酒精即是新工藝白酒的主要原料,隨著新工藝白酒勾兌技術的不斷提高和品質的不提升,消費需求越來越大。酒精還是一種重要的化工原料,廣泛應用于化工領略。同時酒精可進一步加工成燃料乙醇,用于汽車作燃料,是一種新興的綠色可再生能源,越來越受到國家的重視。因此酒精具有較大銷售市場。近年來,在我國北方和南方都新建了具有較大規(guī)模的大型酒精廠,并且采用了國際國內選進的生產(chǎn)技術,自動化程度高,配套設施齊全,同時具有原料優(yōu)勢,生產(chǎn)成本相對較低,具有較優(yōu)強的市場競爭力。而中小型酒精企業(yè)大都有一定的歷史,設備和工藝落后,生產(chǎn)成本較高,主要體現(xiàn)在能耗高、糧耗高,品質差,同時環(huán)保設施不配套等。因此中小企業(yè)要在激烈的市場競爭中求得生存,除了不斷在管理上創(chuàng)新外還需要大膽地淘汰落后的生產(chǎn)工藝和設備,引進選進的工藝技術,選進的生產(chǎn)設備,力求最大限度地降低生產(chǎn)成本,從而增強企業(yè)的競爭力。
但如何才能做好酒精生產(chǎn)技術改造,使之達到預期的目的呢?
首先,要認真做好考察工作,找出本企業(yè)與同行業(yè)存在的差距,為制定技改方案提供正確決策依據(jù)。
正確的決策來自于在對本企業(yè)的生產(chǎn)工藝和設備的技術水平進行正確的評估,對同行業(yè)國際國內的先進技術、選進設備的充分了解,收集不同的企業(yè)采用不同的工藝和設備取得的經(jīng)濟技術指標的相關資料,在此基礎上進行對比分析,找出本企業(yè)與同行業(yè)存在的差距,從而確定是進行局部改造還是進行全面的技改,對比的企業(yè)越多,得出的結論越具有可比性,對做出正確的決策越有幫助。若本企業(yè)總體水平較好,只是在某一工段存在差距,則進行局部的技術升級;若本企業(yè)總體水平較落后,糧耗、能耗與同行業(yè)相比有較大的差距,且產(chǎn)品質量差,沒有競爭力,則需要進行全面的技術改造。
其次,要認真做好技術方案的選擇工作,在一定時期內不處于落后水平。
一、若本企業(yè)總體水平較好,只是在某一工段存在差距,則進行局部的技術升級。比如能耗比同行業(yè)高,可能由下列原因引起:
1、沿用了傳統(tǒng)的高溫蒸煮
目前比較節(jié)能的是“雙酶法液化糖化”工藝,液化溫度在100℃以下,比傳統(tǒng)高溫蒸煮低30℃左右,在原有能耗的基礎上節(jié)能40%左右。目前“雙酶法液化糖化”工藝已在酒精行業(yè)普遍使用。
2、采用了常壓蒸餾工藝和設備
在酒精生產(chǎn)中,蒸餾工段的能耗約占整個生產(chǎn)線的50%(不包括酒糟的處理)。常壓蒸餾工藝中各塔基本上是獨立供汽,相互之間不存在能源的重復利用。差壓蒸餾工藝在各塔之間對能源進行了重復利,比常壓蒸餾節(jié)約汽耗約40%。目前已在新建酒精生產(chǎn)線上普遍采用,而大多數(shù)中小型酒精廠仍采用的是常壓蒸餾。
3、發(fā)酵水平低
目前大多數(shù)酒精生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)酵成熟醪的含酒份維持在9—10%(V/V),相對于含酒份達到14%以上的酒精企業(yè)已處于落后狀態(tài),相同的產(chǎn)量提高發(fā)酵成熟醪的酒份1個點,則減少蒸餾進醪9—10%,蒸汽消耗也會節(jié)約9—10%(粗塔),因此隨著發(fā)酵含酒份的提高,蒸餾的蒸汽消耗大大減少。
