酒精蒸餾生產工藝節能措施探討

蔣青青

摘要：無論是采用薯類還是糖類生產酒精，蒸餾均成為生產酒精過程中最為重要的一個環節，他不但影響到產品最后的成品質量與產量，還直接關系到在蒸餾這道工序中耗能效率的高低，成為了整個酒精生產過程中極為關鍵的一環。為此，可以通過探討研究酒精蒸餾生產工藝節能措施，采取多塔差壓蒸餾技術、再沸器間接加熱技術、蒸餾塔廢液潛熱回收利用技術以及調節最佳回流比等來減少在酒精蒸餾生產過程中的能耗，使酒精蒸餾生產工藝在符合生產工藝的基礎上，實現最佳節能控制效果，不僅有益于提高產品生產效率，還能通過節能降低企業生產成本，制造出更多的產品，使得企業在市場競爭中處于有利的位置，推進企業的良性互動發展。

關鍵詞：酒精；蒸餾生產工藝；節能措施

一、緒論

當前，人們進行酒精生產的過程中，無論是以薯類玉米，還是木薯，亦或者是紅薯等原料進行酒精生產，均需要經過粉碎蒸煮、發酵以及蒸餾三道工序，并且在這三道工序中耗能最多的集中在蒸煮和蒸餾上，據統計，他們的耗能約占到了總耗能的55%-77%。然而，以糖類為原料的酒精生產卻僅僅有發酵、蒸餾兩道工序，但是僅蒸餾這道工序就占據了總耗能的80%多。

無論是采用薯類還是糖類生產酒精，蒸餾均成為生產酒精過程中最為重要的一個環節，他不但影響到產品最后的成品質量與產量，還直接關系到在蒸餾這道工序中耗能效率的高低，成為了整個酒精生產過程中極為關鍵的一環。并且目前國內許多酒精生產制造行業大多數選用的是手工蒸餾操作技術，為此，如何探討研究酒精蒸餾生產工藝節能措施，使酒精蒸餾生產工藝在符合生產工藝的基礎上，實現最佳節能控制效果，不僅有益于提高產品生產效率，還能通過節能降低企業生產成本，制造出更多的產品，使得企業在市場競爭中處于有利的位置，推進企業的良性互動發展。所以，酒精生產行業應當在酒精蒸餾生產工藝過程中探索出有效的節能措施，提高效率，提高市場競爭力。

二、酒精蒸餾生產工藝耗能情況

（一）傳統型直接發酵法

傳統型的酒精生產主要采用發酵法，也就是把紅薯、玉米、木薯等薯類原材料進行蒸煮，然后讓它們糊化，再添加淀粉酶使其糖化、直至液化，最后添加酵母，經過粉碎蒸煮、發酵、蒸餾這三道工序轉化成酒精。伴隨能源的大量消耗以及全球能源危機的日益凸顯，為了可持續發展，許多國家不得不對酒精蒸餾生產進行探討，希望通過對酒精蒸餾生產工藝節能技術的研究，進而提高酒精生產率。此外，通過研究還發現了采用傳統型的蒸煮淀粉的方法極其消耗能量，而采用糖類原料進行酒精生產的過程中僅有發酵與蒸餾兩道工序，耗能才僅占整個酒精生產過程中總耗能的30%左右，特別是蒸煮與蒸餾工序，耗能僅占65%到75%之間，所以，人們開始探討用生淀粉直接完成酒精發酵，這也大大提高了酒精的生產效率，降低了耗能。

（二）傳統型發酵法耗能的原因

以前傳統的酒精生產均是采用薯類原材料來直接蒸煮，但是這樣的蒸煮存在一個很大的弊端就是很難被糖化，其原因主要表現在：一方面是由于植物里面的生淀粉細胞壁十分堅硬，在發酵的時候不容易被破壞掉，另一方面是由于生淀粉里的活分子是十分有規則的排列，使得分子組織間緊密地聯系在一起組成高密度的結構組織叫B-淀粉。正是這2方面的因素的影響，使得采用薯類原材料進行直接發酵的過程中導致糖化難以充分發生。所以，當對原材料進行蒸煮時，就需要對植物里面的生淀粉進行加熱，使其糊化，然后變成糊化了的n-淀粉，只有這樣才能使原材料的糖化發酵變得簡易可行。此外，加熱還具有殺菌作用，使進過發酵出來的酒精更加衛生、安全，更加符合國家對酒精的規定。

（三）回流比的調節依然是個難題

2008年，國家針對食用酒精的標準做出了新的調整實施，各家生產酒精的企業公司主要采取的生產工藝技術是三塔蒸餾（即粗餾塔、醛塔和精餾塔或是粗餾塔、精餾塔和甲醇塔）。其中，在精餾塔內，純度較高的酒精以蒸氣的形式匯聚在塔頂上邊，然后通過塔頂的冷凝器推進，實現冷卻，變成液體，最后存放在貯罐里。在貯罐里，有一些液體被當作成品而被采出，其他的就繼續回流，再次返回到蒸餾塔中。而回流量的多少在一定程度上受蒸餾過程中能耗的影響。

