第三章酒精生产副产物的利用.

第三章酒精生产副产物的利用和治理第一节酒精生产副产物的利用酒精发酵生产过程副产物不少，其中包括发酵过程产生的二氧化碳、发酵成熟醪中的酒精酵母和杂醇油、酒精蒸馏排出的废液及排出的醛、酯馏分等。如果将这些副产物充分加以利用，必将获得更高的经济效益。一、二氧化碳的利用酒精发酵过程产生大量的二氧化碳气体，其纯度可高达99％～99.5％，其实际产量大约为酒精产量的50％～70％。1、利用酒精发酵废气制液体二氧化碳、干冰从发酵罐收集来的二氧化碳气体经净化、压缩、冷凝，便可获得液体二氧化碳，可供制造汽水、汽酒及其他碳酸饮料使用。干冰可作为高效冷冻剂和人工降雨剂。其生产流程如图1-3-1所示。（42页）流程说明：（1）气体净化发酵废气除主要是二氧化碳外，还含有空气、水分、醇、酯、醛和挥发性酸等，须进行净化。（2）气体冷凝净化脱水后的二氧化碳气体经二级压缩至绝对压力4MPa，同时经过高压除水及冷凝器，控制温度在0～2℃下冷凝为液体。或者将净化的CO2气体经几级压缩至7MPa、温度91～95℃后，气体再经冷凝器冷却至15℃而变成液体，最后用柱塞泵装瓶。（3）制干冰液体二氧化碳于膨胀箱降压至绝对压力1.17MPa，温度降为-30℃，然后喷进压冰机固化室再度膨胀，在三相点条件下（绝对压力0.528MPa、温度-56.6℃），液体二氧化碳变成雪花状固体二氧化碳。最后在压冰机中用20.5MPa压力压成冰块，即为干冰。2．利用酒精发酵废气制纯碱酒精发酵产生的二氧化碳气体可通过“氨碱法”生产纯碱（Na2CO3）。纯碱是一种常用的化工原料。产品为白色粉未状固体，用于玻璃、搪瓷、冶金，肥皂、造纸，纺织与漂染等工业。其生产流程如图1-3-2所示。（43页）（1）盐水吸氨生成氨盐水吸氨是放热反应，须进行冷却，氨盐水送下工序（碳酸化）前温度要控制在30～35℃。（2）氨盐水碳酸化其化学反应分两步，第一步生成NH4HCO3：NH3十H2O十CO2——NH4HCO3第二步即碳酸氢铰又与盐（NaCl）起复分解反应生成NaHCO3沉淀：NaHCO3十NaCl——NaHCO3十NH4C1碳酸化反应温度要求不超过55℃，因反应是放热的，所以必须进行冷却。反应时间约需12～16h。（3）过滤分离NaHCO3碳化液温度控制在28～30C。用离心机分离碳化液。（4）锻烧NaHCO3，获得纯碱煅烧温度为：180℃，煅烧时间40min，其反应为：2NaHCO3——Na2CO3十CO2十H2O3．利用酒精发酵废气制轻质碳酸钙用酒精发酵过程排出的二氧化碳气体与石灰乳作用，可生产轻质碳酸钙，其化学反应为：Ca（OH）2十CO2——CaCO3十H2O其生产流程如图1-3-3所示。（44页）流程说明：石灰块先加水化成5～7Bé的石灰乳，经筛滤、沉沙，再经两次旋液分离器除去粗沙粒，然后送入碳化罐。二氧化碳气体则用鼓风机吹入碳化罐。石灰乳中的氢氧化钙便与二氧化碳作用，生成碳酸钙沉淀。经离心机分离水分，得含水35％～40％的湿碳酸钙。最后送入夹套蒸汽加热螺旋干燥机和热风气流干燥器干燥，得含水分0.5％以下的轻质碳酸钙产品。