【正文】 國家標準GB18350—2021[8]見表 211。 表 211 變性燃料乙醇國家標準 GB18350—2021 項目 單位 指標 外觀 清澈透明、無肉眼可見懸浮物和沉淀物 乙醇 ％（體積） 水分 甲醇 實際膠質 mg/100mL 無機氯（以 Cl—計） mg/L 32 酸度（以 CH3COOH 計） 56 銅 pH 值 ～ 注： 1. 燃料乙醇在 20℃ 時 應在 ～ ；加入燃料乙醇的變性劑，應符合東北電力大學本科畢業(yè)設計說明書（論文） 16 GB17930—1999《車用無鉛汽油》的要求， 但不得加入含氧化物；燃料乙醇與變性劑的體積混合比例應為 5： 1～ 20： 1，即變性劑在變性燃料乙醇中的體積百分含量為 ％～ ％（體積）。 2. 應加入有效的金屬腐蝕抑制劑，以滿足車用乙醇汽油對銅片抗腐蝕的要求。 附：車用燃料乙醇汽油國家標準 —2021 項目 單位 質量標準 90 號 93號 95 號 試驗方法 抗爆性 研究法辛烷值（ RON） 90 93 95 GB/T503 GB/T5487 抗爆指數（ RON+MON） /2 85 88 90 鉛 mg/L ≤ 5 GB/T8020 餾程 10％蒸發(fā)溫度 ％（體積） ≤ 70 GB/T6536 50％蒸發(fā)溫度 120 90％蒸發(fā)溫度 190 終餾點 205 殘留量 2 蒸氣壓 3 月 16 日到 9 月 15 日 kPa ≤ 74 GB/T8017 9 月 16 日到 3 月 15 日 88 實際膠質 mg/L ≤ 50 GB/T8019 誘導期 min ≥ 480 GB/T8018 硫醇 博士試驗 ％（質量） ≤ 通過 SH/T0174 硫醇硫 GB/T1792 銅片腐蝕 （ 50℃ ， 3h）級 ≤ 1 GB/T5096 水溶性酸或堿 無 GB/T259 機械雜質 無 目測 水分 ％（質量） ≤ GB/T0264 硫 GB/T380 乙醇 ％（體積） ～ SH/T0663 其他含氧化合物 未檢出 苯 ％（體積） ≤ SH/T0693 芳烴 40 GB/T11132 烯烴 35 東北電力大學本科畢業(yè)設計說明書（論文） 17 主要工藝參數 表 212 主要工藝技術參數 項目 參數 玉米原料淀粉含量 65％ 淀粉利用率 ％ 淀粉出酒率 ％ 加水比 1:3 環(huán)保措施 酒精生產過程中會生產一些副產物，這些副產物主要有 CO雜醇油、酒精、酵母菌體、廢酒糟等。這些物質如不加以回收利用會造成資源的浪費，而且還會造成環(huán)境污染。故酒精生產過程中所生產的副產物，必須進行綜合利用，變廢為寶，減少環(huán)境污染。 酒精發(fā)酵時 CO2的理論得率的 ％，在連續(xù)發(fā)酵時 70％的 CO2可以回收利用。工業(yè)上采用 CO2的凈化和干燥措施有三條：進入壓縮 機前的水洗；一級壓縮后的經活性炭柱處理；三級壓縮后經硅膠和沸石處理。 CO2 經一系列凈化后，在較低的溫度下，加壓至 7MPa 左右，即可獲得液體 CO2。若將液體 CO2經蒸發(fā)器吸收熱量，則可加壓制成干冰。此外， CO2 采用氨堿法可以生產純堿，即溶鹽和凈化，吸氨，碳化處理，碳酸氫鈉的分離，煅燒碳酸氫鈉，氨回收利用。 雜醇油的回收 雜醇油是以異戊醇為代表的許多種高級醇的混合物。成品雜醇油是一種淡黃色到紅褐色的透明液體，其相對密度 15℃ 時是 ～ 。雜醇油可用作測定牛奶中脂肪的試劑。雜醇油中含有的 高級醇的酯類可用于制造油漆和酒精。由于雜醇油與汽油主要成分相近，它可用作燃料添加劑，也可用作工業(yè)溶劑。雜醇油的得率一般是酒精產量的 ％～ ％。在酒精蒸餾過程中，為了減少，甚至不提取醛酯餾東北電力大學本科畢業(yè)設計說明書（論文） 18 分，可以采用將它回入粗餾塔或回入發(fā)酵罐。 