（四）多為直接加熱蒸餾工藝

在眾多的生產酒精的企業當中，更多的企業是采取蒸氣來直接去加熱醪液的工藝生產方法，由于采用的是直接去加熱，弊端就出現在不可以較好的利用由蒸氣冷卻后變成水再次回爐當水用，這種蒸餾工藝方式不僅不能充分利用蒸氣冷凝水，還生產出更多廢液，嚴重增加了耗能量。

（五）蒸餾生產工藝更多的是手動操作

在生產酒精的企業當中，更多的企業在酒精蒸餾生產工藝中，并沒有采用先進的DCS自動化操作系統，更多的是采取手動的方式，但是酒精蒸餾生產工藝的控制相當復雜，采取手動的操作方式難免不存在誤差，有時候由于帶著情緒操作，容易出現操作用氣過大而導致塞塔，最終不僅影響了成品的質量，還耗費了大量的蒸氣，無形中增加了能耗。

（六）余熱的利用率偏低

由于無充分借助再沸器對余熱進行再次回收利用，尤其是對精塔廢液的余熱回收利用率比較低，導致高溫廢液里的低熱值水蒸汽白白隨著廢液的排放而白白溜走，浪費掉了。

三、酒精蒸餾生產工藝中的節能措施

為了提高酒精蒸餾生產效率，實現能源的節約效果，現今，企業當中主要通過在酒精蒸餾生產工藝當中尋求節能，采取一定的技術措施去減少在酒精蒸餾生產過程中的能耗，實現節能，主要技術措施為：

（一）多塔差壓蒸餾技術

多塔差壓蒸餾技術也稱為多次蒸餾技術，也就是在兩個或者兩個以上的塔里，對蒸汽的熱量進行多次利用。工作原理為：有多個塔鏈接而成，并且每個塔所受到的壓力是不一樣的，通常是前面一個塔的壓力略高于后面一個塔的壓力，前面一個塔頂內的蒸汽冷卻凝結之后仍高于后面一個塔的塔底液體沸騰溫度。第一個蒸餾往往采用的是直接加熱蒸汽的方法，然后把該塔頂的蒸汽做為第二個塔內再沸器的加熱媒介，而這個媒介也隨之在再沸器內形成冷凝水。以此類推下去，直到后面的塔也相應完成水冷凝。

多塔差壓蒸餾很好地利用了冷源與熱源彼此間微妙的溫差關系，讓每一個塔的塔頂與塔底之間的溫差盡量縮小，進而提高利用率，最終減少能耗的損失。據不完全統計，多塔差壓蒸餾比傳統的蒸餾在耗能上節約45%以上。

（二）再沸器間接加熱技術

在酒精蒸餾生產工藝中，精塔往往餾出來的液體溫度比較高，倘若不將閃蒸汽水進行分離，那么水蒸汽就會白白跟著廢液排放出去而浪費掉。假若能夠在將廢液體排放出之前采取增設閃蒸罐的方法來進行汽水的分離，借助噴射裝置來混合輸送給蒸餾塔，然后再將蒸餾醪液加熱，就可以實現回收一部分廢液里的蒸汽，這就減少了蒸汽的消耗，降低熱量的排放，達到節能的效果。

（三）蒸餾塔廢液潛熱回收利用技術

在酒精蒸餾生產工藝中，通過會產生很多高溫的廢液，這些廢液由于溫度比較高，往往還具有很多的潛熱量，倘若讓它們白白排走就會形成浪費。倘若能夠在塔中增設一個閃蒸罐，那么就可以利用這個閃蒸罐來實現對廢液里潛熱能的回收利用。該技術能夠較好的減少能耗，實現能源節省的目的。據試驗得知，增置一個閃蒸罐之后，將低溫的蒸汽用于雜醇油做蒸餾蒸汽用，得出的試驗結果為：在一道差壓蒸餾生產線是180噸每天中，蒸汽的生產量是1.5噸每小時，其基本上能夠滿足了用來雜醇油的正常使用蒸氣量，并不需要再補充新的蒸汽量，根據蒸汽每噸200元的價格計算，每小時能夠節省300元，每天能夠節省7200元，倘若按照每年生產300天計算，能夠每年節省約200萬元錢。并且增設一套閃蒸罐設備大概需要10萬元，由此對比可見，可以大大節約下一筆經費。

（四）調節最佳回流比

回流量的多少在一定程度上影響著能耗。倘若能將回流比調節到最佳，就能夠在同樣的分離狀況下，實現20%能耗的節約。所以，在蒸餾操作過程當中，往往通過采取蒸餾自動化技術來控制回流量。通過這種控制方式，使塔頂產品純度保持一致，蒸汽用量做為操作變量進行定值控制，如此就能夠將塔底溫度控制在一定范圍內，防止塔頂混入塔底，最終實現會流量的控制，達到節能效果。

參考文獻

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