陈化稻谷加工生产燃料乙醇现状及发展趋势.docx

《能源化学工程概论》课程论文陈化稻谷加工生产燃料乙醇现状及发展趋势学 院: xx学院 专 业: xxxxxxxxxx 学 号: 12345678910 作者姓名: xxxx 指导教师: xxxx 完成时间: 2021年x月x 日 目录1. 引言 - 2 -1.1 燃料乙醇的概况 - 2 -1.1.1 燃料乙醇的性质 - 2 -1.1.2 燃料乙醇的用途 - 3 -1.2 陈化水稻生产燃料乙醇的意义 - 3 -1.2.1缓解能源危机 - 3 -1.2.2 解决粮食库存问题 - 3 -1.2.3 减少环境污染 - 4 -2. 研究进展 - 4 -2.1 陈华稻谷加工的可行性 - 4 -2.1.1 陈化稻谷的理性特征 - 4 -2.1.2 陈化稻谷的鉴定方法 - 4 -2.1.3 陈化稻谷的国内外发展现状 - 5 -2.2 陈化稻谷加工生产燃料乙醇的加工工艺 - 6 -2.2.1 加工工艺 - 6 -2.2.2 加工工艺特点 - 7 -3.未来发展趋势 - 8 -3.1 稻谷生产燃料乙醇的工艺研究与开发 - 8 -3.2 水稻加工量高效化和副产品饲料高值化的加工 - 8 -3.3 稻谷加工生成燃料乙醇企业生产效率的提高 - 8 -4.总结 - 8 -陈化稻谷加工生产燃料乙醇现状及发展趋势摘要：众所周知，中国十分注重生态环境保护，利用陈化稻谷生产燃料乙醇，对改善环境、国家调控粮食供求、保障能源安全都有积极的影响。

本文主要概况了燃料乙醇的特性及发展现状，综述了陈化稻谷全粉碎加工生产燃料乙醇的工艺及特点，并对燃料乙醇的发展趋势进行了展望关键词：陈化稻谷；燃料乙醇；全粉碎加工；现状；发展趋势Abstract: As is known to all, China attaches great importance to ecological and environmental protection, and the production of fuel ethanol from aged rice has a positive effect on environmental improvement, national regulation of food supply and demand, and energy security . In this paper, the characteristics and development status of fuel ethanol were summarized, the technology and characteristics of the production of fuel ethanol by the total grinding of aged rice were summarized, and the development trend of fuel ethanol was forecasted.Keywords: Retrogradation of rice；Fuel ethanol；Total grinding；The status quo；The development trend1. 引言1.1 燃料乙醇的概况1.1.1 燃料乙醇的性质 燃料乙醇指以生物质为原料，通过生物发酵等途径获得的可作为燃料用的乙醇。

燃料乙醇占生物燃料产量的85%，主要来自于甜高粱、玉米、木薯、海藻、地瓜等淀粉质或糖质非粮作物[1]燃料乙醇经变性后与汽油按一定比例混合可制车用乙醇汽油，可以制成供汽车使用的乙醇汽油，作为新能源促进能源结构的优化1.1.2 燃料乙醇的用途作为一种新的燃料替代品：燃料乙醇是清洁，安全和可再生的 它可以用作减少燃油消耗的新燃料替代品作为可再生能源，燃料乙醇可以直接与液体燃料一起使用，也可以与汽油混合使用，从而减少了对不可再生能源（石油）的依赖，并确保了国家能源安全作为汽油添加剂：燃料乙醇，作为汽油添加剂，可以增加汽油的辛烷值 燃料乙醇对汽油组分的辛烷值的混合效果优于烯烃和芳族汽油组分的混合效果，可有效增强汽油的防爆性能可再生能源：如果通过高粱、玉米、稻壳、马铃薯、甘蔗等生物质发酵产生乙醇，那么其燃烧产生的二氧化碳排放量与以生物原料为原料而消耗的二氧化碳基本相同 这对空气污染及其温室效应的抑制作用具有重要意义1.2 陈化水稻生产燃料乙醇的意义1.2.1缓解能源危机根据国家有关资料显示，中国石油储备量仅占全球的 2%，如果按现有消耗量，不到50年国内原油资源将消耗殆尽，完全依赖进口无疑会威胁我国能源安全[2]。