4、電耗高
電耗高的原因,一方面是管理工作不扎實造成,如設備空轉;另一方面是選型不當,動力配置過大,造成“大馬拉小車”的情況;再者是工藝流程復雜,造成物料輸送環(huán)節(jié)增多。因此需要加強管理工作,避免設備空轉,對工藝流程進行梳理,刪除不合理的多余的環(huán)節(jié),然后重新進行工藝衡算,對原有的動力配置進行評定,配置過大的要進行更換。
二、若本企業(yè)總體水平較落后,糧耗、能耗與同行業(yè)相比有較大的差距,且產(chǎn)品質量差,沒有競爭力,則需要進行全面的技術改造。對于需要進行全面的技術改造的企業(yè)有如下建議:
1、做好所需生產(chǎn)原料的決策
食用酒精的生產(chǎn)原料大都以淀粉質原料主,處于原料主產(chǎn)區(qū)的企業(yè)具有較強的原料優(yōu)勢,因此都是以單一的原料生產(chǎn)酒精,如東北盛產(chǎn)玉米,則酒精企業(yè)以玉米為原料,南方盛產(chǎn)木薯,則以木薯為原料,制糖業(yè)發(fā)達的地區(qū)如云南還以糖蜜為原料。而四川非以上原料的主產(chǎn)區(qū),生產(chǎn)原料主要來自于北方的玉米和南方的木薯,因此對于四川的酒精企業(yè)來講,做好生產(chǎn)原料的決策尤為重要。由于在市場經(jīng)濟條件下,原料價格隨時都有變化的可能,可能某一時期以玉米為原料生產(chǎn)酒精具有優(yōu)勢,但在原料價格變化后又以木薯為原料具有優(yōu)勢,因此對于非原料主產(chǎn)區(qū)的酒精企業(yè)應做好以多種原料生產(chǎn)的決策,如四川的酒精企業(yè)建議同時選擇以玉米和木薯為原料生產(chǎn)酒精,這對下步進行技術方案的決策尤其重要。
2、做細技術方案的確定工作
技術方案一但確定并實施,基本上就決定了運行成本。正確的技術方案的確定要建立在收集不同的企業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)濟技術指標的相關資料的基礎上,對比其采用工藝和設備的先進性,選擇在同行業(yè)中具有先進水平的作為技改方案。
2.1、原料的處理
原料的處理是酒精生產(chǎn)企業(yè)進行酒精生產(chǎn)環(huán)節(jié)的第一步,目的是將原料進行除雜后加工成粉狀,以便于后工段將其中的淀粉質轉化為可發(fā)酵性糖。以單一原料生產(chǎn)酒精的企業(yè),原料處理的技術方案容易確定,比如:
以玉米原料的企業(yè),可以選擇玉米脫胚后進粉碎加工成玉米粉,或采用磨粉機加工玉米粉,玉米胚芽用于榨取玉米油;也可以采用粉碎的方式直接將玉米加工成玉米粉,但玉米油會聚集在發(fā)酵醪中對酒精發(fā)酵造成不利影響。對于產(chǎn)能小的企業(yè)建議在做好成本預測的基礎上確定是否采用脫胚榨油方案,對于年能力在3萬噸以上的產(chǎn)酒精企業(yè)建議選擇脫胚榨油方案。
以木薯為原料生產(chǎn)的企業(yè),采用錘式粉碎機進行粉碎(一般采用兩級粉碎)制粉方案,但鮮木薯采收期可直接制成木薯漿用于生產(chǎn),因此在木薯主產(chǎn)區(qū)的酒精企業(yè)還需要配套濕法粉碎系統(tǒng)。
