技术领域
[0001] 本
发明涉及乙醇生产领域，以沙枣为原料生产
燃料乙醇的工艺方法。
背景技术
[0002] 乙醇作为食品、化工原料，直以来都是
发酵行业的主导产品。长期以来，乙醇都由
微生物发酵生产，原料多以
农作物如：玉米、小麦、甜
高粱、木薯、红薯等为主。如
申请号201410662601.9公开了一种制备乙醇的方法，包括：将
淀粉原料
粉碎以形成大颗粒淀粉质原料；向所述大颗粒淀粉质原料中加
水及耐高温淀粉酶并混合搅拌以形成第一醪液；对所述第一醪液进行糊化处理以形成第二醪液；
液化处理；对液化处理后的所述第二醪液进行
糖化处理以形成第三醪液；对所述第三醪液进行发酵。根据本发明的方法，可以在利用颗粒度较大的淀粉质原料的情况下，将淀粉质原料醪液的
粘度控制在工艺可接受的范围内。同时，由于很好地控制了大颗粒淀粉质醪液的粘度和液糖化效果，因此有效地解决了
现有技术中使用大颗粒淀粉质醪液进行乙醇生产时出现的输送困难及液糖化不完全的问题，进一步减低了生产工艺中的
能源消耗。
[0003] 除此以外，也有一些玉米秸秆等作为原料来做生产乙醇，比如天津大学就在2017年注册了申请号为201711404719.1(
发明名称为以玉米秸秆为原料制取乙醇的工艺)，但其转化率比较低，存在设备
腐蚀问题，在当前进行产业化的可能性比较弱目前，[0004] 因此，探索新的非粮
生物质原料来源代替以玉米等粮食作物生产燃料乙醇，不与人争粮，不与粮争地，不破坏生态环境，是我国生物乙醇产业发展的基本方针，也是发展农村经济的方向。
[0005] 沙枣(Elaeagnusangustifolia L.)，
别名：
银柳胡颓子(东北木本
植物图志、)、桂香柳(河南)、银柳(辽宁)等。该树种生长于半干旱、干旱、半荒漠、荒漠地区，在我国的西北荒漠、半荒漠地区、华北、山东及东北地区均有分布，沙枣也是极少能在戈壁滩上生存下来的树种之一，被誉为沙漠和盐
碱地的“宝树”。
[0006] 沙枣全身是宝：叶含
蛋白质4％、粗脂肪2.4％、糖15.7％，是优质的
饲料。沙枣果肉粉含
粗蛋白6.76-7.94％、粗脂肪1.34％、糖43-59％，可用于副
食品加工，也可以代替粮食。沙枣花霞郁清香，可提取芳香油，又是很好的蜜源。沙枣根有根瘤菌，可固氮改善
土壤。沙枣
种子仁含油量20.69％，可用于生产清洁燃料(
生物柴油)；沙枣树可营造沙枣经济林、防护林，并能育成
风景林，绿化美化城市。鉴于沙枣树作为植物在恢复植被、造林方面有良好的前景；果实沙枣果中所含的糖、蛋白质、维生素等可满足
酵母菌生长发酵的需要，因此理论上沙枣是一种很好的燃料乙醇发酵生产的原料。
[0007] 本
申请人为了解决现有以玉米、小麦和木薯等淀粉质原料生产燃料乙醇的产业规模化发展受限的问题，研究开发了一种以沙枣为原料生产燃料乙醇的工艺方法。
发明内容
[0008] 本发明提供了一种以沙枣为原料生产燃料乙醇的工艺方法。
[0009] 本发明的技术方案包括以下步骤：
[0010] 包括沙枣的预处理，打浆，液化处理，发酵，乙醇的蒸馏、脱水。将沙枣去核，加pH3.5-5.0的工艺水打浆，得到枣浆；枣浆进行液化或固液分离；清液醪液进入
发酵罐，加入抗生素，接入酒母；发酵，得到发酵成熟醪液；成熟醪经过蒸馏、脱水后，冷凝后得到乙醇液体，加入变性剂，得到成品燃料乙醇。
[0011] 优选地，一种利用沙枣发酵生产燃料乙醇的方法，包括以下步骤：
[0012] (1)预处理：将沙枣去除杂质和果核，加入pH3.5-5.0的工艺水打浆，得枣浆，控制枣浆的
质量浓度为15-30％，糖度15-20％；
[0013] (2)液化处理：枣浆固液分离，清液醪液进入发酵罐；固体进行堆肥或干燥处理生产饲料；
[0014] 优选地，液化处理还包括对枣浆进行蒸煮；
