容和指标，同时也完成了申请增加的工作内容，特提请验收。400年产 400 吨乙醇产品的甜高粱原料的种植固定化酵母设备的安装、调试、运行及制定生产工艺规程固定化酵母造粒设备工作特点TTDZL1型产品相比，该设备具有以下特点：传动平稳，工作噪音低；0500/分范围内连续可调，抑制了机械式调速不连续的缺点；造粒直径可以依据要求，通过选择不同的粒子分别模具，实现15mm的制粒要求；最大生产力量：200kg/h;粒子成型率高，全都性好，操作简便。TTDZL1 型造粒机工作原理33图33TTDZL1型造粒机原理示意图注：1.料斗 23.

4、电磁调速器 4.空心传动轴 5.离心甩盘 6.粒子托盘 7.粒子离心力时而断裂成珠滴，落入粒子托盘的氯化钙溶液中固化成形，实现造粒。盘内壁的吸附作用而伴同离心盘一起作匀速旋转运动，其线速度为：V=2rn/60.100 m/s式中r离心盘半径mm离心盘转速R/min依据牛顿其次定律，作用于旋转液体上的离心力为： F=ma=mv2/rN式中：m旋转液体的质量(kg)a旋转液体的加速度m/s2经反复试验证明：形成的粒子大小和质量与离心盘线速度、离心盘孔径以及液成的粒子越小，反之线速度越低形成的粒子就越大。越好。由此可选择出离心盘到粒子托盘之间的最正确垂直距离。安装调试、试运行TTDZL1863安装内

5、容包括造粒机和附属生产设备，各设施安装完成后先进展空车运行试验，没有问题后再进展模拟运行，模拟运行过程要对系统进展运行状态和性能指标进展检测，在满足设计要求的根底上进展试生产运行。3.2.2.4TTDZL1生产工艺制备大量的固定化酵母细胞粒子需承受相应的能够实现批量生产的成套设备。该套设备包括酵母菌液的制备；海藻酸钠溶液的制备；氯化钙溶液的制备；海藻酸34。甜高粱汁液甜高粱汁液水酵母酵母液混合搅拌海藻酸钠溶液海藻酸钠粒子甩盘C Cl 溶液a2粒子托盘固定化酵母粒子34甜高粱茎秆榨汁设备及工艺流程甜高粱茎秆压榨机234，生产工艺流程3-4、35。34 甜高粱茎秆压榨机技术参数技术参数产品型号YZ

6、220300生产力量(kg/h)动力消耗kW进料间隙mm排料间隙mm榨汁率轧辊转速n/min整机重量kg外形尺寸长宽高mm三角传送皮带根甜高粱茎秆压榨生产工艺100012-1511kW12170 16184008207907904榨汁产量确实定取决于发酵罐的生产力量和发酵过程对甜高粱汁液的要求，依据/小时,所以压榨机的榨汁力量65%，经计算压榨力量应当大于35。甜高粱茎秆预处理料液含氮量调整料液温度调整甜高粱茎秆压榨喷淋汁液初级过滤汁液二级过滤汁液消毒灭菌料液糖度测试汁液调制PH 值调整图养分盐调整固定化酵母发酵罐流35程压榨机生产力量确实定好是收获的颖茎秆提汁。参数：甜高粱茎秆汁液固定化酵母

7、快速发酵系统平均流加量为fz0.5T/；压榨机榨汁率为 70%,65；确定压榨机单位时间的生产力量 P T/h、吨/小时fz PT/h计算P0.5/0.650.7690.8T/h要求榨汁机每小时压榨甜高粱茎秆的力量大于等于 0.8 吨。11kWh1.35 kg汁液输送泵流量和离心过滤设备工作力量确实定：压榨机榨汁量Zz0.5 T/h；汁液输送泵和离心过滤设备实行间歇式工作方式，工作力量取8Zzfz0.5 T/h。计算 单位时间汁液输送泵的输送量和离心过滤设备过滤量，Q T/hQ 8Zz T/h80.5 4(T/h)3kW，0.375kWh,0.046 kg消毒灭菌罐容积确定115以15 2/m