不具備原料主產(chǎn)優(yōu)勢的四川地區(qū)的酒精企業(yè),在選擇原料處理技術方案時,應同時考慮以玉米和木薯為原料都能生產(chǎn),比如選擇了提取玉米油的企業(yè),可選擇將玉米脫胚后的玉米糝用粉碎系統(tǒng)進行制粉,該粉碎系統(tǒng)用于木薯生產(chǎn)時則作為二級粉碎,這樣只需增加一級粉碎(粗碎)即可滿足木薯生產(chǎn)酒精的需要,不能一次完成改造的也應留有空間,必要時能及時完善應對原料的變化。在原料貯存方案上應同時考慮圓筒鋼板倉和庫房兩套方案,庫房即能用于貯存玉米,在原料變化時也能貯存木薯。
2.1、淀粉制糖
淀粉只有轉變?yōu)榭砂l(fā)酵性糖才能被酵母利用轉化為酒精,粉糖轉化率的高低直接影響噸酒精的糧耗,同時淀粉轉化為糖的過程中需要消耗大量的熱能,技術方案的先進與否直接影響噸酒精的能耗。
以玉米為原料生產(chǎn)酒精,國內較先進的是“雙酶法液化糖化”工藝,該工藝中采用一次或二次噴射液化,液化溫度不高于100℃,因此比傳統(tǒng)的高溫蒸煮節(jié)約大量蒸汽。但噴射器不宜用木薯生產(chǎn),選擇玉米和木薯生產(chǎn)的企業(yè)在制定工藝流程時應考慮原料的變化,在用木薯生產(chǎn)時,避開噴射器而采用其它的加熱方式。
為了實現(xiàn)高濃度酒精發(fā)酵,還需要控制液化液醪中糖的濃度,因此應采用“無糖化”工藝,即縮短糖化酶對液化醪的作用的時間,一般在加入糖化酶后即送到發(fā)酵。該工藝一方面可省去糖化設備,另一方面也減少了醪液染菌的機會。
2.3、發(fā)酵技術方案
發(fā)酵的工藝方案較多,且不斷有新工藝出現(xiàn),流程上常見的有連續(xù)、半連續(xù)和間隙發(fā)酵,發(fā)酵濃度上有低濃度發(fā)酵(發(fā)酵成熟醪含酒份在10%左右)、高濃度發(fā)酵(發(fā)酵成孰醪含酒份在14%以上)。選擇何種工藝技術應根據(jù)企業(yè)的具體情況(如工人的技術水平等)而定。目前比較常用的是半連續(xù)發(fā)酵工藝,高濃度發(fā)酵已是成熟的技術,在原有發(fā)酵技術上只需要進行一定改進即可實現(xiàn)。
2.4、蒸餾工藝方案
蒸餾是食用酒精生產(chǎn)的最后一道工序,對產(chǎn)品質量起決定作用,同時蒸餾又是整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中能耗最大的地方。因此蒸餾技術、設備的選擇尤其關鍵,一方面它直接影響產(chǎn)品質量和運行成本,另一方面是一旦定型后就很難進行改造。
隨著人們的生活水平的提高,對產(chǎn)品質量的要求也會越來越高,食用酒精的標準也會越來越高,因此選擇何種工藝設備,取決于企業(yè)的產(chǎn)品定位。
目前國際國內比較選進的蒸餾系統(tǒng)是多塔差壓蒸餾,在該系統(tǒng)中熱能得到重復利用,因此能耗比傳統(tǒng)常壓蒸餾低,同時多塔差壓蒸餾更有利于雜質的分離和排除,產(chǎn)品質量較高。
第三、合理調整工藝布局,為節(jié)能創(chuàng)造條件
合理調整工藝布局,減少物料輸送環(huán)節(jié)和距離,有利于降低技改費用,降低生產(chǎn)電耗,并為熱能的回收重復利用創(chuàng)造條件。在酒精生產(chǎn)中一般會產(chǎn)生的余熱大至如下:
1、噴射液化(以玉米為原料生產(chǎn)酒精時)閃蒸產(chǎn)生的二次蒸汽:各企業(yè)的噴射溫度和閃蒸的溫度不同,二次蒸汽的溫度也不同,但閃蒸蒸后的溫度一般不低于90℃,可回收用于物料的重復加熱和用于酒糟離心清液的處理。
