酒精蒸馏生产工艺节能措施探讨

蒋青青

摘要：无论是采用薯类还是糖类生产酒精，蒸馏均成为生产酒精过程中最为重要的一个环节，他不但影响到产品最后的成品质量与产量，还直接关系到在蒸馏这道工序中耗能效率的高低，成为了整个酒精生产过程中极为关键的一环。为此，可以通过探讨研究酒精蒸馏生产工艺节能措施，采取多塔差压蒸馏技术、再沸器间接加热技术、蒸馏塔废液潜热回收利用技术以及调节最佳回流比等来减少在酒精蒸馏生产过程中的能耗，使酒精蒸馏生产工艺在符合生产工艺的基础上，实现最佳节能控制效果，不仅有益于提高产品生产效率，还能通过节能降低企业生产成本，制造出更多的产品，使得企业在市场竞争中处于有利的位置，推进企业的良性互动发展。

关键词：酒精；蒸馏生产工艺；节能措施

一、绪论

当前，人们进行酒精生产的过程中，无论是以薯类玉米，还是木薯，亦或者是红薯等原料进行酒精生产，均需要经过粉碎蒸煮、发酵以及蒸馏三道工序，并且在这三道工序中耗能最多的集中在蒸煮和蒸馏上，据统计，他们的耗能约占到了总耗能的55%-77%。然而，以糖类为原料的酒精生产却仅仅有发酵、蒸馏两道工序，但是仅蒸馏这道工序就占据了总耗能的80%多。

无论是采用薯类还是糖类生产酒精，蒸馏均成为生产酒精过程中最为重要的一个环节，他不但影响到产品最后的成品质量与产量，还直接关系到在蒸馏这道工序中耗能效率的高低，成为了整个酒精生产过程中极为关键的一环。并且目前国内许多酒精生产制造行业大多数选用的是手工蒸馏操作技术，为此，如何探讨研究酒精蒸馏生产工艺节能措施，使酒精蒸馏生产工艺在符合生产工艺的基础上，实现最佳节能控制效果，不仅有益于提高产品生产效率，还能通过节能降低企业生产成本，制造出更多的产品，使得企业在市场竞争中处于有利的位置，推进企业的良性互动发展。所以，酒精生产行业应当在酒精蒸馏生产工艺过程中探索出有效的节能措施，提高效率，提高市场竞争力。

二、酒精蒸馏生产工艺耗能情况

（一）传统型直接发酵法

传统型的酒精生产主要采用发酵法，也就是把红薯、玉米、木薯等薯类原材料进行蒸煮，然后让它们糊化，再添加淀粉酶使其糖化、直至液化，最后添加酵母，经过粉碎蒸煮、发酵、蒸馏这三道工序转化成酒精。伴随能源的大量消耗以及全球能源危机的日益凸显，为了可持续发展，许多国家不得不对酒精蒸馏生产进行探讨，希望通过对酒精蒸馏生产工艺节能技术的研究，进而提高酒精生产率。此外，通过研究还发现了采用传统型的蒸煮淀粉的方法极其消耗能量，而采用糖类原料进行酒精生产的过程中仅有发酵与蒸馏两道工序，耗能才仅占整个酒精生产过程中总耗能的30%左右，特别是蒸煮与蒸馏工序，耗能仅占65%到75%之间，所以，人们开始探讨用生淀粉直接完成酒精发酵，这也大大提高了酒精的生产效率，降低了耗能。

（二）传统型發酵法耗能的原因

以前传统的酒精生产均是采用薯类原材料来直接蒸煮，但是这样的蒸煮存在一个很大的弊端就是很难被糖化，其原因主要表现在：一方面是由于植物里面的生淀粉细胞壁十分坚硬，在发酵的时候不容易被破坏掉，另一方面是由于生淀粉里的活分子是十分有规则的排列，使得分子组织间紧密地联系在一起组成高密度的结构组织叫B-淀粉。正是这2方面的因素的影响，使得采用薯类原材料进行直接发酵的过程中导致糖化难以充分发生。所以，当对原材料进行蒸煮时，就需要对植物里面的生淀粉进行加热，使其糊化，然后变成糊化了的n-淀粉，只有这样才能使原材料的糖化发酵变得简易可行。此外，加热还具有杀菌作用，使进过发酵出来的酒精更加卫生、安全，更加符合国家对酒精的规定。

（三）回流比的调节依然是个难题

2008年，国家针对食用酒精的标准做出了新的调整实施，各家生产酒精的企业公司主要采取的生产工艺技术是三塔蒸馏（即粗馏塔、醛塔和精馏塔或是粗馏塔、精馏塔和甲醇塔）。其中，在精馏塔内，纯度较高的酒精以蒸气的形式汇聚在塔顶上边，然后通过塔顶的冷凝器推进，实现冷却，变成液体，最后存放在贮罐里。在贮罐里，有一些液体被当作成品而被采出，其他的就继续回流，再次返回到蒸馏塔中。而回流量的多少在一定程度上受蒸馏过程中能耗的影响。

