木薯燃料乙醇
木薯生产乙醇
题目：木薯生产乙醇题目：Cassava for ethanol production作者：张博材料化学4班学号：33090415一：立项依据与研究内容（一）美国、巴西燃料乙醇产量高居世界榜首早在20世纪30年代，燃料乙醇就被开发作为车用燃料。
20世纪70年代的两次石油危机，促使巴西和美国率先推行燃料乙醇发展计划，加拿大、法国、西班牙和瑞典随之效仿，形成了一定规模的生产和应用市场。
近年来不断攀升的高油价进一步促进各国政府积极推动燃料乙醇的发展，美国、欧盟和亚洲等国的生物燃料政策发生重大变化，大幅提高生物燃料的发展目标，同时加大政策支持力度，推动燃料乙醇产能扩大，产量迅速增长。
2006年世界燃料乙醇产量达到380亿升（按1加仑=3.79升换算，以下同），相当于全球汽油消费量的2.5%，比2000年产量增长95.9%。
预计2007年世界燃料乙醇产量可达440亿升。
世界燃料乙醇的生产主要集中在美国和巴西，两国燃料乙醇产量占世界总产量的90.5%。
美国现已超越巴西成为世界最大燃料乙醇生产国，2006年乙醇产量为183.8亿升，巴西乙醇产量为160亿升。
美国2007年底通过的新能源法规定，乙醇年使用量到2012年将达到75亿加仑（284亿升），2022年将进一步增至360亿加仑（1363亿升），其中以玉米为原料的乙醇最多不超过150亿加仑，而纤维素乙醇产量必须达到160亿加仑。
巴西燃料乙醇生产成本最低，是世界上目前乙醇和汽油混配比例最高的国家，也是世界最大的燃料乙醇出口国。
巴西2013年乙醇产量预计将达到350亿升。
截至2007年9月，欧盟生物乙醇产能已达到32.76亿升。
预计2010年生物燃料在其运输燃料中所占比重将达到5.75%，2020年进一步增至10%。
在亚洲，中国、日本、印度、印尼和菲律宾等也纷纷制定推广燃料乙醇发展规划，其中中国和印度的燃料乙醇生产已初具规模。
（二）上世纪末我国实行改革开放后，农业生产快速发展，粮食生产相对过剩，国家在粮食生产和储备方面的负担日益加重，农民收入增幅趋缓。
非粮乙醇项目简介
年产5万吨非粮乙醇项目简介一、项目概况随着各地对乙醇汽油的需求量不断加大，对粮食供给造成一定压力，今年6月份，国家紧急叫停了粮食乙醇项目。
一些地区开始调整发展方向，转向非粮乙醇项目的开发。
国家发改委明确提出，我国今后将积极发展非粮生物液体燃料，到2020年形成年替代1000万吨石油的能力。
发展乙醇等生物燃料，不是用玉米、小麦、红薯等粮食作物，而主要是用非粮食的物质，比如木薯、甘蔗、甜高粱、秸秆等为原料。
利用这些东西，把它们转变成生物乙醇等生物燃料。
投资燃料乙醇项目优势：1、本项目符合国家产业政策。
发展生物能源等新型能源替代品，是国家未来能源战略的重要组成部分，国家先后出台了关于鼓励发展燃料乙醇、生物柴油等生物能源的一系列政策，并在十一五规划中明确在十一五期间全国燃料乙醇生产能力达到500万吨，为本项目的建设和发展提供了良好的机遇。
2、本项目的实施有利于实现全面科学发展。
使用乙醇汽油作为燃料，可以明显降低汽车废气的排放，有效改善大气环境质量。
用酒精作增氧剂，可显著降低汽车尾气中的有害物，起到净化空气的功效。
3、本项目的实施有利于增加农民收入。
目前，世界上生产的燃料乙醇大部分是以植物秸秆、甘蔗、玉米和薯干等为原料糖化发酵制造的。
植物在地球上的储量高达2亿亿吨，而且每年以1640亿吨的再生速度更新。
我国又是一个农业大国，年平均农业秸秆类物质就超过7亿吨。
如果能通过生物技术，有效地将其转化为生物产品或生物能源，将大大促进我国农产品深加工业及农业产业化进程，使千千万万农民受益。
4、本项目的实施可以变废为宝，节省粮食。
本项目以秸秆、树枝、落叶等农作物的废弃物为原料，不但可以充分利用资源，变废为宝，同时可以节省大量粮食，保障国家粮食供给安全。
5、另外。
乙醇汽油的发展还可以带动乙醇生产、储存、流通、加工、汽车零部件生产等相关产业的发展。
例如：可利用酒精生产基地和设备制造乙醇汽油；为使汽车适应乙醇汽油，一些汽车零部件厂家已开始研究生产乙醇汽油专用发动机、油箱等配件。
木薯为原料的酒精酿造工艺
以木薯为原料的酒精酿造工艺木薯具有良好的加工性能，也不与粮食作物争地，是一种有很大发展潜力的酒精生产再生资源，将其应用到发酵工业，具有广阔的发展前景。