2、液化醪的冷卻水:液化醪在與糖化酶混合之前,需要將溫度從85--90℃降到58--62℃,液化醪的冷卻方式一般采用多級螺旋板冷卻,第一級冷卻的水溫較高,可用于粉料拌漿。
3、蒸餾工段的粗塔排出的酒糟廢熱:常壓蒸餾應配套潛熱回收系統(tǒng),可回收酒糟的余熱返回粗塔再利用,排出的酒糟溫度基本上與差壓蒸餾產(chǎn)生的酒糟溫度(85℃左右)一致,可用于發(fā)酵成熟醪的預熱。
4、蒸餾工段的精塔排出的廢水:可回收用于液化系統(tǒng)、酒母系統(tǒng)、發(fā)酵系統(tǒng)的清洗滅菌,省去滅菌用的生蒸汽,降低能耗。
5、酒糟烘干產(chǎn)生的物料汽:以玉米為原料生產(chǎn)酒精的企業(yè),均將酒糟進行加工成DDGS蛋白飼料,酒糟烘干(管束式烘干機)時產(chǎn)生的物料汽可用于液化時加熱和用作酒糟清液真空濃縮的熱源。
6、酒糟烘干時產(chǎn)生的蒸汽凝結水:采用管束式烘干酒糟時,蒸汽凝結水可先經(jīng)酒糟清液真空濃縮系統(tǒng)回收余熱后,再返回鍋爐重復利用。
7、蒸餾工段的蒸汽凝結水:蒸餾工段采用間接加熱時,蒸汽凝結水可先經(jīng)酒糟清液真空濃縮系統(tǒng)回收余熱后,再返回鍋爐重復利用。
8、酒糟離心分離清液真空濃縮產(chǎn)生的蒸發(fā)凝結水:酒糟離心分離清液真空濃縮回收DDS時要蒸發(fā)大量的水份,凝結水的溫度在70℃左右,將其用于粉料拌漿,即回收了余熱,同時也減輕了污水處理的負荷。
第四、重視環(huán)保,走循環(huán)經(jīng)濟、清潔生產(chǎn)之路
酒精生產(chǎn)即是高耗能的行業(yè),也是對環(huán)境污染比較嚴重的行業(yè),但也是最有綜合利用價值的行業(yè)。有效地對酒糟進行處理,不僅保護了環(huán)境,還可為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟效益,增強企業(yè)的競爭力。因此,在進行酒精技改決策時,要重視酒糟治理,走循環(huán)經(jīng)濟、清潔生產(chǎn)之路。
一般來講,以玉米為原料生產(chǎn)酒精的企業(yè),采用全干燥法生產(chǎn)DDGS對酒糟進行處理是切實可行的,已有很好的經(jīng)濟效益。
以薯類生產(chǎn)酒精的企業(yè),對酒糟的處理基本上是采取沼氣發(fā)酵,沼氣則用于發(fā)電或用于鍋爐燃燒,可節(jié)約大量電或煤,沼氣發(fā)酵產(chǎn)生的污泥則回收加工成肥料。
以上兩種處理方式,作為原料主產(chǎn)區(qū)的企業(yè)容易進行決策,并能有效實施。但對即用玉料生產(chǎn)酒精,也可能在原料優(yōu)勢變化時采用薯類生產(chǎn)酒精的企業(yè)來講,決策難度相對較大,因此,對于這類企業(yè)可采取回收DDGS和沼氣發(fā)酵相結合的方式進行酒糟處理。
綜上所述:要做好酒精生產(chǎn)系統(tǒng)的技術改造工作,需要充分了解同行業(yè)國際國內的先進技術,找出本企業(yè)與同行業(yè)存在的差距,才能正確選擇合適技術方案。同時要重視環(huán)境保護,搞好綜合利用,走循環(huán)經(jīng)濟、清潔生產(chǎn)之路,為提高企業(yè)的經(jīng)濟效益、提高企業(yè)的競爭力打下堅實的基礎。(中國酒業(yè)新聞網(wǎng))