分馏过程可以提高乙醇生产的利润率

美国是世界上最大的可再生液体燃料生物乙醇生产国，每年有200多家商业工厂处理超过160亿加仑的水。植物通常使用干磨加工方法。但是，伊利诺伊大学的一项研究表明，实施分级技术以在发酵前分离玉米成分可以提高收益。

在常规的干磨过程中，将玉米捣碎，将淀粉水解以产生葡萄糖，然后将其发酵成乙醇。此过程的副产品是玉米油和蒸馏水含可溶物的酒糟(DDGS)。

这些副产物帮助抵消了乙醇生产的成本，但是由于质量低下，干粮加工商失去了可观的收入来源，该研究的第一作者，我的农业和生物工程学博士Chinmay Kurambhatti说。

DDGS具有高纤维含量和低蛋白含量，主要用于反刍动物饲养。玉米油也可用于动物饲料。由于发酵过程中形成高浓度的游离脂肪酸，因此不适合人类食用。

库拉姆巴蒂说：“但是，如果您能够在发酵之前将玉米的成分进行分馏或分离，则可以获得更高品质的副产品，这些产品的市场价格更高。” “例如，如果在发酵之前将胚芽和纤维分开，则提取的油中游离脂肪酸含量低，因此可用于人类食品。”

与传统的干磨工艺相比，研究人员分析了八种不同的湿法和干法分馏技术的盈利能力。

该研究是作为计算机模拟进行的，可以对费用和收入进行详细比较。数据包括所有九种加工方法的资本成本和运营成本，以及乙醇和副产物的数量，质量和价值。

“以前的研究表明，这些过程可以改善副产品质量。但是尚不清楚增值能否弥补更高的费用。这项研究的目的是对实施分馏技术的经济可行性进行分析。”研究的通讯作者Vijay Singh。辛格(Singh)是I of U的农业和生物工程教授，也是综合生物加工研究实验室(IBRL)的负责人。

研究人员发现，设计用于分离胚芽(含最大油脂)和果皮(玉米种子的外层，主要包含纤维)的湿式分馏技术对加工者来说是最有利的。干式分馏方法的投资回报率与传统方法相当。

湿法分馏过程包括将玉米在水中浸泡6至12小时，然后进行粗磨以分离胚芽，果皮纤维和细纤维，然后再进行发酵。在干法分馏过程中，将玉米与水混合或蒸15-30分钟，然后研磨和分离组分。

Kurambhatti指出，湿法分馏更昂贵，但副产物的质量也更高。他补充说：“由于您将玉米放在更长的时间内更长的时间，然后在水中进行分离，因此副产物的分离更加清洁。” “例如，湿式分馏中的细菌可产生约35%的油;干式分馏中的细菌可产生约20%的油。细菌的价格取决于含油量，因此价值会更高。”

分级分离技术可商购获得，但是许多干粮工厂对实施这些修改犹豫不决，因为它们将需要购买新设备。但是，库兰巴蒂说，增加的投资将获得回报。

库拉姆巴蒂指出，分馏的另一个潜在好处虽然没有在研究中得到解决，但是却增加了工厂的生产能力。“当你分馏玉米，你分离胚芽和纤维和消除过程中的不可发酵的成分，从而为可发酵的材料更多的空间，”他说。“这意味着您可以处理更多的乙醇以及更多的高价值副产品。”

他补充说，植物也有兴趣从玉米纤维生产乙醇。“用纤维生产的乙醇具有与其相关的D3 RIN(可再生识别号)，这可以使其收入增加至每加仑2美元。”

可再生识别号是生物燃料跟踪号，可作为遵守美国环境保护局可再生燃料标准计划的信用。

Kurambhatti总结说：“ 研究表明，分离的纤维对收益没有太大贡献。因此，如果将纤维转化为乙醇，干磨乙醇工厂不会损失很大一部分收益。”

研究“分馏工艺对玉米干磨乙醇工艺的技术和经济可行性的影响”发表在工艺，食品和生物制品加工系统的工艺模拟和技术经济分析的专刊上 。