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来源：学生作业帮 编辑：百度作业网作业帮 分类：综合作业 时间：2024/04/30 13:38:52
甘蔗酒精要如何做
紧急
紧急
对用甘蔗生产车用燃料酒精的探讨
1． 车用乙醇汽油是战略举措
开发燃料酒精等石油替代品,节约石油资源的举措已列入国家"十五"发展计划纲要.去年7月份以来,我国推广使用车用乙醇工作已进入一个新阶段,北方一些省区用玉米生产燃料酒精项目已开始进行建设.
南方的甘蔗（用发酵方法生产酒精）,也是一种能源作物.前几年我国西部地区（广西、云南、贵州等省）种蔗致富脱贫起了较大作用,可是因为化学合成甜味剂及进口糖的冲击,出现食糖供大于求的现象,关停了一些糖厂；这些地区是否可借鉴巴西25年来发展甘蔗燃料酒精的经验；糖与酒精并举,以价格、市场调整二者产量,做到稳定种蔗面积和蔗农收入,调动农民积极性,实现经济、社会、生态三效益的提高.北方种玉米、南方种甘蔗.北南并举积极支持全面推广酒精掺汽油驱车的战略举措.
2． 甘蔗是理想的能源作物
衡量作物生长出来的干物质或生物体作为燃料能源为目的时,必需考虑的三个主要因素,就是单位土地面积的收获量、生产成本及净能比.
国外研究机构比较过一些作物发酵法生产酒精的收率如表1.
表1各种能源作物单位面积产酒精比较
原料 土地产量 糖或淀粉 酒精产率 土地酒精产量
（吨/公顷/年） （含量%） （公升/吨原料） （公斤/公顷/年）
甘蔗 70 12．5 70 4900
木薯 40 25 150 6000
甜菜 45 16 100 4300
甜高果 35 14 80 2800
玉米 5 69 410 2050
小麦 4 66 390 560
稻米 5 75 450 2250
注：表1是印度《国家糖业管理联合会》主席曼奴夏．劳（P．J．M．R ao）撰文比较各种能源作物单位面积酒精产量数字,认为甘蔗与木薯产量最高,虽然与我国的产量未必相同,特别是南、北方与中部地域地理条件不同产量亦有差异,但甘蔗产生的能源属前茅是肯定的.
净能比是太阳光能,通过叶绿素光合作用能储存能量的比例（效率）,即
绿色植物
CO + H2O + 光能—————--（CH2O）+ O2 + e
输出总能量
其中e是储在光合作物中的能量,净能比是：NER = ——————
输入总能量
一些能量作物的NER比较：甘蔗1．9～2．7；甜菜0．56；玉米0．74；木薯0．69～3．56；甜高梁1.
由甘蔗榨汁直接生产酒精,每吨甘蔗约可生产酒精70升、蔗渣250公斤、废醪液910升.
废液治理问题：玉米酒糟可浓缩干燥制饲料（DDGS）.蔗汁发酵酒精后的废液,颜色比糖蜜为原料的浅,灰分少很多,残糖亦较低,可直接用于灌溉农田.巴西年产无水酒精1200万吨,其废液多采用槽车,在距工厂约50公里半径的农田,轮流灌溉,补充农田水、肥.也可用于锅炉烟囱水膜除尘冲灰水,循环复用可浓缩至固形物40～50%,用作液体肥或掺吸附剂作固体肥.
加工成本：玉米要经粉碎、蒸煮（或不蒸煮）、液化糖化才发酵；甘蔗只经压榨抽出蔗汁就可发酵,按理甘蔗加工费低于淀粉原料,但现设加工成本二者接近.
综合以上一些数字,如按上述作为生产能量作物原料三要素衡量单位土地面积产量、净能比、生产成本比（原料成本加上加工成本）,甘蔗均是优选的原料（见表2）.
表2 我国玉米与甘蔗制酒精的比较
项 目 玉 米 甘 蔗
亩产(吨) 0．5 4
原料：酒精 3：1 13．5～15：1
亩产酒精（公斤） 170 280
原料价（元/吨） 900～1300 190（广西平均）
原料成本（元/吨酒精） 2700~3900 2660
产品回收价（元/吨酒精） DDGS1吨每吨400元 蔗渣3．22吨按每吨200元计为644元
原料价减联产品价（元/吨酒精） 2300~3500 2016
3． 燃料酒精（无水酒精）生产方法
用普通蒸馏方法制得酒精,不能作代汽油燃料,要脱水至含酒精99．5%以上,并加改性剂才能作燃料酒精.一般称99．5%以上酒精含量的为无水酒精.
生产方法大致有化学反应脱水、分子分离脱水、三无共沸混合物蒸馏脱水、萃馏脱水方法.分述如下：
（1） 化学反应脱水,Merek法是用生石灰、氯化钙为脱水剂,每公升酒精加0．55公斤氯化钙,经6小时或加压反应让脱水剂吸掉酒精的水,再精馏而制得,此法酒精损耗较大．过去我国湖南、山东一些小型厂用此法.