[0015] 优选地，液化处理还包括对枣浆添加果胶酶等降粘酶进行酶解、蒸煮处理；
[0016] (3)发酵：自醪液
泵送来的小一部分枣浆醪液进入酒母灌，并加入营养盐，通入无菌空气，活化活性干酵母；将含有酒母的酒母醪用泵送至发酵罐；
[0017] 另一部分醪液直接进入发酵罐，在罐内，通过酒母，发酵生成酒精，发酵过程通入无菌空气以保持酵母活
力；
[0018] (4)乙醇蒸馏脱水：将工段(3)的成熟醪预热至70℃以上后送至蒸馏车间，经差压蒸馏后，从精馏塔液相采出体积分数为95％的酒精作为无水原料；
[0019] 无水原料经成品乙醇预热后送至分子筛系统，经
蒸发器、
过热器后进分子筛床脱水，冷却后即为质量分数为99.5％的燃料乙醇；
[0020] 该产品中添加变性剂后得到变性燃料乙醇成品，产品质量符合国家标准GB18350-2013；
[0021] 优选地，本发明全工艺采用余热回收技术，对蒸馏、脱水工段的废余热进行回收，用于预热或加热醪液或成熟醪液。
[0022] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0023] 1、沙枣的含糖量十分高，易于被酵母菌利用。同时沙枣的蛋白质、维生素和矿物元素含量丰富，有利于酵母菌的发酵生长。
[0024] 2、由于沙枣含可发酵糖较高，过程无需加入淀粉酶、糖化酶进行液糖化，也可以直接应用
生料发酵技术，节省能耗，使得生产工艺大为简化。
[0025] 3、本发明工艺中，采用差压蒸馏技术与余热回收技术、醪醪换热技术，可以使能耗大幅降低，使得整体
蒸汽消耗低于3.0吨/吨酒精，比目前以淀粉为原料的燃料乙醇低15～30％，。
[0026] 4、本发明对作为原料的沙枣没有特殊要求，可有效拓宽沙枣的用途，使沙枣类资源得到充分利用。
[0027] 5、本发明方法的糖醇转化率、生产效率与以玉米等淀粉质为原料发酵时基本保持一致，在不耗费粮食资源的前提下，采用了一种新的生物资源来生产生物能源，拓宽了生物能源的原料来源。
附图说明
[0028] 图1为以沙枣为原料发酵生产燃料乙醇的工艺的
实施例1的流程原理图；
[0029] 图2为以沙枣为原料发酵生产燃料乙醇的工艺的实施例2的流程原理图。
具体实施方式
[0030] 请参阅图1，实施例1以沙枣为原料发酵生产燃料乙醇的工艺如下：
[0031] 将175kg已经去除杂质和果核的沙枣粉，加入pH3.5-5.0的工艺水打浆，得枣浆，控制枣浆的质量浓度为15-30％，糖度15％～17％左右；
[0032] 枣浆经过多级喷射器将枣浆加热至85-100℃，送往蒸煮罐进行蒸煮保温30-180min；枣浆醪液经换热器冷却醪液至20-35℃；
[0033] 醪液直接进入发酵罐，接入酒母，发酵36～40h；在罐内，通过酒母，发酵生成酒精，发酵过程通入无菌空气以保持酵母活力；
[0034] 成熟醪预热至70℃以上后送至蒸馏车间，经差压蒸馏后，从精馏塔液相采出体积分数为95％的酒精作为无水原料；
[0035] 无水原料经成品乙醇预热后送至分子筛系统，经
蒸发器、
过热器后进分子筛床脱水，冷却后得到41kg质量分数为99.5％的燃料乙醇；
[0036] 该产品中添加变性剂后得到变性燃料乙醇成品，产品质量符合国家标准GB18350-2013；
[0037] 蒸馏脱水系统排出的废醪的处理主要由分离、
厌氧消化、好氧生化处理等工序组成。其设施设备主要有：贮罐(池)、冷却器、分离机、沼气发酵罐(池)、泵、沼气、好氧等有效处理设备。废糟经过上述处理工艺处理后，产生的沼气用于燃烧发电，剩余的
废水(COD值为197mg/L)按国家相关标准排放或作为液体
有机肥进行
灌溉处理，固体废糟作为生物有机肥。
[0038] 该工艺与玉米等淀粉质为原料的燃料乙醇工艺相似，工艺技术可靠，蒸煮灭菌过程无需添加淀粉酶和糖化酶，节约了生产成本。
