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生物乙醇工厂

技术诀窍和技术许可

奥高布殊生物乙醇技术

生物乙醇是脱水(高度浓缩的)乙醇,用作运输燃料的添加剂。它是内燃机的一种随时可用的清洁燃料,与汽油很容易混合。

有机物质采用先进的节能生产技术,生物乙醇可大大减少运输和交通造成的相关温室气体排放。低碳(温室气体)排放是生物燃料推广政策的主要目标。

我们的设备可以从广泛的淀粉或含糖底物处理乙醇。原料包括小麦,玉米,高粱,大麦,黑麦,土豆,木薯,甘薯和湿磨副产物,以及糖蜜,浓汁或糖浆形式的甜高粱,甘蔗和甜菜,还有是纤维素转化过程的产物 ("第二代")。

关于工厂建设的关键数据

请查看我们的»常见问题解答

框图

奥高布殊工艺流程- 生物乙醇的生产

酵母用于将糖发酵成乙醇,其被进一步处理以精制和浓缩。

调整原料
原料制备

淀粉:谷物和块茎在加工前被磨碎。来自湿磨工段的淀粉或副产品不需要经过任何特殊处理,并直接进料到液化。

糖:糖蜜和糖浆通常不需要经过特殊处理; 将其稀释并酸化然后直接进料到发酵单元。对于含有大量抑制物质(会影响发酵)的基质,可能需要进行巴氏消毒和/或汽提。有时候,也可能需要清除污泥。

设计选项:干磨或湿磨

每个选项都有其优点:

  • 在干法研磨,进料含有谷物的所有纤维,壳等。该工艺是成熟而简单的,并带来优质的副产品,即全干酒精糟 (DDGS)。
  • 湿磨则利用无纤维或污泥的透明基质生产乙醇。产率较高,但不产全干酒精糟 (DDGS)。
1 Fermentation
转化成酒精
生物反应

淀粉通过液化糖化处理,转化成可发酵的葡萄糖。将部分已糖化的物质冷却,并直接进料至发酵单元。淀粉转化为葡萄糖的最终过程与发酵同时进行。为了再利用水和潜热,Vogelbusch HotMash 工艺回收倾析糟液,用到液化/糖化工段。

发酵阶段,使用酵母将单糖转化为酒精。先进的Multicont 连续发酵工艺是奥高布殊的标准发酵工艺 。

在有利酵母生长的条件下,基质在预发酵罐中开始发酵。发酵醪稳定地流动一系列的主要发酵罐,酒精浓度逐步增加。醪液中的最终酒精浓度通常能达到13至15%vol(取决于原料)。含酒精的醪液,从最后一个发酵罐进入中间罐,准备进入蒸馏。

常规的分批发酵系统可用于特别具有挑战性的原料。

对于一些非纤维基质,如糖蜜或淀粉乳,可以使用酵母回收来提高产率并加速发酵。

发酵所产生的热能,可以通过外部热交换器再利用。来自发酵罐的排气将通过洗涤器,回收酒精和二氧化碳。

1 DRD
最终产品
产品分离和浓缩

将酒精醪液预热并进料至蒸馏塔。在蒸馏塔中将粗酒精从醪液中分离出来,留下不含酒精的液体,即酒糟。
粗酒精在几个串联的塔中纯化并浓缩至约94%vol。

奥高布殊的多塔压蒸馏系统能节省生蒸汽。通过蒸馏,精馏和脱水装置之间的热耦合 ,蒸汽需求可以降至 - 每1,150公斤的蒸汽,生产1,000公升的生物乙醇。

通过脱水得到无水乙醇。标准的奥高布殊脱水技术采用分子筛进行变压吸附(PSA)。最终的含水量可以降低到0.05%vol以下。

1 pycnometer
产品标准

我们拥有技术和经验,为广泛的应用和产品规格作工艺设计。奥高布殊的塔系统经过优化,符合ASTM D4806(美国)或EN 15376(EU)等燃料乙醇标准,或符合个别消费者规格。