8、in,料液初始温度t110，t2=115,温升差值tt2t111510105，升温时间tt/ 105/253min68min，在此还需要考虑1T，15min,所以原料在消毒灭菌罐内总的滞依据正常的生产速度，消毒灭菌总的滞留时间应当小120min1TWkcal：W罐内料液量t1000105 kcal14.57 kg计量泵确实定04Th连续可调。400 吨/年多级式固定化酵母流化床快速发酵设备安装、调试、试运行及制定生产工艺流程400 吨/年多级式固定化酵母流化床快速发酵设备工作特点该工程是以固定化细胞技术为根底，通过对乙醇酵母细胞的固定化方法进展深艺。承受该项生物技术对传统乙醇发酵工业嫁接改造后

9、，每生产1300500食、能源和工业用水。失,从而保证了主发酵罐的酵母浓度,它具有传统游离酵母法比较的优点：发酵速度快、发酵率高;(3)一次性投放菌种;(5)减轻劳动强度。设备安装调试作或外协加工，其次类设备为常规设备，需要进展选型选购。通过测试及数据分析以确定整个系统是否到达设计要求。甜高粱茎秆液态固定化酵母快速发酵工艺流程36制粒制粒甜高粱茎秆收购菌种包埋制粒茎秆初加工废水再利用茎秆榨汁污水处理流态化快速发酵达标废水排放蒸馏二氧化碳乙醇废渣回收利用图36甜高粱秆汁流态化发酵制取乙醇工艺流程图36这些回收利用工程尚未列入本工程中，污水处理局部利用山东景芝酒精厂原有的污水处理系统。7296h8

10、10h。死角，不滋生杂菌。固定化酵母连续快速发酵系统主要试验内容与结果复的试验、测试、分析，最终获得了较好的试验结果。甜高粱茎杆汁液提取的工艺与设备方面的试验争辩内容包括生产率、出汁率、动力消耗、注水量、汁液锤度、压榨机转速等汁液的特性包括黏度、比重、锤度及与温度的关系茎杆储存时间的影响渣的特性含水量、含糖量及其它养分成份分析等汁液的储存方式及方法固定化细胞颗粒制取的工艺与设备方面的试验争辩内容固定化细胞颗粒菌种的筛选菌种的耐酸性、耐乙醇浓度、产率等包埋材料的选择固定化细胞颗粒的物理性能比重、粒度及分布、机械强度、流体力学特性固定化细胞颗粒的生物学特性细胞密度、细胞活性、细胞的陈代谢等流化床连

11、续发酵的工艺与设备方面的试验争辩内容包括流加流量、温度、PH、发酵时间等固定化细胞颗粒在发酵罐内的分布及流化状态固定化细胞颗粒的寿命流化床连续发酵的自动把握系统流化床连续发酵系统的放大问题试验结果：中试规模(发酵罐有效容积：5m3流加速度：500L/h1000L/h产酒率：8.7%(v/v) 平均汁液锤度 17平均停留时间：510h残复原糖量： 46工程承受的技术路线和关键技术工程技术路线甜高粱茎秆制取乙醇液态发酵工艺固定化酵母连续快速发酵系统酵母粒子添加孔料液搅拌隔离网料液搅拌隔离网输料泵二氧化碳排放液位汁液入口固定化酵母粒子第一级醪液溢流第五级醪液出五级前级醪液入口循环搅拌泵汁液杀菌调配缓

12、冲第一级发酵第五级发酵41400原料：甜高粱茎秆汁液发酵罐总容积 5m3，5 个发酵罐串联连接，构成 5 级连续快速发酵系统发酵菌种：固定化酵母，一次参加可连续使用，酵母费用可节约 80%发酵周期：69乙醇浓度：67%(v/v)15(v/v)关键技术固定化酵母工艺特点：固定化酵母可重复使用，使用期在 160 天以上，抗杂菌力量强；不再需要酒708069于全部淀粉料(包括玉米、瓜干料)及糖蜜料乙醇生产厂家。发酵周期由传统法的 72 小时缩短到 69 小时。固定化酵母流化床发酵工艺及中试工程技术悬浮流淌状态即流态化发酵状态，这一关键技术也是本工程的创点之所在。粒状固定化酵母及其制备的创固定化酵母Immobilized Yeas，是承受种菌及其载体包埋固定技术进展制依据发酵工艺要求，粒状酵母的制备必需抑制两个难点，一是种菌的活性；二。流态化发酵工艺的创运动，再顺着罐壁由上往下返回，且周而复始