CN102286544B - 一种淀粉基燃料乙醇的清洁生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种淀粉基燃料乙醇的清洁生产方法，包括以下工段：(1)液化，(2)糖化，(3)发酵，(4)蒸馏和脱水，还包括废糟综合处理和副产品回收利用工段。其中液化工段采用低压喷射器连续蒸煮工艺；发酵工段采用半连续发酵***，使发酵醪处于流动状态，促进酵母与醪液的均匀接触；蒸馏和脱水工段采用新鲜蒸汽供热精馏塔，精馏塔塔顶酒汽供热组合塔，组合塔塔顶酒汽供热粗馏塔的热耦合方案，得到的无水乙醇经混配后得到变性燃料乙醇，质量满足国家标准GB18350-2001，并通过废糟综合处理及副产品回收利用工段回收利用废糟及废气中的有用物质。该方法中各生产工段换热网络和水网络合理匹配，实现了物耗和能耗低、资源利用充分的清洁生产目标。

Description

一种淀粉基燃料乙醇的清洁生产方法

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种淀粉基燃料乙醇的清洁生产方法，特别涉及一种用玉米、木薯、红薯等淀粉基原料生产燃料乙醇的方法。

背景技术

酒精工业是指以谷类、薯类、糖蜜为原料，经发酵、蒸馏而生产食用酒精、工业酒精和燃料乙醇的工业，是国民经济重要的基础原料产业。近几十年来，随着石油价格的飞涨和生物技术的日新月异，以生物质为原料生产用于替代车用燃料、减少汽车尾气有害物质的燃料乙醇应用日益广泛。

2007年我国酒精行业排放废水总量约4亿吨，年排放COD约400万吨，BOD约200万吨，是有机污染物排放量较高的行业之一。同时，传统的燃料乙醇生产方法存在自动化程度低，物耗和能耗高、全厂***集成优化差等问题，与美国、巴西等燃料乙醇大国尚存在较大差距。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种淀粉基燃料乙醇的清洁生产方法，是以玉米、木薯、红薯等淀粉基原料生产燃料乙醇的方法。该生产方法具有物耗和能耗低、自动化程度高，可实现水和热集成优化的优点。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种淀粉基燃料乙醇的清洁生产方法，该生产方法的主要工艺流程为：淀粉质原料→液化→糖化→发酵→蒸馏→脱水→燃料乙醇，如图1所示。

一种淀粉基燃料乙醇的清洁生产方法，该生产方法主要通过以下工段来实现：

(1)液化：将淀粉质原料与水及α-淀粉酶混合搅拌均匀，得到干物质质量含量为20％～34％的粉浆，预热至70～85℃后送入预液化罐，搅拌均匀，同时将粉浆加热至80～90℃，搅拌使混合粉浆中的不溶性物质达到稳定的悬浮状态，再进行低压蒸汽喷射液化，出料温度为100～110℃，然后在100～110℃保持1～2h进行蒸煮熟化，将所得熟化后的醪液降温至65～80℃后进行闪蒸冷却，得到液化醪。

所述淀粉质原料是将淀粉含量为60％～70％，水分质量含量为10％～20％的玉米、木薯和红薯中的一种粉碎至平均粒径为1～3mm得到的淀粉颗粒；所述α-淀粉酶的用量按1.5～2.0kg/t燃料乙醇产品计。

所述闪蒸冷却使用的闪蒸罐的操作压力为-90～-60kPa；闪蒸后得到的闪蒸汽温度为50～70℃，闪蒸汽冷凝后作为液化工段用水。

所述液化工段采用低压蒸汽喷射后蒸煮的连续蒸煮工艺，使混合粉浆受热均匀，淀粉基原料糊化彻底，与高温蒸煮工艺比较，可提高淀粉出酒率0.5％，并节能30％。所述熟化后的醪液的温度从100～110℃降至65～80℃释放的热量用于对送入液化罐前的粉浆进行加热，从而实现能量的充分利用；粉浆送入预液化罐后，在罐中的停留时间为20～50min。

(2)糖化：用硫酸调节糖化罐内液化醪的pH值为4.0～4.5，搅拌的同时加入α-1，4-葡萄糖水解酶，其用量为3.2～4.0kg/t燃料乙醇产品，加完后在50～70℃下保温30～60min进行糖化；糖化后的液化醪冷却至28～32℃得到糖化醪，送往发酵工段。