分析测试是我们实验室的任务之一。

产品增值
副产品利用

由于在工艺流程中仅需要淀粉中的糖,所以,原料的剩余成分可用于生产有价值的副产品。

来自甜菜或甘蔗糖蜜的酒糟直接进料到蒸发部分,根据应用目的,浓缩到30-65%ds的范围内。
浓缩的蜜糖糟液(蒸馏後之废液)可以作为动物食品添加剂或肥料出售,或者被焚烧以产生工艺蒸汽。若生产沼气则不需要浓缩工段。

谷物酒糟含有蛋白质,矿物质,脂肪和纤维,这些都是高价值的动物饲料。在送至干燥工段前,谷物酒糟中不能溶解的物质,在倾析器中进行固液分离并与浓缩糟液混合。干燥后的产品可以粉末状或颗粒状全干酒精糟(DDGS)的形式出售。或者,特别是对于较小的工厂,可以直接出售酒糟和来自倾析器的固体。酒糟也是用作生物质或沼气发电。

节约能源和水

我们的工程设计在能源和清水消耗方面,在行业内有领先表现:

利用酒糟回收,热凝液及精馏废水的潜热。这不仅降低能源消耗,而且降低了原料制备中的用水需求
预浓缩蒸馏单元再沸器中的糟液,可减少蒸发需要的蒸汽
蒸发单元重新利用干燥单元的气,并将残留的气送返干燥器 - 闭环原理显著地降低了大气排放
用凝液及精馏废水作替代工艺水,最大限度地减少了用水量和液体排放。

能源效率是一种经过验证的,具有成本效益的减少碳排放的方法,也能促进可持续发展。

 

设计选项:气体干燥机或蒸汽干燥机

选择干燥机技术时,主要考虑能源可用性和成本问题。在有廉价蒸汽的地方,一般使用间接蒸汽加热的管束干燥机。否则,则采用气体或轻燃油干燥机。环形和旋转滚筒式干燥机均适用。

减少对生产成本的影响

生物乙醇生产中最大的成本因素是原材料,能源和最初投资成本。

我们的先进工艺设计理念,对生物乙醇工厂的成本和工厂利用率有重大的影响。关键考量是:


连续发酵工艺
  • 投资和运营成本低
  • 优异的产率,浓度和生产力
  • 长期可靠稳定运行
  • 完全自动化,操作简便
低热能消耗
  • 从工艺流程中回收和再利用二级能源
  • 整个工艺流程和全厂的热耦合
节水减体
  • 糟液循环
  • 残留水再循环和气凝液再利用
  • 重新利用公用实施(例如冷却塔)处理的废水,或工艺用水
定制方案

不断开发和改进我们的专业知识,确保我们所有的技术都是真正最先进的技术,而不仅仅是现用的设计。奥高布殊提供灵活的设计理念和高度专业化的定制方案,为求优化工艺经济效益:

  • 可采用多种原料
  • 生物乙醇,工业和中性酒精的结合或替代生产
  • 符合产品质量,蒸汽压力等的精确规格
  • 当地维修和施工条件

我们的专家也可以改造或为现有工厂升级,以提高产率,产量和/或产品质素,节约能源和水。我们还可以协助乙醇生产商,达到副产品多元化及增加收入的目的。

1 flexpower
生物乙醇的应用

生物乙醇可以以不同的方式用于内燃机:

含水乙醇(95%vol)含有一些水分。它可以直接用于经改造的汽车引擎,成为汽油的替代品。

无水(或脱水)乙醇不含水,至少99%纯度。它可以与常规燃料混合,混合成分在5%(E5)和85%(E85)之间。现在,几乎所有的车都可以使用E5,其中大部分甚至是E10;使用E85需要所谓的 FlexFuelVehicle,即弹性燃料车辆。

ETBE(乙基叔丁基醚)是由生物乙醇制成的汽油添加剂。

平均消耗量

这里列出的都是只是典型的数值,可以根据工厂配置和设备而有特定的变化。

1000升生物乙醇的消耗
小麦 kg 2,420
淀粉含量 % 62
蒸汽* kg 1,400 [3,150]
耗电量 kWh 115 [260]
冷却水** 95 [175]
工艺水*** 2.7
*)天然气作为全干酒精糟(DDGS)干燥的替代热源是可能的
**)冷却水 dt = 10K
***)工艺水可被经处理的凝液部份替代, 方括号[ ]中的值包括全干酒精糟(DDGS)干燥。
另外少量化学品是必需的;消耗取决于原料质量。淀粉转化所需的酶量取决于生产者。