据相关资料显示广西的木薯产量较大，全国60%的木薯淀粉是由广西生产，广西对于生产木薯酒精具有独特的优势。
以木薯为原料进行酒精发酵的工艺较成熟。
本文简述了木薯原料预处理、液化、酶糖化、发酵酒精生产工艺。
木薯是热带和亚热带广泛种植的粮食和经济作物，适应性很强，耐旱、耐瘠、耐水，对土地的质量要求不高，是可在任何土质中生长的作物。
我国南方盛产木薯，产量高，淀粉含量高。
木薯的块根淀粉含量达25%-30%左右，木薯干淀粉含量达70%左右，是被誉为“淀粉之王”。
木薯已被世界公认是具有很大发展潜力、很有前途的酒精生产的可再生资源。
近年来，随着木薯原料用于生产酒精渐渐收到人民的重视，国内外学者都致力于木薯生产酒精工艺的研究。
下面就木薯原料预处理、液化、酶糖化、发酵酒精生产工艺这四个方面进行简单的介绍。
2二、液化三、糖化将全部的淀粉转化为糖，所以在发酵过程中还存在糖化过程，称后糖化。
糖化是一个复杂的生物化学过程，受糖化酶添加量、时间、温度等多种因素的影响。
糖化酶在木薯酒精发酵中有很大作用，它将木薯中的淀粉分解成可发酵性糖，以利于酵母酒精的发酵。
糖化酶的用量对酒精发酵有很大的影响，糖化酶的用量过少，会造成发酵不彻底；糖化酶太多，则增加了生产的成本。
糖化的效果不仅取决于糖化酶的添加量，而且与糖化时间有很大的关系，糖化时间不足，造成糖化不完全，不利于提高原料的出酒率；糖化时间过长，会延长生长周期，降低设备使用率。
糖化的温度高低对糖化也有一定的影响。
酶的化学本质是蛋白质，反应温度高于适宜温度时，酶蛋白会逐渐产生变性而作用减弱，甚至丧失其催化活性，温度低于适宜温度容易染菌，所以糖化的温度的控制是非常重要的。
从历年来，木薯酒精发酵的研究资料来看，糖化酶的添加量一般控制在100-200μ/g原料，糖化阶段的温度在58-62℃，糖化时间控制在30-60min。
中聚天冠非粮木薯燃料乙醇项目开工
利用关键 技术 ” ，获 得２０１５年度教育部 高校科技进 步奖一 等奖 。相关技术在７家企业 实现大规模 产业 化生产 ，建成生 产线 １９条 。
研究人 员研发 出定量配 比溶剂法抽 提物 高效 提取新 技 术 ，制备 得到高纯度 的麦角 甾醇及 桉叶醇 ；创立 了一种 低 成本 、环 保的木材脱脂新 技术 ，显 著提高 了胶合效率 ；首 创 了杜 仲叶及皮 中主要 活性成分 清洁温和提 取新技术 ，绿 原酸 纯度高达 ９９．８％；研发 了一种 杜仲木本 抗菌 剂制备 新 技术 ，实 现了梅雨季节 短期 内抑制 木竹制 品发霉。 同时 ， 阐明 了木质 素 、纤维素及 半纤维素 在预处理过 程中 的解 离 机理 ，定量解 释 了制浆造 纸及生物 炼制工业 中解 离木质素 的结构变化 特征 ，为工业 木质素 的高值化利用 提供 了技术 支撑 。
清华大学甜 高粱 固态发酵 制乙醇获工 业应 用 清华 大学新能 源技术研 究所 自主研 发 的甜 高梁秸秆 连 续 固体发 酵生产 乙醇技术 已通过 教育部组织 的专家鉴定 。 山东长安 集团宝力 生物质能源股份 有限公 司采用该技术建 设了５５５ ｍ３连续固体生物反应器 （长５５ ｍ、直径３．６ ｍ），实 现了甜高粱秸秆连续 固体发酵生产乙醇 。 该 固态发 酵工艺 制 乙醇在 发酵效率 、收率 、废水排放 上都 具有 优 势 ，整个 工 艺过 程 简捷 ，与 传统 窖 池发 酵 工 艺 相 比较 ，采用 固态发酵工 艺的 乙醇发 酵时 间从 ７２ ｈ减少 至２４ ｈ以下 ，效率 显著提高 ，比美 国玉 米乙醇技 术的液态 发 酵时 间缩短 了３５％以上 ；与传 统榨汁 液体发酵 技术相 比 较 ， 固态 发 酵工 艺避 免 了可 发酵 糖 提取 工序 ，简化 了生 产 工 艺 和设 备 ，减少 了能耗 ，乙醇 收率 达 到理论 产 量 的 ９３．０９％，比玉 米制 乙醇收率 提高 了２％；与传 统榨 汁液体 发 酵技术相 比较 ，固态 发酵工艺完全 避免 了发酵 废水 的排 放 ，显著 降低 了工厂废 水处理 的投入 和运行成本 ，而采用 传统工艺 生产 每吨玉米 乙醇至少 产生６ ｔ废水。
燃料乙醇的制备
木薯生淀粉批量发酵酒精：木薯
• 木薯——木薯是世界三大薯类之一，广泛栽培于 热带和亚热带地区。在我国南亚热带地区，木薯 是仅次于水稻、甘薯、甘蔗和玉米的第五大作物。