所述糖化后的液化醪的冷却使用两级冷却器，逐级进行冷却，冷却器为螺旋板式和板式冷却器中的一种。

(3)发酵：采用半连续发酵工艺，使用1个酒母罐和n个发酵罐共同进行发酵。其发酵工艺流程为：先在酒母罐中加入糖化醪、活性干酵母和尿素，搅拌均匀后进行增殖和发酵，得到的酒母醪与余下糖化醪混合后的醪液流入1#连续发酵罐，加满后，自然流入2#连续发酵罐，2#连续发酵罐加满后，自然流入3#连续发酵罐，3#连续发酵罐加满后，由3#连续发酵罐流入4#间歇发酵罐，4#间歇发酵罐加满后，则由3#连续发酵罐改流至5#间歇发酵罐，按此步骤由3#连续发酵罐逐个加满5#～n#间歇发酵罐，然后进行间歇发酵，发酵结束后，得到发酵成熟醪。

所述n＝6～10，1～3#为连续发酵罐，其中的醪液发酵时间为24～30h、温度为30～33℃，4～n#罐为间歇发酵罐，其中的醪液发酵时间为35～45h、温度为30～36℃。

所述在酒母罐中加入的糖化醪的质量为工段(2)中所得糖化醪总质量的30％～40％，加入活性干酵母的质量按0.1～0.15kg/t燃料乙醇产品计，加入尿素的质量按1～3kg/t燃料乙醇产品计；在酒母罐中进行增殖和发酵的温度为28～32℃，时间为10～12h。

所述发酵工段中从酒母罐和发酵罐的发酵过程产生的CO₂和工段(4)中从粗馏塔脱气段排出的CO₂共同进入洗涤塔进行二氧化碳的回收。

所述发酵工段采用半连续发酵工艺，发酵醪处于流动状态，可促进酵母与醪液的均匀接触，利于CO₂的排出和回收，同时增强酵母的发酵活性，提高淀粉利用率。半连续发酵的连续发酵罐通常10～15天左右洗刷杀菌一次罐体，节省发酵辅助时间，提高了设备利用率。

(4)蒸馏和脱水：将发酵成熟醪预热后引入粗馏塔脱气段进行脱气，脱出的CO2随酒精蒸汽进入脱汽段冷凝器冷凝，排出CO2及不凝气体；脱气后的成熟醪分成两股，一股占总质量流量的30％～60％，引入粗馏塔提馏段进行初步蒸馏，得到酒精蒸汽和粗馏塔塔底废醪，所述酒精蒸汽经脱汽段冷凝器冷凝后得到粗酒，引入粗酒精罐，所述废醪由粗馏塔底部排出；另一股脱气后的成熟醪从脱气段底部侧线抽出，经组合塔塔底废醪预热后引入组合塔进行再次蒸馏，得到塔顶酒精蒸汽和组合塔塔底废醪；所述塔顶酒精蒸汽一部分引入粗馏塔的强制循环再沸器中冷凝，冷凝潜热用于加热粗馏塔，冷凝液作为塔顶回流；另一部分酒精蒸汽引入分子筛脱水机组，得到浓度为60％～80％V/V的淡酒和无水乙醇成品蒸汽，淡酒引入粗酒精罐，无水乙醇成品蒸汽冷凝后即得到燃料乙醇产品，该产品中添加变性剂后得到变性燃料乙醇成品，产品质量符合国家标准GB18350-2001；所述废醪由组合塔底部排出；

将粗酒精罐中的粗酒预热后引入精馏塔进行浓缩和分离，分别得到含杂醇油的酒精、塔顶酒精蒸汽和塔底余馏水；所述含杂醇油的酒精从进料层上方引出后进行冷却，然后用水稀释洗涤，分层后移出的下层为杂醇油稀释洗涤淡酒，进入粗酒精罐；所述塔顶酒精蒸汽引入组合塔的强制循环再沸器中冷凝，冷凝的潜热用来加热组合塔，冷凝液质量流量的40％～70％回流至精馏塔顶层塔板，其余冷凝液引入组合塔进行再次蒸馏；所述塔底余馏水由精馏塔塔底引出。

