甘蔗酒精要如何做

【专家解说】：　　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。