• 它在作物布局，饲料生产，工业应用等方面具有 重要作用，已成为广泛种植的主要的加工淀粉和 饲料作物。 • 是热带湿地低收入农户的主要食用作物。
• 在 S.cerevisiae 菌中导入木糖异构酶途径 可以获得高乙醇产量， 同样也可导入阿拉 伯糖异构酶途径。 • 戊糖的氧化还原代谢一直是众多工程途径 中的热点。
• 在将来， 随着实验室和中试规模研究的不 断提高， 人们会最大程度的利用木质纤维 素原料中的每个成分，将其转化成不同的 成品，实现原料的充分利用并使产品价值 达到最大化， 达到商业化生产要求。
分离纯化工艺流程图
发酵罐→泵→醪塔→浓缩塔→粗酒精→分子
筛塔A、B→冷凝 ↖ ↗ ↑ 蒸汽 蒸汽
↓ 无水乙醇
木质纤维素乙醇的新进展
• 生物质原料具有很多优点，但由于其韧性 会导致工艺过程复杂并且成本昂贵。通过 构造新纤维素水解酶体系、 改造戊糖发酵 工业中耐受抑制剂的酵母菌株以及结合最 优一体化过程，显著改善了发酵工艺过程。
燃料乙醇的发酵
燃料乙醇
• 是一种被广泛用于运输业的生物燃料。燃料乙醇 由富含糖类物质的农作物酿制产生，可加入汽油 中制成混合燃料。
• 燃料乙醇主要供汽车、摩托车等交通工具使用， 汽油发动机无需做过多改动就可以直接使用燃料 乙醇。当汽油价格较高时，燃料乙醇具有明显的 成本优势。然而，大规模使用燃料乙醇会导致玉 源自、甘蔗等农作物供不应求、价格上升。
木薯燃料乙醇的工艺流程
木薯燃料乙醇的工艺流程
木薯燃料乙醇的生产工艺通常包括以下主要步骤：
1. 制备木薯材料：首先将木薯进行洗涤、切碎和粉碎处理，得到木薯原料。
2. 酶解：将木薯原料进行酶解处理，加入适量水和酶类，通过控制温度和pH 值，使木薯淀粉分解成葡萄糖。
3. 发酵：将酶解后的木薯浆液加入酵母等微生物发酵剂，使葡萄糖发酵生成乙醇。
4. 蒸馏：将发酵产物进行蒸馏处理，得到乙醇和脱水乙醇。
5. 脱水：对蒸馏得到的乙醇进行脱水处理，去除其中的水分，得到更纯净的乙醇产品。
6. 精馏和提纯：对脱水后的乙醇进行精馏和提纯处理，使其达到工业使用标准。
7. 储存和包装：最后将提纯的乙醇产品储存于合适的容器中，进行包装和标识，以便出售或供应。
以上是木薯燃料乙醇的基本生产工艺流程，具体工艺参数和设备配置会根据生产
规模和技术水平而有所不同。
年产10万吨木薯燃料乙醇的工艺流程
年产10万吨木薯燃料乙醇的工艺流程1.原料处理：将木薯清洗、切碎、浸泡和脱水。
Raw material processing: Cassava is washed, chopped, soaked, and dehydrated.2.糖化：将木薯处理成糖浆，加热并添加酵母。
Saccharification: Process the cassava into syrup, heat it, and add yeast.3.发酵：在发酵罐中进行发酵过程，将糖浆转化为乙醇。
Fermentation: Ferment the syrup in a fermentation tank to convert it into ethanol.4.蒸馏：利用蒸馏设备提取乙醇。
Distillation: Extract ethanol using distillation equipment.5.精馏：对乙醇进行精馏，提高纯度。
Rectification: Rectify the ethanol to increase purity.6.干燥：将乙醇进行干燥处理，去除水分。
Drying: Drying the ethanol to remove moisture.7.混合：将乙醇与添加剂混合，符合燃料标准。
Mixing: Mix ethanol with additives to meet fuel standards.8.贮存：将成品乙醇储存在容器中。
Storage: Store the finished ethanol in containers.9.包装：对乙醇进行包装，以便运输和销售。
Packaging: Package ethanol for transportation and sale.10.检验：对乙醇进行质量检验，确保符合标准。