所述进入粗馏塔脱气段的发酵成熟醪是利用粗馏塔酒精蒸汽、粗馏塔塔底废醪和来自分子筛脱水机组的无水乙醇成品蒸汽进行预热；所述精馏塔通过塔底再沸器通入新鲜蒸汽进行供热后，蒸汽发生冷凝得到的汽凝水和精馏塔塔底余馏水对粗酒精进行二次预热后，一部分作为回用水返回锅炉，另一部分经冷却后用于稀释含杂醇油的酒精。

本工段采用多效热耦合精馏工艺，热耦合方案为：新鲜蒸汽供热精馏塔，精馏塔塔顶酒精蒸汽供热组合塔，组合塔塔顶酒精蒸汽供热粗馏塔。由此提高热能的利用效率，并减少循环水的消耗量，达到节能降耗的效果。

作为一种优选方案，各蒸馏塔的操作压力、塔顶温度分别为：

粗馏塔塔顶操作压为-70～-30kPa，塔顶温度55～75℃；

组合塔塔顶操作压力为0～100kPa，塔顶温度78～102℃；

精馏塔塔顶操作压力为300～520kPa，塔顶温度110～135℃。

所述分子筛脱水机组由分子筛吸附塔和解析塔组成；分子筛吸附塔操作压力为0～150kPa；分子筛解析塔操作压力为-80～0kPa。

本发明的一种淀粉基燃料乙醇的生产方法还包括废糟综合处理工段和副产品回收利用工段。其中，废糟处理是对废醪进行固液分离后，对固体和液体中分别进行处理，使之转化为饲料、有机肥料或其他副产品，过程产生的清液和冷凝水作为液化工段用水，剩余废水按国家相关标准排放或直接用于灌溉农田。

例如，若以玉米为原料生产酒精，其废糟处理流程见图4，主要由固液分离、蒸发浓缩、干燥、风机输送、贮粉、包装等工序组成，设施设备主要有：泵、贮罐、离心机、蒸发浓缩装置、干燥机、风机、粉仓、包装机、成品贮仓库。具体处理步骤为：第一步回收废水中DDS，减少进入环保处理***的污染物，包括对酒精生产排放的废糟液进行压滤处理，清液部分回用，部分进蒸发浓缩***生产浓浆，将浓浆滤渣混合经管束干燥机干燥、造粒、冷却得到DDGS(全干燥酒精糟)；第二步中水回用：对清液浓缩产生的二次凝水进行处理，处理后的中水作为液化工段用水，实现全厂生产用水的循环使用。所述蒸发浓缩装置的废热气经MVR机械式蒸汽再压缩装置后，品位提高，用做蒸发浓缩装置自身的补充热源，可降低废糟处理工段81％的标准煤消耗。

若以木薯干为原料生产酒精，其糟液处理流程主要由分离、厌氧消化、好氧生化处理等工序组成。其设施设备主要有：贮罐(池)、冷却器、分离机、沼气发酵罐(池)、泵、沼气、好氧等有效处理设备，处理后得到沼气，经净化后用于发电，剩余的废水按国家相关标准排放或直接用于灌溉农田。

而副产品回收利用工段则包括液体二氧化碳回收，沼气提纯净化和杂醇油的精密分离，见图1。其主要目的是提高副产品的附加值，实现全厂资源利用的最大化和经济效益的最大化。

附图说明

图1为淀粉基燃料乙醇的生产总流程图。

图2为液化、糖化和发酵工段的流程图。

图3为蒸馏和脱水工段的流程图。

图4为以玉米淀粉为原料生产燃料乙醇的废糟综合处理工段的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

以玉米淀粉为原料生产燃料乙醇的工艺如下：

将37.7t/h玉米(淀粉含量为65％，水分质量含量为14％)粉碎至平均粒径为2mm送入预液化罐，加入84.6t/h拌料水，α-淀粉酶22kg/h，得到干物质质量含量为26.5％的粉浆，为使粉浆混合均匀，罐内配有搅拌器，将粉浆预热至78℃后送入预液化罐，在预液化罐中，上述粉浆由直接蒸汽加热至86℃，搅拌器促使不溶性物质达到稳定的悬浮状态。在满负荷操作时，粉浆在罐中的停留时间为40min。