（四）多为直接加热蒸馏工艺

在众多的生产酒精的企业当中，更多的企业是采取蒸气来直接去加热醪液的工艺生产方法，由于采用的是直接去加热，弊端就出现在不可以较好的利用由蒸气冷却后变成水再次回炉当水用，这种蒸馏工艺方式不仅不能充分利用蒸气冷凝水，还生产出更多废液，严重增加了耗能量。

（五）蒸馏生产工艺更多的是手动操作

在生产酒精的企业当中，更多的企业在酒精蒸馏生产工艺中，并没有采用先进的DCS自动化操作系统，更多的是采取手动的方式，但是酒精蒸馏生产工艺的控制相当复杂，采取手动的操作方式难免不存在误差，有时候由于带着情绪操作，容易出现操作用气过大而导致塞塔，最终不仅影响了成品的质量，还耗费了大量的蒸气，无形中增加了能耗。

（六）余热的利用率偏低

由于无充分借助再沸器对余热进行再次回收利用，尤其是对精塔废液的余热回收利用率比较低，导致高温废液里的低热值水蒸汽白白随着废液的排放而白白溜走，浪费掉了。

三、酒精蒸馏生产工艺中的节能措施

为了提高酒精蒸馏生产效率，实现能源的节约效果，现今，企业当中主要通过在酒精蒸馏生产工艺当中寻求节能，采取一定的技术措施去减少在酒精蒸馏生产过程中的能耗，实现节能，主要技术措施为：

（一）多塔差压蒸馏技术

多塔差压蒸馏技术也称为多次蒸馏技术，也就是在两个或者两个以上的塔里，对蒸汽的热量进行多次利用。工作原理为：有多个塔链接而成，并且每个塔所受到的压力是不一样的，通常是前面一个塔的压力略高于后面一个塔的压力，前面一个塔顶内的蒸汽冷却凝结之后仍高于后面一个塔的塔底液体沸腾温度。第一个蒸馏往往采用的是直接加热蒸汽的方法，然后把该塔顶的蒸汽做为第二个塔内再沸器的加热媒介，而这个媒介也随之在再沸器内形成冷凝水。以此类推下去，直到后面的塔也相应完成水冷凝。

多塔差压蒸馏很好地利用了冷源与热源彼此间微妙的温差关系，让每一个塔的塔顶与塔底之间的温差尽量缩小，进而提高利用率，最终减少能耗的损失。据不完全统计，多塔差压蒸馏比传统的蒸馏在耗能上节约45%以上。

（二）再沸器间接加热技术

在酒精蒸馏生产工艺中，精塔往往馏出来的液体温度比较高，倘若不将闪蒸汽水进行分离，那么水蒸汽就会白白跟着废液排放出去而浪费掉。假若能够在将废液体排放出之前采取增设闪蒸罐的方法来进行汽水的分离，借助喷射装置来混合输送给蒸馏塔，然后再将蒸馏醪液加热，就可以实现回收一部分废液里的蒸汽，这就减少了蒸汽的消耗，降低热量的排放，达到节能的效果。

（三）蒸馏塔废液潜热回收利用技术

在酒精蒸馏生产工艺中，通过会产生很多高温的废液，这些废液由于温度比较高，往往还具有很多的潜热量，倘若让它们白白排走就会形成浪费。倘若能够在塔中增设一个闪蒸罐，那么就可以利用这个闪蒸罐来实现对废液里潜热能的回收利用。该技术能够较好的减少能耗，实现能源节省的目的。据试验得知，增置一个闪蒸罐之后，将低温的蒸汽用于杂醇油做蒸馏蒸汽用，得出的試验结果为：在一道差压蒸馏生产线是180吨每天中，蒸汽的生产量是1.5吨每小时，其基本上能够满足了用来杂醇油的正常使用蒸气量，并不需要再补充新的蒸汽量，根据蒸汽每吨200元的价格计算，每小时能够节省300元，每天能够节省7200元，倘若按照每年生产300天计算，能够每年节省约200万元钱。并且增设一套闪蒸罐设备大概需要10万元，由此对比可见，可以大大节约下一笔经费。

（四）调节最佳回流比

回流量的多少在一定程度上影响着能耗。倘若能将回流比调节到最佳，就能够在同样的分离状况下，实现20%能耗的节约。所以，在蒸馏操作过程当中，往往通过采取蒸馏自动化技术来控制回流量。通过这种控制方式，使塔顶产品纯度保持一致，蒸汽用量做为操作变量进行定值控制，如此就能够将塔底温度控制在一定范围内，防止塔顶混入塔底，最终实现会流量的控制，达到节能效果。

参考文献

[1]林水华.酒精差压节能蒸馏新技术介绍[J].酿酒科技.1995，（07）

[2]曹婉瑜，薛宝.酒精蒸馏生产节能技术探析[J].河南科技.2013，（07）

[3]孙朋朋，王君高，刘明明，于军.酒精蒸馏技术的进步与节能减排[J].山东轻工业学院学报（自然科学版）.2013，（12）