Inspection: Inspect the quality of ethanol to ensure it meets standards.11.运输：将乙醇运输到销售地点或其他厂家。
燃料乙醇生命周期成本模型及分析
燃料乙醇生命周期成本模型及分析【摘要】文章探讨了建立生命周期评价成本分析模型的思想，生命周期评价成本分析模型的组成要素，在此基础上建立了燃料乙醇生命周期成本分析模型。
最后以燃料乙醇项目为例对其全生命周期成本进行了分析研究。
结果表明：木薯燃料乙醇的成本比汽油高，无论以何种形式应用木薯燃料乙醇，都需要政府的补贴支持。
【关键词】燃料乙醇；生命周期；成本模型能源短缺和环境污染将是今后世界各国发展的最大制约瓶颈。
以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济是人类社会的必然选择。
随着汽车清洁代用能源研究的深入，生命周期评价方法已广泛应用于汽车清洁代用能源的研究和开发。
通过对汽车清洁代用能源（包括汽车代用燃料和代用动力）进行生命评价与比较，为政府选择合适的汽车清洁代用能源，进行正确决策提供依据。
全生命周期成本（LCC）也被称为寿命周期费用。
美国国防部给出的LCC的定义为政府为了设置和获得系统以及系统一生所消耗的总费用，其中包括开发、设置、使用、后勤支援和报废等费用。
文献认为LCC是指产品从开始酝酿，经过论证、研究、设计、发展、生产和使用一直到最后报废的整个生命周期内所耗费的研究、设计与发展费用、生产费用、使用和保障费用及最后废弃费用的总和。
国内对汽车代用清洁能源生命周期评价的研究还处于起步阶段，上海交通大学建立了木薯乙醇燃料周期经济、能源和环境评价（EEE）模型，清华大学对燃料电池车基础设施进行了生命周期排放评价。
重庆大学对车用替代燃料方案进行了生命周期EEE分析与应用研究。
本文采用价值流分析建立LCC模型。
价值流（Valueflow）是指企业将一种产品从概念设想到投产，将一种产品从原材料状态加工成客户可以接受的产成品，并送至顾客手中的一系列活动。
最后以燃料乙醇项目为例对其成本进行了分析研究。
一、成本模型构建燃料乙醇的生命周期成本由其生命周期过程中各阶段成本组成的成本链构成，如图1所示。
C1～C5分别为“原料生产”、“燃料生产”、“加油站”及“运输”单元的成本输出，T1～T3分别为“原料生产”、“燃料生产”和“加油站”的利润。
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木薯燃料乙醇
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木薯燃料乙醇
木薯燃料乙醇
木薯系淀粉质原料，用途比较广泛，近年来随着我国乙醇产能迅速增长，木薯需求量也大增，每年均需从国外大量进口，2004年以来，连续3年进口量均超过300万t，价格也在逐年攀升。
2006年11月广西木薯干收购价格已涨至1200元/ t。
制作工艺
同为淀粉质原料，除原料前处理工段有所不同外，制糖和发酵等工段与玉米乙醇是相同的。
根据上述工艺要求，年产6万t燃料乙醇的生产厂，按2006年中期市场价格计，固定资产总投资1.25亿元，包括配套热电站一座。
年销售收入2. 74亿元，其中主产品6万t燃料乙醇销售收入2.52亿元。
5500t饲料酵母销售收入2200万元，年利税1166.8万元。
燃料乙醇单位成本核算结果为：总成本4612.2元，副产品抵扣为366.6元，单位成本为4245.6元。
木薯乙醇主要存在问题
一是原料的可靠供应问题，即国内木薯生产难以满足发展燃料乙醇需要。
二是原料价格上扬问题，由于木薯的综合利用价值较低，副产品收益少，因此原料价格对生产成本的影响更明显；如上述工厂若按同期泰国市场木薯干价格（合人民币800元/t）进原料，则上述项目年利税可达7886.8万元。
但2006年以来木薯干进口到岸价在120～140美元/t。
因此木薯乙醇的成本更难以明显下降。
每吨木薯燃料酒精成本较以玉米为原料的燃料酒精每吨成本高500元左右。
三是环保问题，木薯乙醇废液治理难度大是环保界公认的。
目前绝大多数木薯乙醇厂排放的废液未经有效处理即排放，对当地及下游环境造成严重影响。
上述问题严重制约了木薯燃料乙醇的发展。
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