然后粉浆通过泵送去喷射液化器，控制蒸汽喷射器出料温度为105℃，得到加热后的醪液。将加热后的醪液送入蒸煮柱，在105℃保持1.5h进行蒸煮熟化。熟化后的醪液被泵送至粉浆预热器，对未进入液化罐的粉浆进行预热后，温度降至70℃后进入闪蒸罐，所述闪蒸罐的压力为-75kPa，闪蒸后液化醪的温度为65℃。产生的闪蒸汽冷凝后作为液化工段用水。闪蒸冷却后的液化醪靠重力作用自行流入糖化罐中。

在糖化罐(配备搅拌器)内用硫酸调节pH值为4.2，然后加入α-1，4-葡萄糖水解酶43kg/h，在65℃下保温45min，糖化后的醪液由泵输送经两级板式冷却器进行逐级冷却，冷却至31℃，得到糖化醪送往发酵工段。

发酵工段采用半连续发酵工艺，使用1个酒母罐和10个发酵罐共同进行发酵。开始投产时，酒母罐清洗杀菌后，加入占总糖化醪质量35％的糖化醪，加入活性干酵母的质量按0.15kg/t燃料乙醇产品计，加入尿素的质量按2kg/t燃料乙醇产品计，混合均匀后进行酵母菌的优势增殖和发酵，温度为30℃，时间为12h；得到的酒母醪与余下糖化醪混合后的醪液流入1#连续发酵罐，加满后，自然流入2#连续发酵罐，2#连续发酵罐加满后，自然流入3#连续发酵罐，3#连续发酵罐加满后，由3#连续发酵罐流入4#间歇发酵罐，4#间歇发酵罐加满后，则由3#连续发酵罐改流至5#间歇发酵罐，按此步骤由3#连续发酵罐逐个加满5#～10#间歇发酵罐。前三个罐保持连续主发酵状态，发酵时间为26h、温度为32℃。4#～10#间歇发酵罐的发酵时间为40h、温度为35℃，发酵结束后，得到的发酵成熟醪送去蒸馏和脱水工段，罐体经洗刷灭菌后再重复以上操作。

发酵成熟醪(112t/h，14％V/V，32℃)经粗馏塔酒精蒸汽、无水乙醇成品蒸汽、粗馏塔塔底废醪三级预热后进入粗馏塔脱气段进行脱气，脱出的CO2随酒精蒸汽进入脱汽段冷凝器冷凝，排出CO2及不凝气体；脱气后的成熟醪分成两股，一股进入粗馏塔提馏段进行初步蒸馏，得到酒精蒸汽经脱汽段冷凝器冷凝后得到粗酒，进入粗酒精罐，得到的废醪由粗馏塔底部排出，去往废糟处理工段；另一股脱气后的成熟醪从脱气段底部侧线抽出，流量为67.2t/h，经组合塔塔釜废醪预热后进入组合塔进行再次蒸馏，塔顶得到的酒精蒸汽(95.8％V/V)一部分进入粗馏塔的强制循环再沸器中冷凝，冷凝潜热用于加热粗馏塔，冷凝液作为塔顶回流，得到废醪由组合塔底部排出，去往废糟处理工段；另一部分酒精蒸汽送往分子筛脱水机组，得到浓度为(70％V/V)的淡酒和无水乙醇成品蒸汽，淡酒进入粗酒精罐，无水乙醇成品蒸汽冷凝后得到燃料乙醇产品；质量流量为12.6t/h，产品质量分数为99.2％，含水量＜0.5％，酸含量46ppm，满足国家标准GB18350-2001，蒸馏和脱水工段蒸汽消耗为1.42t/t燃料乙醇。

精馏塔在正压工况下(520kPa)操作，精馏塔塔底再沸器通入新鲜蒸汽进行供热，粗酒精罐中的粗酒经精馏塔塔底余馏水、塔底汽凝水两级预热到132℃后进入精馏塔进行粗酒的浓缩和分离，分别得到含杂醇油的酒精、塔顶酒精蒸汽和塔底余馏水；得到的含杂醇油的酒精从进料层上方引出后进行冷却，然后用水稀释洗涤，分层后移出的下层为杂醇油稀释洗涤淡酒，进入粗酒精罐；得到的塔顶酒精蒸汽引入组合塔的强制循环再沸器中冷凝，冷凝的潜热用来加热组合塔，流量为10.5t/h的冷凝液回流至精馏塔顶层塔板，其余采出进入组合塔进行再次蒸馏，精馏塔塔底引出余馏水。