Hiag法是用醋酸钠混合液具有脱水性,在脱水精馏塔中逆向交换吸收脱水.可制得99．8%无水酒精,损耗0．1～0．5%,每100升无水酒精汽耗65～80公斤,电0．5度,水1．2～1．6吨.
（2）分子分离脱水：用A4型分子筛将96%的酒精通过后,分子筛可把酒精的水份
吸附,使酒精统一纯度提高到99%以上.离子交换树脂脱水一般用732型树脂脱水落,每吨无水酒精需96%酒精1.25吨、电350度,树脂3．5公斤.武汉、江西一些厂用此法.国外现用气相过分子筛,据说较省能耗.巴西的usina da pedza 糖厂已采用了此法,是目前世界上最大的气相分子筛脱水制无水酒精.
（3）三元共沸物蒸馏脱水（称Melle法）是大规模生产无水酒精最通用的方法.作工业或燃料用的无水酒精,一般用苯作脱带剂,酒精与水如加入第三种组份一苯,构成三元共沸物,其沸点比三种组分的沸点都低,当在苯脱水塔加热至64．85℃时,逐步蒸馏出带了水的苯、酒精液,塔底得到的便是无水酒精.纯度可达99．8～99．95%.再由苯回收塔回收苯,循环再作脱带剂.若用于医药、化妆品、香精等的无水酒精因苯有毒,则改用环已烷、乙二醇醋酸钾为脱带剂.生产消耗,每百升无水酒精耗汽53～175公斤,苯0．1%,酒精0．45%,冷却水375公斤/百升吨酒精.
（4）萃取蒸馏 常用萃取剂有甘油、乙二醇、醋酸钾乙二醇等.在蒸馏塔中酒精气
向上升,而溶剂向下降的逆流萃提：溶剂把酒精水份带走,无水酒精在塔顶逸出,塔底排出的为有水份的溶剂,溶剂再生后可复用.
4 展望
以多种能源作物比较,土地单位面积产量以甘蔗为最高；产酒精量也名列前茅；以甘蔗为原料制燃料酒精技术完全可行；加工费也是以甘蔗为原料最低.但从经济收益方面同产糖或产燃料酒精比较.则当前产糖效益会高于产酒精,因为产糖1吨只需甘蔗8～10吨,而产酒精则需13．5～15吨,而两种产品近年售价较接近,虽加工费产糖高于酒精,但原料费占生产成本是主要的.因此单从经济效益考虑则产糖优于酒精,但糖的消费量有限,放开发展可能会出现供大于求,然而发展燃料酒精则消费量很大,可以大力发展.为此,笔者认为应对甘蔗发展燃料酒精经剂政策方面作深入的研究.
1． 车用乙醇汽油是战略举措
开发燃料酒精等石油替代品,节约石油资源的举措已列入国家"十五"发展计划纲要.去年7月份以来,我国推广使用车用乙醇工作已进入一个新阶段,北方一些省区用玉米生产燃料酒精项目已开始进行建设.
南方的甘蔗（用发酵方法生产酒精）,也是一种能源作物.前几年我国西部地区（广西、云南、贵州等省）种蔗致富脱贫起了较大作用,可是因为化学合成甜味剂及进口糖的冲击,出现食糖供大于求的现象,关停了一些糖厂；这些地区是否可借鉴巴西25年来发展甘蔗燃料酒精的经验；糖与酒精并举,以价格、市场调整二者产量,做到稳定种蔗面积和蔗农收入,调动农民积极性,实现经济、社会、生态三效益的提高.北方种玉米、南方种甘蔗.北南并举积极支持全面推广酒精掺汽油驱车的战略举措.
2． 甘蔗是理想的能源作物
衡量作物生长出来的干物质或生物体作为燃料能源为目的时,必需考虑的三个主要因素,就是单位土地面积的收获量、生产成本及净能比.
国外研究机构比较过一些作物发酵法生产酒精的收率如表1.
表1各种能源作物单位面积产酒精比较
原料 土地产量 糖或淀粉 酒精产率 土地酒精产量
（吨/公顷/年） （含量%） （公升/吨原料） （公斤/公顷/年）
甘蔗 70 12．5 70 4900
木薯 40 25 150 6000
甜菜 45 16 100 4300
甜高果 35 14 80 2800
玉米 5 69 410 2050
小麦 4 66 390 560
稻米 5 75 450 2250
注：表1是印度《国家糖业管理联合会》主席曼奴夏．劳（P．J．M．R ao）撰文比较各种能源作物单位面积酒精产量数字,认为甘蔗与木薯产量最高,虽然与我国的产量未必相同,特别是南、北方与中部地域地理条件不同产量亦有差异,但甘蔗产生的能源属前茅是肯定的.
净能比是太阳光能,通过叶绿素光合作用能储存能量的比例（效率）,即
绿色植物
CO + H2O + 光能—————--（CH2O）+ O2 + e
输出总能量
其中e是储在光合作物中的能量,净能比是：NER = ——————
输入总能量
一些能量作物的NER比较：甘蔗1．9～2．7；甜菜0．56；玉米0．74；木薯0．69～3．56；甜高梁1.