酒精酵母的利用 酒精發(fā)酵成熟醪中，含有許多酵母菌?；厥绽冒l(fā)酵過程中生成的酵母菌是減少環(huán)境污染，提高經濟效益的有效途徑之一。酵母的用途較多，可制備面包酵母，藥用酵母，飼料酵母等。在醫(yī)藥方面，還可用濃鹽提取法或稀堿提取法從酵母中提取核糖核酸。以從酵母菌中提取的核糖核 酸為原料，加入稀堿液，控制在 50℃ ～ 60℃下，使核糖核酸進一步降解，從而生成 2′， 3′—核苷酸。 酒精糟的回收利用 玉米生成酒精后，所獲得的酒糟含有大量的蛋白質、糖類物質、纖維素、灰分和淀粉等，是一種較好的家畜飼料。目前，工廠對淀粉原料酒糟的利用，主要有生產飼料酵母，直接干燥作為飼料和用于沼氣發(fā)酵等。其中，酒精糟干燥的工藝流程為：酒糟 →離心分離 →蒸發(fā)濃縮 →干燥 →造粒 →包裝。 東北電力大學本科畢業(yè)設計說明書（論文） 19 第 3 章 酒精生產工藝流程的設計和說明 酒精的性質、用途及生產方法的概述 酒精的性 質 酒精的化學名稱是乙醇，分子式為 C2H5OH，相對分子質量是 。純的無水乙醇是無色透明，易揮發(fā)，具有特殊芳香和強烈刺激性味的易燃液體。相對密度，沸點 ℃ ，凝固點－ ℃ ，閃點 14℃ ，自燃點 390～ 430℃ ，乙醇蒸氣與空氣可形成爆炸極限為 ％～ 19％（體積）。能與水、甲醇、乙醚和氯仿等以任何比例混溶。有吸濕性。與水能形成共沸混合物分析純級的無水乙醇是無色透明，易揮發(fā)，具有特殊芳香和強烈刺激味的易燃液體。 酒精的用途 酒精是一種新能源，其優(yōu)勢在于發(fā)酵酒精屬于可再 生能源。我國現在是石油凈進口國，解決好燃料問題是國策之一。乙醇不僅是一種優(yōu)良燃料，它還作為一種優(yōu)良的燃油品質改善劑被廣泛使用。其優(yōu)良特性表現為：乙醇是燃油的增氧劑，使汽油增加內氧，燃燒充分，達到節(jié)能和環(huán)保的目的；乙醇具有極好的抗爆性能，調和辛烷值，一般都在 120 以上，可有效提高汽油的抗爆指數（辛烷值）；乙醇還可以經濟有效地降低芳烴、烯烴含量，即降低煉油廠的改造費用，達到新汽油標準；乙醇是源于太陽能的一種生物質轉化能源，是可再生資源。燃料乙醇能給國家?guī)砭薮蟮木C合效益，如推動農業(yè)發(fā)展，維持糧價相對穩(wěn)定，減少對 一次能源的依賴，完善能源安全體系，節(jié)約外匯，增加財政收入，改善燃油品質及大氣環(huán)境質量等。 玉米原料生產酒精流程 玉米是淀粉質原料，其生產酒精的基本原理為： 酶 （ C6H10O5） n ＋ nH2O → nC6H12O6 淀粉 葡萄糖 東北電力大學本科畢業(yè)設計說明書（論文） 20 酵母菌 C6H12O6 → 2CH3CH2OH ＋ 2CO2↑ 30～ 32℃ 采用的基本工藝流程為： 原料 粉碎 調漿 α－淀粉酶 蒸煮 糖化酶 糖化 酵母培養(yǎng)液 回收 CO2 發(fā)酵 蒸餾 廢液 雜醇油 酒精 圖 31 酒精生產工藝流程圖 工藝簡單描述如下：玉米經干法粉碎技術進行粗碎和細碎，然后以重量比 1:（ 3～4）與水進行調漿，經醪液泵打入蒸煮罐進行高溫或中溫連續(xù)蒸煮，同時加入液化酶蒸煮 1 小時左右，進行冷卻開始糖化階段。糖化工藝要求溫度控制條件很高，必須保證糖化過程的溫度在 60℃ 左右（上下浮動不超過 1℃ ）。糖化時間為 30 分鐘左右，成熟的糖化醪經過蛇管冷卻和噴淋冷卻器冷卻到 28℃ ～ 30℃ ，送入發(fā)酵罐進行連續(xù)發(fā)酵 50～ 60 小時即可發(fā)酵成熟。