1000升生物乙醇的消耗
玉米 kg 2,285
淀粉含量 % 65
蒸汽* kg 1,250 [2,750]
耗电量 kWh 110 [220]
冷却水** 90 [165]
工艺水*** 2
*)天然气作为全干酒精糟(DDGS)干燥的替代热源是可能的
**)冷却水 dt = 10K
***)工艺水可被经处理的凝液部份替代, 方括号[ ]中的值包括全干酒精糟(DDGS)干燥。
另外少量化学品是必需的;消耗取决于原料质量。淀粉转化所需的酶量取决于生产者。

1000升生物乙醇的消耗
木薯片 kg 2,320
淀粉含量 % 65
蒸汽 kg 1,350
耗电量 kWh 115
冷却水* 90
工艺水** 4
*)冷却水 dt = 10K
**)工艺水可被经处理的凝液部份替代
另外少量化学品是必需的;消耗取决于原料质量。淀粉转化所需的酶量取决于生产者。

1000升生物乙醇的消耗
糖蜜 kg 3,210
糖含量* % 50
蒸汽* kg 1,700 [3,000]
耗电量 kWh 70 [100]
冷却水** 100 [160]
工艺水*** 7
*)二糖作为可发酵糖
**)冷却水 dt = 10K
***)工艺水可被经处理的凝液部份替代, 方括号[ ]中的值包括酒糟浓度。
另外少量化学品是必需的;消耗取决于原料质量。

1000升生物乙醇的消耗
甘蔗汁/甜高粱汁 kg 8,640
糖含量* % 18
蒸汽 kg 1,200 [2,550]
耗电量 kWh 60 [90]
冷却水** 100 [170]
工艺水*** 1
*)二糖作为可发酵糖
**)冷却水 dt = 10K
***)工艺水可被经处理的凝液部份替代, 方括号[ ]中的值包括酒糟浓度。
另外少量化学品是必需的;消耗取决于原料质量。
我们的生物乙醇展示项目

常见问题解答

此处提供的所有资料都是典型的,可能会因工厂配置而异。有关特定资料,请将您的项目详细资料送到以下 电子邮件

在欧洲,若要有经济效益,生物乙醇厂的最低产能为每天30万公升(每年10万吨); 取决于能源成本,在其他地区,若能源价格更低,可能是每天10万公升。

为了生产1000公升酒精(平均糖/淀粉含量,湿重比),奥高布殊的工艺通常需要:

  • 玉米 2,350公斤
  • 小麦 2,630公斤
  • 甜菜 10,000公斤
  • 甘蔗 11,000公斤

可以混合使用几种原料,但是必须考虑到更高的投资成本。

工厂选址的决定性因素是

  • 最短的原料和产品运输路线
  • 可利用的能源(优选生物质以减少二氧化碳 CO2)

每天30万公升的设施需要5至6公顷。


投资成本取决于工厂的产能和配置,以及当地条件。每天30万公升的设施(不包括建筑,辅助设备,基础设施),投资额在于3000至5000万欧元之间。

这取决于可利用的基础设施和使用的原料。处理谷物比处理糖的工厂需要更高的投资。

数字仅供参考,因为每个项目都有自己的特殊需要考虑。

完成我们的设计调查问卷(请参阅上面的连线和下载部分),并将其发给我们。我们会对您的项目提供专业意见。

工艺单元

了解更多关于生物乙醇生产的工艺:

为生物转化,制备进料
原材料制备
利用微生物转化基质
发酵
确保一流的乙醇纯度
蒸馏 / 精馏
从乙醇中清除水分
脱水
固液分离和液体及液体介质的分离
离心
浓缩产品和处理废液
蒸发
产品和副产品的最后处理
干燥

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