由甘蔗榨汁直接生产酒精,每吨甘蔗约可生产酒精70升、蔗渣250公斤、废醪液910升.
废液治理问题：玉米酒糟可浓缩干燥制饲料（DDGS）.蔗汁发酵酒精后的废液,颜色比糖蜜为原料的浅,灰分少很多,残糖亦较低,可直接用于灌溉农田.巴西年产无水酒精1200万吨,其废液多采用槽车,在距工厂约50公里半径的农田,轮流灌溉,补充农田水、肥.也可用于锅炉烟囱水膜除尘冲灰水,循环复用可浓缩至固形物40～50%,用作液体肥或掺吸附剂作固体肥.
加工成本：玉米要经粉碎、蒸煮（或不蒸煮）、液化糖化才发酵；甘蔗只经压榨抽出蔗汁就可发酵,按理甘蔗加工费低于淀粉原料,但现设加工成本二者接近.
综合以上一些数字,如按上述作为生产能量作物原料三要素衡量单位土地面积产量、净能比、生产成本比（原料成本加上加工成本）,甘蔗均是优选的原料（见表2）.
表2 我国玉米与甘蔗制酒精的比较
项 目 玉 米 甘 蔗
亩产(吨) 0．5 4
原料：酒精 3：1 13．5～15：1
亩产酒精（公斤） 170 280
原料价（元/吨） 900～1300 190（广西平均）
原料成本（元/吨酒精） 2700~3900 2660
产品回收价（元/吨酒精） DDGS1吨每吨400元 蔗渣3．22吨按每吨200元计为644元
原料价减联产品价（元/吨酒精） 2300~3500 2016
3． 燃料酒精（无水酒精）生产方法
用普通蒸馏方法制得酒精,不能作代汽油燃料,要脱水至含酒精99．5%以上,并加改性剂才能作燃料酒精.一般称99．5%以上酒精含量的为无水酒精.
生产方法大致有化学反应脱水、分子分离脱水、三无共沸混合物蒸馏脱水、萃馏脱水方法.分述如下：
（1） 化学反应脱水,Merek法是用生石灰、氯化钙为脱水剂,每公升酒精加0．55公斤氯化钙,经6小时或加压反应让脱水剂吸掉酒精的水,再精馏而制得,此法酒精损耗较大．过去我国湖南、山东一些小型厂用此法.
Hiag法是用醋酸钠混合液具有脱水性,在脱水精馏塔中逆向交换吸收脱水.可制得99．8%无水酒精,损耗0．1～0．5%,每100升无水酒精汽耗65～80公斤,电0．5度,水1．2～1．6吨.
（2）分子分离脱水：用A4型分子筛将96%的酒精通过后,分子筛可把酒精的水份
吸附,使酒精统一纯度提高到99%以上.离子交换树脂脱水一般用732型树脂脱水落,每吨无水酒精需96%酒精1.25吨、电350度,树脂3．5公斤.武汉、江西一些厂用此法.国外现用气相过分子筛,据说较省能耗.巴西的usina da pedza 糖厂已采用了此法,是目前世界上最大的气相分子筛脱水制无水酒精.
（3）三元共沸物蒸馏脱水（称Melle法）是大规模生产无水酒精最通用的方法.作工业或燃料用的无水酒精,一般用苯作脱带剂,酒精与水如加入第三种组份一苯,构成三元共沸物,其沸点比三种组分的沸点都低,当在苯脱水塔加热至64．85℃时,逐步蒸馏出带了水的苯、酒精液,塔底得到的便是无水酒精.纯度可达99．8～99．95%.再由苯回收塔回收苯,循环再作脱带剂.若用于医药、化妆品、香精等的无水酒精因苯有毒,则改用环已烷、乙二醇醋酸钾为脱带剂.生产消耗,每百升无水酒精耗汽53～175公斤,苯0．1%,酒精0．45%,冷却水375公斤/百升吨酒精.
（4）萃取蒸馏 常用萃取剂有甘油、乙二醇、醋酸钾乙二醇等.在蒸馏塔中酒精气
向上升,而溶剂向下降的逆流萃提：溶剂把酒精水份带走,无水酒精在塔顶逸出,塔底排出的为有水份的溶剂,溶剂再生后可复用.
4 展望
以多种能源作物比较,土地单位面积产量以甘蔗为最高；产酒精量也名列前茅；以甘蔗为原料制燃料酒精技术完全可行；加工费也是以甘蔗为原料最低.但从经济收益方面同产糖或产燃料酒精比较.则当前产糖效益会高于产酒精,因为产糖1吨只需甘蔗8～10吨,而产酒精则需13．5～15吨,而两种产品近年售价较接近,虽加工费产糖高于酒精,但原料费占生产成本是主要的.因此单从经济效益考虑则产糖优于酒精,但糖的消费量有限,放开发展可能会出现供大于求,然而发展燃料酒精则消费量很大,可以大力发展.为此,笔者认为应对甘蔗发展燃料酒精经剂政策方面作深入的研究.