轻质碳酸钙广泛用于造纸、橡胶、塑料、日用化工和油漆等工业。二、酒精酵母的利用成熟醪中的酵母菌体是一种富含蛋白质的营养物质。在1m3酒精发酵成熟醪中，约有12～18kg、含水分75％的活性酵母可加以回收利用。最简单的回收利用途径是把它制作成动物饲料酵母。另外，也可从这些酵母菌中提取核糖核酸等。三、糖蜜酒精蒸馏废液的利用1、从糖蜜酒精废液中提取甘油甘油是酒精发酵过程中的一种必然产物，与酒精共存于醪液中。提取甘油方法：糖蜜酒精必须浓缩到干物质含量75％以上，然后用真空蒸馏器以水蒸气带馏将甘油蒸出，最后将粗甘油再行蒸馏提纯，产品只能作粗甘油使用。用这种方法所获得的甘油产量相当于醪液中酒精重量的5％～6％。2．利用糖蜜酒精废液生产沼气糖蜜酒精蒸馏废液是一种超高浓度的有机废水，利用微生物的作用进行厌氧发酵生产沼气，既可使排放的废液得到一定程度的治理，又能获得生物能源——沼气，用作燃料。据生产性试验表明，1m3原废液一般可产沼气35m3以上，实验室试验最高可达45m3。生产沼气的工艺设备流程如图1-3-4所示。（45页）3、利用糖蜜酒精废液生产饲用单细胞蛋白。（1）生产白地霉1m3废液可产白地霉干粉8.5kg。（2）生产饲料酵母lm3废液添加0.5kg硫酸铵和0.5kg70％的工业磷酸，发酵可得50kg含水分75％的压榨酵母或约14kg含水分10％的干酵母。4．从糖蜜酒精废液中提取钾盐糖蜜酒精废液是一种不容忽视的钾盐资源。70年代末期，我国云南省首创用天然泡沸石从糖蜜酒精蒸馏废液中直接回收钾盐，并投入了试生产，制成了碳酸钾或磷酸二氢钾产品。其生产工艺设备流程如图1-3-5所示。（48页）5．利用糖蜜酒精废液生产复合肥目前，已有部分糖厂利用酒精废液生产复合肥，其工艺流程如下：（49页）据介绍，处理日产20t酒精所排放的废液，主要设备的投资约400万元。第二节糖蜜酒精蒸馏废液综合治理及利用方案糖蜜酒精蒸馏废液是一种超高浓度的有机废水。糖蜜酒精蒸馏废液成分一例（单位：mg/L）：pH3.9～4.5氨氮850～1300CODcrl0万～13万磷酸根390～510BOD5.7万～6.7万硫酸根8500～8600挥发性酸2000～5000氯根1.67万～2.24万总氮3000～4000干物质127～136此外，废液中还含有Fe、Mn、Cu、Cr、Ni、K、Na、A1、Be等多种元素。这种废液若不加处理直接排入江河，将会给水体造成严重污染。糖蜜酒精废液处理方法：一、三级生化处理方案废液——微生物发酵生产饲用单细胞蛋白（白地霉干粉）或提取核酸（一级处理）——两段厌氧消化生产沼气（二级处理）——农业灌溉及氧化塘处理（三级处理）二、浓缩燃烧方案浓缩燃烧法基本上由蒸发浓缩系统和燃烧系统组成，并附设由炉灰中回收钾的流程。广西贵港糖厂协作实施浓缩燃烧方案的基本流程如图1-3-6所示。（51页）实施浓缩燃烧法，需要解决的主要问题是：（1）设备防腐蚀（2）燃烧炉防粘结（3）充分利用蒸发热能三、浓缩、干燥后配制其他产品的方案先将酒精蒸馏废液蒸发浓缩，干燥成干粉后再配制成复合肥、饲料或混凝土早强剂、减水剂。如广西博庆公司石别糖厂生产复合肥，在经济效益和社会效益两方面达到统一。