从粗馏塔和组合塔塔底排放的废醪经板框压滤机压滤处理，分离出的清液30％回用作液化工段用水，70％进蒸发浓缩***生产浓浆，将浓浆与压滤机出来的滤渣混合，经管束干燥机干燥、造粒、冷却得到水分小于11.5％的DDGS饲料。管束干燥机出口的废热气经MVR机械式蒸汽再压缩装置后，品位提高，用于蒸发浓缩装置的补充热源。清液浓缩产生的二次凝水进行污水处理，处理后的中水用做液化工段用水，实现全厂生产用水的循环使用，该处理工段见图4。全厂总的蒸汽消耗为3.45t/t燃料乙醇(含废糟综合处理工段)。

实施例2

以木薯干为原料生产燃料乙醇的工艺如下：

将20t/h木薯干片(淀粉含量为68％，水分质量含量为12％)粉碎至平均粒径为3mm后送入预液化罐，加入40t/h拌料水，同时加入α-淀粉酶12.5kg/h，得到干物质质量含量为29.3％的粉浆，为使粉浆混合均匀，罐内配有搅拌器，将粉浆加热至75℃后送入预液化罐，在预液化罐中，上述粉浆由直接蒸汽加热至84℃，搅拌器促使不溶性物质达到稳定的悬浮状态。在满负荷操作时，粉浆在罐中的停留时间为30min。

然后粉浆通过泵送去喷射液化器，控制蒸汽喷射器出料温度为106℃，得到加热后的醪液。将加热后的醪液送入蒸煮柱，在106℃保持2h进行蒸煮熟化。熟化后的醪液被泵送至粉浆预热器，对未进入液化罐的粉浆进行预热后，温度降至68℃后进入闪蒸罐，所述闪蒸罐的压力为-80kPa，闪蒸后液化醪的温度为60℃。产生的闪蒸汽冷凝后作为液化工段用水。闪蒸冷却后的液化醪靠重力作用自行流入糖化罐中。

在糖化罐(配备搅拌器)内用硫酸调节pH值为4.5，然后加入α-1，4-葡萄糖水解酶25kg/h，在60℃下保温50min，糖化后的醪液由泵输送经两级板式冷却器进行逐级冷却，冷却至29℃，得到糖化醪送往发酵工段。

发酵工段采用半连续发酵工艺，使用1个酒母罐和6个发酵罐共同进行发酵。开始投产时，酒母罐清洗杀菌后，加入占总糖化醪质量32％的糖化醪，加入活性干酵母的质量按0.1kg/t燃料乙醇产品计，加入尿素的质量按3kg/t燃料乙醇产品计，混合均匀后进行酵母菌的优势增殖和发酵，温度为28℃，时间为10h；得到的酒母醪与余下糖化醪混合后的醪液流入1#连续发酵罐，加满后，自然流入2#连续发酵罐，2#连续发酵罐加满后，自然流入3#连续发酵罐，3#连续发酵罐加满后，由3#连续发酵罐流入4#间歇发酵罐，4#间歇发酵罐加满后，则由3#连续发酵罐改流至5#间歇发酵罐，5#间歇发酵罐加满后，则由3#连续发酵罐改流至6#间歇发酵罐。前三个罐保持连续主发酵状态，发酵时间为28h，温度为33℃。4#～6#间歇发酵罐的发酵时间为38h、温度为34℃，发酵结束后，得到的发酵成熟醪送去蒸馏和脱水工段，罐体经洗刷灭菌后再重复以上操作。

