甘蔗酒精要如何做

【專(zhuān)家解說(shuō)】：　　對(duì)用甘蔗生產(chǎn)車(chē)用燃料酒精的探討 　　1． 車(chē)用乙醇汽油是戰(zhàn)略舉措 　　開(kāi)發(fā)燃料酒精等石油替代品，節(jié)約石油資源的舉措已列入國(guó)家"十五"發(fā)展計(jì)劃綱要。去年7月份以來(lái)，我國(guó)推廣使用車(chē)用乙醇工作已進(jìn)入一個(gè)新階段，北方一些省區(qū)用玉米生產(chǎn)燃料酒精項(xiàng)目已開(kāi)始進(jìn)行建設(shè)。 　　南方的甘蔗（用發(fā)酵方法生產(chǎn)酒精），也是一種能源作物。前幾年我國(guó)西部地區(qū)（廣西、云南、貴州等?。┓N蔗致富脫貧起了較大作用，可是因?yàn)榛瘜W(xué)合成甜味劑及進(jìn)口糖的沖擊，出現(xiàn)食糖供大于求的現(xiàn)象，關(guān)停了一些糖廠(chǎng)；這些地區(qū)是否可借鑒巴西25年來(lái)發(fā)展甘蔗燃料酒精的經(jīng)驗(yàn)；糖與酒精并舉，以?xún)r(jià)格、市場(chǎng)調(diào)整二者產(chǎn)量，做到穩(wěn)定種蔗面積和蔗農(nóng)收入，調(diào)動(dòng)農(nóng)民積極性，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)三效益的提高。北方種玉米、南方種甘蔗。北南并舉積極支持全面推廣酒精摻汽油驅(qū)車(chē)的戰(zhàn)略舉措。 　　2． 甘蔗是理想的能源作物 　　衡量作物生長(zhǎng)出來(lái)的干物質(zhì)或生物體作為燃料能源為目的時(shí)，必需考慮的三個(gè)主要因素，就是單位土地面積的收獲量、生產(chǎn)成本及凈能比。 　　國(guó)外研究機(jī)構(gòu)比較過(guò)一些作物發(fā)酵法生產(chǎn)酒精的收率如表1。 　　表1各種能源作物單位面積產(chǎn)酒精比較 　　原料 土地產(chǎn)量 糖或淀粉 酒精產(chǎn)率 土地酒精產(chǎn)量 　?。▏?em>/公頃/年） （含量%） （公升/噸原料） （公斤/公頃/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 　　小麥 4 66 390 560 　　稻米 5 75 450 2250 　　注：表1是印度《國(guó)家糖業(yè)管理聯(lián)合會(huì)》主席曼奴夏．勞（P．J．M．R ao）撰文比較各種能源作物單位面積酒精產(chǎn)量數(shù)字，認(rèn)為甘蔗與木薯產(chǎn)量最高，雖然與我國(guó)的產(chǎn)量未必相同，特別是南、北方與中部地域地理?xiàng)l件不同產(chǎn)量亦有差異，但甘蔗產(chǎn)生的能源屬前茅是肯定的。 　　凈能比是太陽(yáng)光能，通過(guò)葉綠素光合作用能儲(chǔ)存能量的比例（效率），即 　　綠色植物 　　CO + H2O + 光能—————--（CH2O）+ O2 + e 　　輸出總能量 　　其中e是儲(chǔ)在光合作物中的能量，凈能比是：NER = —————— 　　輸入總能量 　　一些能量作物的NER比較：甘蔗1．9～2．7；甜菜0．56；玉米0．74；木薯0．69～3．56；甜高梁1。 　　由甘蔗榨汁直接生產(chǎn)酒精，每噸甘蔗約可生產(chǎn)酒精70升、蔗渣250公斤、廢醪液910升。 　　廢液治理問(wèn)題：玉米酒糟可濃縮干燥制飼料（DDGS）。蔗汁發(fā)酵酒精后的廢液，顏色比糖蜜為原料的淺，灰分少很多，殘?zhí)且噍^低，可直接用于灌溉農(nóng)田。巴西年產(chǎn)無(wú)水酒精1200萬(wàn)噸，其廢液多采用槽車(chē)，在距工廠(chǎng)約50公里半徑的農(nóng)田，輪流灌溉，補(bǔ)充農(nóng)田水、肥。也可用于鍋爐煙囪水膜除塵沖灰水，循環(huán)復(fù)用可濃縮至固形物40～50%，用作液體肥或摻吸附劑作固體肥。 　　加工成本：玉米要經(jīng)粉碎、蒸煮（或不蒸煮）、液化糖化才發(fā)酵；甘蔗只經(jīng)壓榨抽出蔗汁就可發(fā)酵，按理甘蔗加工費(fèi)低于淀粉原料，但現(xiàn)設(shè)加工成本二者接近。 　　綜合以上一些數(shù)字，如按上述作為生產(chǎn)能量作物原料三要素衡量單位土地面積產(chǎn)量、凈能比、生產(chǎn)成本比（原料成本加上加工成本），甘蔗均是優(yōu)選的原料（見(jiàn)表2）。 　　