發(fā)酵成熟醪經醪液泵由塔上泵入粗餾塔，塔下面通入直接蒸汽加熱蒸發(fā)，經粗餾后的乙醇蒸汽進入精餾塔后得到 95％（體積）的乙醇液體，再通過脫水裝置進行最后脫水得到 ％（體積 ）以上的無水乙醇，再經過配比即可得到燃料乙醇。 工藝條件及說明 東北電力大學本科畢業(yè)設計說明書（論文） 21 玉米粉供應工序 本設計采用干法二級粉碎玉米，機械輸送和氣流輸送混合使用以減少能耗。從酒精生產的角度，原料粉碎時應注意控制好以下工藝參數。 （ 1）原料粉碎比：粗粉碎比為 1:10～ 15；細粉絲比為 1:30～ 40。 （ 2）粉碎粒度：粉碎粒度控制在 ～ 。 （ 3）原料加水比：控制在 1:～ 。 玉米粉箱內應有足夠的脫胚去皮玉米粉，保證生產連續(xù)穩(wěn)定，不斷料，不冒料，兩線儲箱的料位均衡。玉米粉箱中玉米粉應儲存 1/2/以上，保證均勻供料。 液化糖化工序 （ 1）液化即將玉米粉按比例與水調配成均一的粉漿，并進行升溫預煮，利于淀粉的吸水膨脹，經加熱后，使淀粉呈溶解狀態(tài)，在耐高溫 α—淀粉酶的作用下，徹底液化分解成短鏈糊精和少量麥芽糖，葡萄糖。 濕空氣 精塔底蒸餾余水 糖化酶 清液 液化酶 液堿 液化酶 稀酸 玉米粉 玉米粉貯罐 皮帶秤 螺旋混合輸送機 1液化罐 2液化罐 糖化罐 圖 32 液化 糖化 工藝流程圖 工藝指標 ： 玉米粉投入量：視生產情況而定； 熱水罐液位： 80％； 熱水罐溫度： 63～ 70℃ ； 液化罐液位： 80％～ 90％； 淀粉酶加量：視酶的種類而定； 加水比： 1:（ ～ ）； 粉漿 pH 值： ～ ； 清液回配百分比： 50％； 2液化罐溫度： 90℃ ～ 92℃ ； 1液化罐溫度： 60℃ ； 糊化率： 90％； 液化總時間： 100～ 200min。 （ 2）糖化即將液化醪中短鏈糊精轉化成可發(fā)酵糖，供酵母菌增殖和酒 精發(fā)酵。 東北電力大學本科畢業(yè)設計說明書（論文） 22 工藝指標： 糖化溫度： 60℃ 177。1 ℃ ； 糖化醪 pH： ～ ； 糖化率： 45％～ 55％； 外觀糖： 22～ 23Bx（清液不回配）； 24～ 25Bx（清液回配）； 糖化酶加量： 150 u/（ g 玉米粉）； 蛋白酶加量： 7u/（ g 玉米粉）； 停留時間： ； 稀硫酸： 16％～ 20％。 發(fā)酵工序 發(fā)酵可使酵母菌充分利用葡萄糖及其他可發(fā)酵糖，最大限度地把可發(fā)酵糖轉化為酒精。 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 壓縮空氣 壓縮空氣 糖化醪 預發(fā)酵罐 1 主發(fā)酵罐 2 發(fā)酵罐 3 發(fā)酵罐 4 發(fā)酵罐 后 酵罐 成熟醪 罐 糖化醪 糖化醪 圖 33 發(fā)酵工藝流程圖 工藝指標： （ 1） 1 發(fā)酵罐工藝指標 液位： 95％左右； 溫度： 32℃ ； 酵母數： 108/mL以上； 形態(tài)：酵母健壯，不衰老，空胞少； 酵母出芽率： 15％以上 ； 酵母死亡率： 15％以下； 雜菌數： 2 個以下 /顯微鏡下視野； 外觀糖： 7～ 10Bx； 酸度： ～ ； 酒精濃度： ％～ ％（體積）； 揮發(fā)度： ％以下； 進料流量： 70～ 100m3/h（單線）。 （ 2） 2 發(fā)酵罐工藝指標 液位： 95％左右； 溫度： 32℃ ； 外觀糖： ～ ； 酸度： ～ ； 酒精濃度： ％左右（體積）； 揮發(fā)度： ％以下。 東北電力大學本科畢業(yè)設計說明書（論文） 23 （ 3） 后熟罐 溫度： 30℃ ～ 31℃ ； 成熟醪罐 溫度： 30℃ ～ 31℃ 。 （ 4）發(fā) 酵成熟醪指標 3 ～ 5 發(fā)酵罐溫度不得超過 37℃ ； 外觀糖： 以下（清液回配時， 以下）； 酒精濃度： ％以上（體積）