发酵成熟醪(66.3t/h，13.0％V/V，33℃)经粗馏塔酒精蒸汽、无水乙醇成品蒸汽、粗馏塔塔底废醪三级预热后进入粗馏塔脱气段进行脱气，脱出的CO2随酒精蒸汽进入脱汽段冷凝器冷凝，排出CO2及不凝气体；脱气后的成熟醪分成两股，一股进入粗馏塔提馏段进行初步蒸馏，得到酒精蒸汽经脱汽段冷凝器冷凝后得到粗酒，进入粗酒精罐，得到的废醪由粗馏塔底部排出，去往废糟处理工段；另一股脱气后的成熟醪从脱气段底部侧线抽出，流量为32t/h，经组合塔塔釜废醪预热后进入组合塔进行再次蒸馏，塔顶得到的酒精蒸汽(96.0％V/V)一部分进入粗馏塔的强制循环再沸器中冷凝，冷凝潜热用于加热粗馏塔，冷凝液作为塔顶回流，得到废醪由组合塔底部排出，去往废糟处理工段；另一部分酒精蒸汽送往分子筛脱水机组，得到浓度为(65％V/V)的淡酒和无水乙醇成品蒸汽，淡酒进入粗酒精罐，无水乙醇成品蒸汽冷凝后即得到燃料乙醇产品；质量流量为6.95t/h，产品质量分数为99.4％，含水量＜0.3％，酸含量39ppm，满足变性燃料乙醇国家标准GB18350-2001，蒸馏和脱水工段蒸汽消耗为1.45t/t燃料乙醇。

精馏塔在正压工况下(480kPa)操作，精馏塔塔底再沸器通入新鲜蒸汽进行供热，粗酒精罐中的粗酒经精馏塔塔底余馏水、塔底汽凝水两级预热到132℃后进入精馏塔进行粗酒的浓缩和分离，分别得到含杂醇油的酒精、塔顶酒精蒸汽和塔底余馏水；得到的含杂醇油的酒精从进料层上方引出后进行冷却，然后用水稀释洗涤，分层后移出的下层为杂醇油稀释洗涤淡酒，进入粗酒精罐；得到的塔顶酒精蒸汽引入组合塔的强制循环再沸器中冷凝，冷凝的潜热用来加热组合塔，流量为10.5t/h的冷凝液回流至精馏塔顶层塔板，其余采出进入组合塔进行再次蒸馏，精馏塔塔底引出余馏水。

蒸馏脱水***排出的废醪的处理主要由分离、厌氧消化、好氧生化处理等工序组成。其设施设备主要有：贮罐(池)、冷却器、分离机、沼气发酵罐(池)、泵、沼气、好氧等有效处理设备。废糟经过上述处理工艺处理后，产生的沼气用于燃烧发电，剩余的废水(COD值为197mg/L)按国家相关标准排放。全厂主装置总的蒸汽消耗为2.51t/t燃料乙醇。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的精神、范围和内容之中。

Claims (3)

1.一种淀粉基燃料乙醇的清洁生产方法，其特征在于包括以下工段：

(1)液化：将淀粉质原料与水及α-淀粉酶混合搅拌均匀，得到干物质质量含量为20％～34％的粉浆，预热至70～85℃后送入预液化罐，搅拌均匀，然后将粉浆加热至80～90℃，再进行低压蒸汽喷射液化，出料温度为100～110℃，得到液化醪，在100～110℃保持1～2h进行蒸煮熟化，将熟化后的液化醪降温至65～80℃后进行闪蒸冷却，得到液化醪；

所述淀粉质原料为将淀粉含量为60％～70％，水分质量含量为10％～20％的玉米、木薯和红薯中的一种粉碎至平均粒径为1～3mm得到的淀粉颗粒；所述α-淀粉酶的用量按1.5～2.0kg/t燃料乙醇产品计；

所述粉浆送入预液化罐后，在罐中的停留时间为20～50min；所述熟化后的液化醪从100～110℃降温至65～80℃释放的热量用于对送入液化罐前的粉浆进行加热；所述闪蒸冷却所用的闪蒸罐的压力为-90～-60kPa，闪蒸后得到的闪蒸汽温度为50～70℃，闪蒸汽冷凝后用作液化工段用水；

(2)糖化：用硫酸调节液化醪的pH值为4.0～4.5，搅拌的同时加入α-1,4-葡萄糖水解酶，其用量按3.2～4.0kg/t燃料乙醇产品计，加完后在50～70℃下保温30～60min进行糖化；糖化后的醪液冷却至28～32℃得到糖化醪；

所述糖化后的液化醪液的冷却使用两级冷却器，逐级进行冷却，冷却器为螺旋板式和板式冷却器中的一种；

(3)发酵：将工段(2)中所得糖化醪总质量的30％～40％与活性干酵母和尿素加入酒母罐中，搅拌均匀后进行增殖和发酵，得到的酒母醪与余下糖化醪混合后的醪液流入1#连续发酵罐，加满后，自然流入2#连续发酵罐，2#连续发酵罐加满后，自然流入3#连续发酵罐；3#连续发酵罐加满后，流入4#间歇发酵罐，4#间歇发酵罐加满后，则由3#连续发酵罐改流至5#间歇发酵罐，按此步骤由3#连续发酵罐逐个加满5#～n#间歇发酵罐后进行间歇发酵，其中n＝6～10；发酵结束后，得到发酵成熟醪；