因此，发展可再生清洁能源是面对能源危机的最佳选择，生物能源是化石液态能源的合适替代品生物能源在国内有一定发展，但是原料、技术仍然是产业发展的瓶颈，并未普及应用，亟需进一步发展壮大[3]1.2.2 解决粮食库存问题据统计，2013年底至2018年底我国稻谷库存量每年增加约2400万吨，而2018年大米库存量已达到1.3亿吨 中国工程院院士岳国军在接受媒体采访时说，稻谷将在2-3年后过期并陈化，按照行业估计，我国超期贮存的稻谷占总库存的 10-15%，总量超过1400万吨[4]2016 年国家粮食局发文《关于加快推进粮食行业供给侧结构性改革的指导意见》，意见中指出：我们将加快粮食去库存的过程，积极、谨慎地清理不合理的粮食库存 [5]，并在次年，将库存水稻投放市场使用库存稻谷生产燃料乙醇来解决粮食库存问题是符合中国独特国情的燃料乙醇对原料品质的要求没有食用酒精那么严格，因此使用陈化稻谷加工生成燃料乙醇既能有效控制其流入市场，又能缓解我国燃料乙醇行业原料紧缺的情况，有效解决“与民争粮”的问题1.2.3 减少环境污染高辛烷值的乙醇具有良好的抗震爆炸性能， 过去，将四乙基铅添加到汽油中以提高辛烷值。

甲基叔丁基醚（MTBE）现在已被广泛使用，尽管已经提高了氧含量以减少CO的排放，但是MTBE的泄漏对严重污染水资源，中国的生产技术还不能满足要求 标准只能依靠进口燃料乙醇就是一种合适的替代品，提高汽油的辛烷值和含氧量，各项性能指标优秀，而且减少了不充分燃烧产生的有害气体的排放，对环境压力较小[6]2. 研究进展2.1 陈华稻谷加工的可行性2.1.1 陈化稻谷的理性特征根据国家粮食局、国家质量技术监督局签发的《粮食储存评指判断规则》规定，陈化稻谷是指长期（3年以上）储藏，在储藏过程中水稻的品质下降，口感降低，由于内部结构的变化，其黄曲霉菌超标，已不能直接作为口粮的粮食2.1.2 陈化稻谷的鉴定方法根据有关规定，不可直接食用的稻谷被定义为“陈旧谷物”稻谷衰老的主要指标是脂肪酸值、粘度、品尝评分值以及颜色和气味其中脂肪酸值、粘度、口味得分值三者其一有达到“陈化”规定的指标，即肯定为“陈化谷物”，但色泽、气味是参考指标，不是判断指标籼稻谷具体陈化指标见表1 [7]表1 籼稻谷陈化指标[7]籼稻谷脂肪酸值黏度品尝评分值色泽气味MgKOH(100g)-1mm2s-1分陈化>32<2.5<60不正常国内外学者对大米的新的陈化试验方法开展了许多研究，目的是指导稻谷的出入库（储藏质量判断），储藏条件控制，商品检验以及进出口检验等。

