生物酒精是生物質(zhì)資源與現(xiàn)代石油化學(xué)工業(yè)連接的關(guān)鍵節(jié)點，開發(fā)其生產(chǎn)的創(chuàng)新技術(shù)，特別是工程化技術(shù)，對國家實現(xiàn)石油資源替代的戰(zhàn)略目標，具有十分重要的意義。同時可以拓寬農(nóng)產(chǎn)品加工轉(zhuǎn)化渠道，穩(wěn)定農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，延長農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)鏈。我國現(xiàn)有酒精發(fā)酵行業(yè)普遍存在原料資源利用不合理、污染物治理成本高的突出問題，急需發(fā)展創(chuàng)新技術(shù)，提升這一傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的制造水平。
一、攻關(guān)任務(wù)及完成情況
　　本課題針對酒精發(fā)酵技術(shù)存在的諸多問題，在依托現(xiàn)代生物技術(shù)，選育酒精發(fā)酵性能優(yōu)良且具有自絮凝能力酵母菌株的基礎(chǔ)上，發(fā)展了一種全新的酒精發(fā)酵工藝技術(shù)--自絮凝顆粒酵母酒精發(fā)酵新技術(shù)，以期替代引進技術(shù)，為國家"十五"期間規(guī)劃發(fā)展及試點建設(shè)的燃料酒精裝置，提供技術(shù)支撐。本課題的任務(wù)是建立1套萬噸級規(guī)模工業(yè)性試驗裝置，解決自絮凝顆粒酵母酒精連續(xù)發(fā)酵新技術(shù)的工程放大問題。
　?。?）在原料前處理綜合利用基礎(chǔ)上，實現(xiàn)清液發(fā)酵，自絮凝顆粒酵母酒精連續(xù)發(fā)酵的發(fā)酵罐單級容積規(guī)模放大到100m3，多級串聯(lián)操作，建立萬噸級規(guī)模工業(yè)性試驗裝置。
　?。?）在前序液化和糖化工段糖濃度25%（w/v）得以保證的條件下，發(fā)酵終點酒精濃度達到12.0%（v/v），超過吉林燃料酒精裝置引進奧地利VOGELBUSCH公司技術(shù)11.5%（v/v）的指標。
　?。?）連續(xù)發(fā)酵的平均發(fā)酵時間達到25～30h，與吉林燃料酒精裝置引進奧地利VOGELBUSCH公司技術(shù)的50～60h相比，縮短1倍，發(fā)酵罐的設(shè)備生產(chǎn)強度指標相應(yīng)提高1倍。
　　（4）降低廢糟液中污染物總量，達到源頭減廢，COD指標從現(xiàn)有酒精發(fā)酵工藝的（40000～60000）×10-6降低到（20000～30000）×10-6，污染物總量減少50%。
　?。?）在萬噸級規(guī)模工業(yè)性試驗裝置運行的基礎(chǔ)上，預(yù)測燃料酒精生產(chǎn)成本降低5%。
　　2004年9月，課題組在安徽豐原生化公司建立了萬噸級規(guī)模的自絮凝顆粒酵母酒精連續(xù)發(fā)酵擴大中試裝置，2004年12月實現(xiàn)穩(wěn)定運行，各項經(jīng)濟技術(shù)指標均達到設(shè)計要求，并超過國內(nèi)外現(xiàn)有酒精發(fā)酵技術(shù)的水平。2005年1月23日通過教育部組織的成果鑒定。
二、技術(shù)特點
　　與國內(nèi)外酒精發(fā)酵技術(shù)相比，該技術(shù)的主要創(chuàng)新點和*性體現(xiàn)在：
　?。?）選育了1株具有自絮凝特征的酵母菌株，酵母細胞以自絮凝顆粒的形態(tài)在發(fā)酵罐中實現(xiàn)固定化，發(fā)酵罐中酵母細胞密度提高3～5倍，平均發(fā)酵時間由60～70h縮短至30h，發(fā)酵罐總?cè)莘e規(guī)模和建設(shè)投資相應(yīng)降低。
　?。?）在原料前處理綜合利用的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)清液發(fā)酵，不僅提高了原料的綜合利用程度，而且可以方便地回收副產(chǎn)酵母，進行深加工，酒精生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益顯著提高。
　?。?）自絮凝酵母具有良好的沉降性能，酵母回收采用自沉降，與國外清液發(fā)酵采用離心機分離回收酵母的工藝技術(shù)路線相比，可以節(jié)省設(shè)備投資、運行能耗和維護費用。
　?。?）國內(nèi)現(xiàn)有酒精生產(chǎn)工藝技術(shù)（帶渣發(fā)酵），普遍采用DDGS技術(shù)處理廢糟液，不僅設(shè)備投資大，運行能耗高，廢糟液離心分離后上清液COD高達50000～60000mg/L以上，無法以較大比例在生產(chǎn)系統(tǒng)中循環(huán)使用。自絮凝顆粒酵母酒精發(fā)酵新工藝技術(shù)，廢糟液COD總量平均為27500mg/L，降低了50%以上，廢糟液能夠以較大比例循環(huán)使用，有助于實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。
三、推廣應(yīng)用情況及前景
　　目前，這一單元放大技術(shù)已經(jīng)在豐原生化新建20萬t/a燃料酒精裝置中采用，于2005年12月開始試運行，懸浮床生物反應(yīng)器的容積規(guī)模已經(jīng)放大到1000m3。
　?。?）采用清液發(fā)酵技術(shù)，在液化后過濾分離原料殘渣時，導(dǎo)致約5%的淀粉損耗，但增加同樣數(shù)量的蛋白飼料，蛋白飼料價格高于玉米本身價格，對綜合生產(chǎn)成本不產(chǎn)生不利影響。
　?。?）酒精生產(chǎn)的輔助材料消耗不發(fā)生任何改變。
　?。?）回收酒精產(chǎn)量3%的酵母，市場價格為3700元/t，扣除加工成本700元/t，可沖減酒精生產(chǎn)成本90元/t。
　?。?）不采用DDGS技術(shù)處理廢糟液，70%的廢糟液直接循環(huán)使用，而現(xiàn)有酒精生產(chǎn)技術(shù)，廢糟液直接循環(huán)使用比例為30%，噸酒精生產(chǎn)減少廢糟液蒸發(fā)量40%，約4t，節(jié)省能耗（折蒸汽）約4.5t，沖減酒精生產(chǎn)成本315元/t。
　　（5）酒精發(fā)酵時間縮短1倍，發(fā)酵罐總?cè)莘e規(guī)模相應(yīng)減小1倍，不采用DDGS技術(shù)處理廢糟液，不采用高速離心機分離酵母，固定資產(chǎn)投資約節(jié)省8000萬元。
　　采用該技術(shù)，可以使酒精生產(chǎn)成本沖減約480元/t。目前，利用該技術(shù)建設(shè)的玉米原料酒精生產(chǎn)企業(yè)酒精生產(chǎn)的全成本約為4500元/t，該項目采用新工藝新技術(shù)，可以使噸酒精生產(chǎn)成本降低10%以上。