甜高粱茎秆固体发酵制取乙醇工艺技术.doc

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国家高技术研究发展计划(863计划)
课题验收报告

国家高技术研究发展计划（863计划）
甜高粱茎秆制取乙醇（2003AA514040）
课题验收报告
1.4主要技术与经济指标
1.4.1主要技术
采用微机程序控制的固定化酵母多级流化床生物反应器，建成年产400吨乙醇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。
产量：400T/y（液体发酵工艺）
发酵时间：10-15h
产酒率：8-10%（汁液锤度为16-22%）
乙醇纯度：99.5%
1.4.2采用固体发酵工艺
建成年产5000吨乙醇的工业化生产示范工程
产量：5000T/y（固体发酵工艺）
发酵时间：100－120h（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%
1.4.3经济指标
甜高粱茎秆制取乙醇生产成本低于3200元/吨
（说明：课题申报时的能源、材料费为：煤280元/吨，电0.50元/度，水1元/吨,甜高粱茎秆收购价100元/吨，劳动力400元/月。当前为：煤400元/吨，电1元/度，水1.9元/吨,甜高粱茎秆收购价160元/吨，劳动力600元/月）
2.对课题考核目标调整情况的说明
2.1增加采用固体发酵工艺年产5000吨乙醇能力的产业化示范工程
由于纬度的变化会对甜高粱生长特性产生一些变化，同时对于甜高粱茎秆的储存也带来很大的影响，所以不同地区、不同规模应采用不同的生产工艺，固体发酵工艺适宜于小规模经济欠发达地区的推广应用。增加固体发酵工艺的产业化研究示范是为满足广大农村和经济不发达地区实现农业产业结构调整，拓宽农业就业渠道，非常必要的。
2.2增加固体发酵工艺流程的规范化研究
“九五”期间，在甜高粱茎秆固体发酵工艺方面已经取得了较大的进展，在本课题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行研究。
2.3增加甜高粱茎秆制取乙醇工艺技术和固体发酵产业化工程配套设备的研究
完善甜高粱茎秆制取乙醇固体发酵配套工程及设备
3课题任务执行情况综述
《甜高粱茎秆制取乙醇》课题编号：2001AA514040、2003AA544040分为两个阶段，第一阶段的工作任务已按合同书中规定的内容完成，并于2003年11月6日，由863计划能源技术领域办和后续能源技术主题专家组主持，在北京进行了“甜高粱茎秆制取乙醇”课题阶段检查验收。专家组听取了课题组的汇报，审查了2003年度课题阶段验收材料，并于11月13日对课题执行情况进行了现场检查。检查组针对课题工艺条件与技术指标，详细检查了课题组在山东景芝酒业股份有限公司建设的甜高粱茎秆制取乙醇生产性中试工程示范现场实施情况。主题专家组一致认为，在执行课题过程中，该课题能严格按照863计划课题任务合同书的内容开展各项工作，较好地完成了课题合同中规定的本年度课题执行计划，达到阶段考核指标的要求，同意通过阶段验收，并进入第二阶段的研究工作。
2003年－2005年课题进入第二阶段的研究内容，目前已完成原合同中规定的工作内容和指标，同时也完成了申请增加的工作内容，特提请验收。

3.2采用微机程序控制的固定化酵母多级流化床快速发酵工艺，建成年产400吨乙醇生产性中试示范工程
3.2.1年产400吨乙醇产品的甜高粱原料的种植
3.2.2.固定化酵母设备的安装、调试、运行及制定生产工艺规程
3.2.2.1固定化酵母造粒设备工作特点
流化床生物反应器内必须填充一定数量的酵母粒子，为满足固定化酵母粒子产业化生产，新研制出了TTD－ZL1型离心式固定化酵母粒子造型机，和国内其它类型产品相比，该设备具有以下特点：
(1)传动平稳，工作噪音低；
(2)粒子离心分离体转数在0－500转/分范围内连续可调，克服了机械式调速不连续的缺点；
(3)造粒直径可以根据要求，通过选择不同的粒子分离模具，实现1－5mm不同直径的制粒要求；
(4)最大生产能力：200kg/h;
(5)粒子成型率高，一致性好，操作简便。
3.2.2.2TTD－ZL1型造粒机工作原理
造粒机由料斗、电机、电磁调速器、传动轴、离心甩盘及粒子托盘等几部分组成，如图3－3所示。

图3－3TTD－ZL1型造粒机原理示意图
注：1.料斗2.电机3.电磁调速器4.空心传动轴5.离心甩盘6.粒子托盘7.粒子
其基本原理是利用酵母与载体的混合体通过离心盘作离心运动，当其张力小于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。
酵母与载体的混合体由料斗、导料管进入离心甩盘以后，由于液体粘性对离心盘内壁的吸附作用而随同离心盘一起作匀速旋转运动，其线速度为：
V=2πrn/60.100（m/s）
式中r—离心盘半径（mm）n—离心盘转速（R/min）
根