表2 我國(guó)玉米與甘蔗制酒精的比較 　　項(xiàng) 目 玉 米 甘 蔗 　　畝產(chǎn)(噸) 0．5 4 　　原料：酒精 3：1 13．5～15：1 　　畝產(chǎn)酒精（公斤） 170 280 　　原料價(jià)（元/噸） 900～1300 190（廣西平均） 　　原料成本（元/噸酒精） 2700~3900 2660 　　產(chǎn)品回收價(jià)（元/噸酒精） DDGS1噸每噸400元 蔗渣3．22噸按每噸200元計(jì)為644元 　　原料價(jià)減聯(lián)產(chǎn)品價(jià)（元/噸酒精） 2300~3500 2016 　　3． 燃料酒精（無(wú)水酒精）生產(chǎn)方法 　　用普通蒸餾方法制得酒精，不能作代汽油燃料，要脫水至含酒精99．5%以上，并加改性劑才能作燃料酒精。一般稱(chēng)99．5%以上酒精含量的為無(wú)水酒精。 　　生產(chǎn)方法大致有化學(xué)反應(yīng)脫水、分子分離脫水、三無(wú)共沸混合物蒸餾脫水、萃餾脫水方法。分述如下： 　　（1） 化學(xué)反應(yīng)脫水，Merek法是用生石灰、氯化鈣為脫水劑，每公升酒精加0．55公斤氯化鈣，經(jīng)6小時(shí)或加壓反應(yīng)讓脫水劑吸掉酒精的水，再精餾而制得，此法酒精損耗較大．過(guò)去我國(guó)湖南、山東一些小型廠(chǎng)用此法。 　　Hiag法是用醋酸鈉混合液具有脫水性，在脫水精餾塔中逆向交換吸收脫水。可制得99．8%無(wú)水酒精，損耗0．1～0．5%，每100升無(wú)水酒精汽耗65～80公斤，電0．5度，水1．2～1．6噸。 　?。?）分子分離脫水：用A4型分子篩將96%的酒精通過(guò)后，分子篩可把酒精的水份 　　吸附，使酒精統(tǒng)一純度提高到99%以上。離子交換樹(shù)脂脫水一般用732型樹(shù)脂脫水落，每噸無(wú)水酒精需96%酒精1。25噸、電350度，樹(shù)脂3．5公斤。武漢、江西一些廠(chǎng)用此法。國(guó)外現(xiàn)用氣相過(guò)分子篩，據(jù)說(shuō)較省能耗。巴西的usina da pedza 糖廠(chǎng)已采用了此法，是目前世界上最大的氣相分子篩脫水制無(wú)水酒精。 　?。?）三元共沸物蒸餾脫水（稱(chēng)Melle法）是大規(guī)模生產(chǎn)無(wú)水酒精最通用的方法。作工業(yè)或燃料用的無(wú)水酒精，一般用苯作脫帶劑，酒精與水如加入第三種組份一苯，構(gòu)成三元共沸物，其沸點(diǎn)比三種組分的沸點(diǎn)都低，當(dāng)在苯脫水塔加熱至64．85℃時(shí)，逐步蒸餾出帶了水的苯、酒精液，塔底得到的便是無(wú)水酒精。純度可達(dá)99．8～99．95%。再由苯回收塔回收苯，循環(huán)再作脫帶劑。若用于醫(yī)藥、化妝品、香精等的無(wú)水酒精因苯有毒，則改用環(huán)已烷、乙二醇醋酸鉀為脫帶劑。生產(chǎn)消耗，每百升無(wú)水酒精耗汽53～175公斤，苯0．1%，酒精0．45%，冷卻水375公斤/百升噸酒精。 　?。?）萃取蒸餾 常用萃取劑有甘油、乙二醇、醋酸鉀乙二醇等。在蒸餾塔中酒精氣 　　向上升，而溶劑向下降的逆流萃提：溶劑把酒精水份帶走，無(wú)水酒精在塔頂逸出，塔底排出的為有水份的溶劑，溶劑再生后可復(fù)用。 　　4 展望 　　以多種能源作物比較，土地單位面積產(chǎn)量以甘蔗為最高；產(chǎn)酒精量也名列前茅；以甘蔗為原料制燃料酒精技術(shù)完全可行；加工費(fèi)也是以甘蔗為原料最低。但從經(jīng)濟(jì)收益方面同產(chǎn)糖或產(chǎn)燃料酒精比較。則當(dāng)前產(chǎn)糖效益會(huì)高于產(chǎn)酒精，因?yàn)楫a(chǎn)糖1噸只需甘蔗8～10噸，而產(chǎn)酒精則需13．5～15噸，而兩種產(chǎn)品近年售價(jià)較接近，雖加工費(fèi)產(chǎn)糖高于酒精，但原料費(fèi)占生產(chǎn)成本是主要的。因此單從經(jīng)濟(jì)效益考慮則產(chǎn)糖優(yōu)于酒精，但糖的消費(fèi)量有限，放開(kāi)發(fā)展可能會(huì)出現(xiàn)供大于求，然而發(fā)展燃料酒精則消費(fèi)量很大，可以大力發(fā)展。為此，筆者認(rèn)為應(yīng)對(duì)甘蔗發(fā)展燃料酒精經(jīng)劑政策方面作深入的研究。