所述在酒母罐中加入活性干酵母的质量按0.1～0.15kg/t燃料乙醇产品计，加入尿素的质量按1～3kg/t燃料乙醇产品计；在酒母罐中进行增殖和发酵的温度为28～32℃，时间为10～12h；

所述1-3#为连续发酵罐，罐中醪液的发酵时间为24～30h，温度为30～33℃，4-n#为间歇发酵罐，罐中醪液的发酵时间为35～45h，温度为30～36℃；

(4)蒸馏和脱水：将发酵成熟醪预热后引入粗馏塔脱气段进行脱气，脱出的CO₂随酒精蒸汽进入脱汽段冷凝器冷凝，排出CO₂及不凝气体；脱气后的成熟醪分成两股，一股占总质量流量的30％～60％，引入粗馏塔提馏段进行初步蒸馏，得到酒精蒸汽和粗馏塔塔底废醪，所述酒精蒸汽经脱汽段冷凝器冷凝后得到粗酒，引入粗酒精罐，所述废醪由粗馏塔底部排出；另一股脱气后的成熟醪从脱气段底部侧线抽出，经组合塔塔底废醪预热后引入组合塔进行再次蒸馏，得到塔顶酒精蒸汽和组合塔塔底废醪；所述塔顶酒精蒸汽一部分引入粗馏塔的强制循环再沸器中冷凝，冷凝潜热用于加热粗馏塔，冷凝液作为塔顶回流；另一部分酒精蒸汽引入分子筛脱水机组，得到浓度为60％～80％V/V的淡酒和无水乙醇成品蒸汽，淡酒引入粗酒精罐，无水乙醇成品蒸汽冷凝后即得到燃料乙醇产品；所述废醪由组合塔底部排出；

将粗酒精罐中的粗酒预热后引入精馏塔进行浓缩和分离，分别得到含杂醇油的酒精、塔顶酒精蒸汽和塔底余馏水；所述含杂醇油的酒精从进料层上方引出后进行冷却，然后用水稀释洗涤，分层后移出的下层为杂醇油稀释洗涤淡酒，进入粗酒精罐；所述塔顶酒精蒸汽引入组合塔的强制循环再沸器中冷凝，冷凝的潜热用来加热组合塔，冷凝液质量流量的40％～70％回流至精馏塔顶层塔板，其余冷凝液引入组合塔进行再次蒸馏；所述塔底余馏水由精馏塔塔底引出；

所述进入粗馏塔脱气段的发酵成熟醪是利用粗馏塔酒精蒸汽、粗馏塔塔底废醪和来自分子筛脱水机组的无水乙醇成品蒸汽进行预热；所述精馏塔通过塔底再沸器通入新鲜蒸汽进行供热，供热后蒸汽发生冷凝得到的汽凝水与精馏塔塔底余馏水对粗酒进行预热后，一部分作为回用水返回锅炉，另一部分经冷却后用于稀释含杂醇油的酒精；

所述工段(4)中各蒸馏塔的操作压力、塔顶温度分别为：

粗馏塔塔顶操作压为-70～-30kPa，塔顶温度55～75℃；

组合塔塔顶操作压力为0～100kPa，塔顶温度78～102℃；

精馏塔塔顶操作压力为300～520kPa，塔顶温度110～135℃。

2.根据权利要求1所述的一种淀粉基燃料乙醇的清洁生产方法，其特征在于：所述工段(3)中从酒母罐和所有发酵罐在发酵过程中产生的CO₂和工段(4)中从粗馏塔脱气段排出的CO₂共同进入洗涤塔进行二氧化碳的回收。

3.根据权利要求1所述的一种淀粉基燃料乙醇的清洁生产方法，其特征在于：所述工段(4)中的分子筛脱水机组由分子筛吸附塔和解析塔组成；所述分子筛吸附塔操作压力为0～150kPa，分子筛解析塔操作压力为-80～0kPa。