巴西生产燃料乙醇的经验与启示(3)

时间:2009-09-01 15:17来源:GEP Research 作者:信息发布点击: 次

1975年以来，用作燃料的乙醇耗量迅速增长，当时联邦政府又颁发了旨在降低石油进口的"Proalcool"计划，有关厂商因而受到鼓舞，扩大了甘蔗生产，并建设新的酿酒厂，生产用作生物燃料的乙醇。

⑦以数码光密度计精密准确测量样品中的乙醇含量；

⑧引进近红外光谱仪（NIRS, Near InfralRed Spectroscopy）进行常规分析；

⑨降低生产过程中糖的损耗和化学品消耗。虽然巴西酿酒厂商控制了很多工艺参数，但其乙醇发酵收率仍因以下因素而降低：细菌污染，酵母－细菌的"絮凝(flocculation)",酵母过度成长，离心机的滥用，糖、醇类、盐、高温、糖浆酸度形成的不利条件，以及野生酵母的污染等。

酿酒厂商为了实现对乙醇生产全工艺过程的最佳管理，要把从甘蔗质量到发酵收率共120多个工艺参数进行统计分析，以确定哪些因素影响了生产业绩，向何处投资才能改善收率，以得到优质产品，降低消耗和减少化学品，如抗生素(antibiotic),硫酸和消泡剂等的消耗。经过测试、控制和改进工艺参数，有可能实现发酵收率从1977年的75%～78％提高到2008年的90%～92%（以每千克葡萄糖产511g乙醇的最大理论值计）。如果不提高收率，酿酒厂将不可能在国际市场的低价格环境中生存下来。2007年仅有乙醇产量的50％出口。蒸馏工艺的巨大进步使其效率从1997年的95％提高到2008年的99%。在甘蔗种植和乙醇发酵方面的科技进步以及有效的工艺管理．巩固了巴西的乙醇工业。

3　巴西酿酒厂的工艺过程

目前，乙醇工业生产是以甘蔗汁、糖浆或两者的混合物为原料，在发酵槽（其容积为40× 104～200×104L）中的大规模发酵工艺为基础的。主要发酵法有间歇法和连续法，但这些工艺各不相同，所以各酿酒厂互相之间是有区别的。约75％的酿酒厂采用间歇发酵法。

巴西的乙醇生产在甘蔗的收获季节（约连续200～230d）进行。发酵在发酵槽罐中极高的酵母细胞(yeast cell）浓度（约8%～7%)、乙醇浓度为6%～11%(体积分数）、发酵时间极短（为6～10h)的条件下进行。每个发酵周期结束后，酵母细胞经离心机从发酵介质〔啤酒）分离并浓缩后，供下一个发醉周期使用。浓缩的酵母经稀硫酸处理，杀灭细菌，同时啤酒送去蒸馏。处理后酵母细胞回到发酵槽中，在此开始新的发酵周期。尽管作了一些改进，此发酵工艺仍称作 nlelle-BoinoL过程，因为1930年法国bfelle地区的Firmin Boinot取得了此项专利。

除了发酵的特点以外，要获得高乙醇收率和低消泡剂消耗，酵母菌种（yeast strain)的选择至关重要。如Fermentec公司所选用的PE-2,CAT-1和VR-1等特种酵母菌种，Copersucar公司所选用的BG-1 ,SA-1和CR-1特种酵母菌种已被很多巴西酿酒厂商单独或和"面包师（baker)"酵母混合起来用作发酵的起始剂。这些酵母菌种用染色体组型(Karyotyping）技术（基于DNA基测试）从工业发酵过程中选出，并经实验室的全面评价，它们适用于工业生产中，能抵御各种不利条件。而面包师酵母在发酵初期（酿酒厂商常需成吨的酵母细胞）是非常有用的。2007年，巴西生产的乙醇中有60％产自于用选定的酵母菌种进行初始发酵的工业过程。

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