[0039] 请参阅图2，实施例2以沙枣为原料发酵生产燃料乙醇的工艺如下：
[0040] 将175kg已经去除杂质和果核的沙枣粉，加入pH3.5-5.0的工艺水打浆，得枣浆，控制枣浆的质量浓度为15-30％，糖度15％左右；
[0041] 枣浆经过固液分离，清体醪液直接送往发酵罐；分离后固体进行堆肥处理或者烘干后生产饲料；
[0042] 醪液直接进入发酵罐，接入酒母，加入
抑菌剂，发酵36～40h；在罐内，通过酒母，发酵生成酒精，发酵过程通入无菌空气以保持酵母活力；
[0043] 成熟醪预热至70℃以上后送至蒸馏车间，经差压蒸馏后，从精馏塔液相采出体积分数为95％的酒精作为无水原料；
[0044] 无水原料经成品乙醇预热后送至分子筛系统，经蒸发器、过热器后进分子筛床脱水，冷却后得到40kg质量分数为99.5％的燃料乙醇；
[0045] 该产品中添加变性剂后得到变性燃料乙醇成品，产品质量符合国家标准GB18350-2013；
[0046] 蒸馏脱水系统排出的废醪的处理主要由分离、厌氧消化、好氧生化处理等工序组成。其设施设备主要有：贮罐(池)、冷却器、分离机、沼气发酵罐(池)、泵、沼气、好氧等有效处理设备。液体废糟经过上述处理工艺处理后，产生的沼气用于燃烧发电，剩余的废水(COD值为197mg/L)按国家相关标准排放或作为液体有机肥进行灌溉处理，固体废糟作为生物有机肥或烘干生产饲料。
[0047] 与玉米等淀粉质原料相比，沙枣原料含可直接发酵糖较高，因此采用生料发酵方法，对沙枣浆进行固液分离，然后按照清液发酵工艺进行发酵。
[0048] 该实施例的工艺优点在于，醪液无需蒸煮，采用清液发酵工艺，因此工艺简单，配合余热回收技术，燃料乙醇的所耗蒸汽＜3.0吨/吨酒精，整体蒸汽消耗达到甚至低于传统玉米燃料乙醇生产汽耗水平，生产的过程成本比玉米、木薯为原料的燃料乙醇低。
[0049] 实施例3以沙枣为原料发酵生产燃料乙醇的工艺如下：
[0050] 将220kg已经去除杂质和果核的沙枣粉，加入pH3.5-5.0含营养盐的工艺水，打浆，得枣浆，控制枣浆的质量浓度为20-35％，糖度为16～20％；
[0051] 枣浆经过一级喷射器预热至30-60℃，0.05～0.1％的比例加入果胶酶，保温1-2小时，然后经过多级喷射器将枣浆加热至85-100℃，送往蒸煮罐进行蒸煮保温30-180min；枣浆醪液经换热器冷却醪液至20-35℃；
[0052] 醪液直接进入发酵罐，接入酒母，发酵36～40h；在罐内，通过酒母，发酵生成酒精，发酵过程通入无菌空气以保持酵母活力；
[0053] 成熟醪预热至70℃以上后送至蒸馏车间，经差压蒸馏后，从精馏塔液相采出体积分数为95％的酒精作为无水原料；
[0054] 无水原料经成品乙醇预热后送至分子筛系统，经蒸发器、过热器后进分子筛床脱水，冷却后得到57kg质量分数为99.5％的燃料乙醇；
[0055] 该产品中添加变性剂后得到变性燃料乙醇成品，产品质量符合国家标准GB18350-2013；
[0056] 蒸馏脱水系统排出的废醪的处理主要由分离、厌氧消化、好氧生化处理等工序组成。其设施设备主要有：贮罐(池)、冷却器、分离机、沼气发酵罐(池)、泵、沼气、好氧等有效处理设备。废糟经过上述处理工艺处理后，产生的沼气用于燃烧发电，剩余的废水(COD值为197mg/L)按国家相关标准排放或作为液体有机肥进行灌溉处理，固体废糟作为生物有机肥。
[0057] 该实施例的工艺优点在于，枣浆经过酶解后进行全料发酵，能很好解决醪液的流动性问题，不容易堵塞管路，原料中的糖分释放完全，糖醇转化率较高，糖醇转化率大于45％。
[0058] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