徐君逸和关裕亮研究进出口大米年产度（新陈度）的测定，对愈创木酚反应法、愈创木酚-对苯二胺并用法、降落值测定法、脂肪酸值测定法、糊化黏度测定法、酸度指示剂法进行了深入研究[8]黄晓赞，朱永义，陈立君等对稻米新陈度的鉴别方法进行了研究探讨[9]2.1.3 陈化稻谷的国内外发展现状当前，美国是世界上最大的车用乙醇汽油生产国和消费国，其生产燃料乙醇的原料主要以玉米为主 [10]，在美国，百分之四十的玉米作物用于生产燃料乙醇巴西于1975年启动了一项国家燃料乙醇计划，并在1980年代初开始完全使用乙醇燃料巴西是世界上第一个开始建设燃料乙醇项目的国家，也是世界上第一个立法支持生物能源的国家目前，巴西是世界第二大燃料乙醇生产国，主要使用甘蔗和糖蜜作为原料中国是世界第三大生物燃料乙醇的生产国和消费国，但其发展水平远远落后于世界第一的美国和巴西根据《扩大生物燃料乙醇生产，促进车用乙醇汽油使用的实施方案》，要求到2020年基本实现全国范围内生物燃料乙醇的全面利用预计到2020年，中国燃料乙醇年消费量将达到1570万吨[11]多种燃料乙醇生产原料的开发已成为我国燃料乙醇技术的发展趋势，不仅可以降低燃料乙醇生产企业的运行成本，而且可以进一步缓解乙醇行业原料短缺的情况。

据相关统计，2017年的结余为25万吨，库存结余仍处于较高水平目前我国稻谷库存很多，因此，利用大米生产燃料乙醇是一种科学合理的解决方案2.2 陈化稻谷加工生产燃料乙醇的加工工艺稻谷由稻壳（谷粒）、谷壳层（果皮、种皮和糊粉层的总称）、胚和胚乳组成稻谷用于乙醇生产的预处理可分为脱壳和无壳碾磨：无壳稻壳脱壳，糙米无壳脱壳和糙皮无壳脱壳稻谷由外向内分别有稻壳(颖)、糠层(果皮、种皮、 糊粉层的总称)、胚及胚乳等部分稻谷生产乙醇的预处理分为脱壳粉碎和不脱壳粉碎两种：脱壳粉碎即为使用砻谷机去壳，糙米粉碎后使用：不脱壳粉碎即为全稻谷粉碎后使用本篇文章主要以我国南方广西中粮生物质能源有限公司为代表的水稻直接带壳全粉碎发酵技术方式制备燃料乙醇[12]为背景进行研究2.2.1 加工工艺陈化稻谷生产燃料乙醇的处理流程如图1所示将稻谷磨碎并在浆料罐中制备浆料后，物料与水的比例为1：2.5〜2.6（g：g），添加酸以将pH值调节至5.6〜5.8，并添加耐高温淀粉酶 在85〜90℃的条件下，液化2.5h，碘试验合格，将浆液排出冷却后，通过添加酸将PH调节至4.3，并且将糖化酶添加至1.15kg / t原料中，将尿素添加至1.36kg / t原料中，并且将干酵母添加至0.1％的液化中。

在约35℃发酵66小时后，会生成成熟的醪由蒸馏罐和发酵罐产生的二氧化碳气体在洗涤塔中洗涤，然后释放到大气中 将含有乙醇的液体回收到成熟的麦芽浆罐中 图1：陈化稻谷加工生成燃料乙醇工艺流程图[12]通过蒸馏塔和分子筛脱水得到无水乙醇蒸馏系统由粗蒸馏塔、第一蒸馏塔和第二蒸馏塔组成 经过三个阶段的预热后，发酵成熟的醪浆进入60℃的粗塔，由第二蒸馏塔顶部产生92%-95％的醇，通过过热器后进入分子筛系统吸附塔和解吸塔构成分子筛系统，两者均可自动控制和切换 将解吸塔冷却以获得无水燃料乙醇同时，对解吸塔进行反冲洗和真空处理，并且两个塔可以交互工作将回洗后的液体作为第一精馏塔的原料送入液体回收罐蒸馏后的废醪液经卧式螺旋离心分离得到清液和湿糟，其湿糟固形物含量为36% - 38%，清液固形物含量为 4%-5%清液蒸发浓缩后与干燥后的湿糟混合进入管束干燥机，浓缩液固形物含量为32%-35%，除湿干燥后即可得副产品水稻干酒糟，水分含量不大于10%2.2.2 加工工艺特点稻谷全粉碎的主要技术难点是稻壳坚硬，耗电且难于碾碎，而。