白酒酒糟是否可以做生物质燃料?答案是可以。
在近期与诸多客户深入交谈中,多次遇到酒糟能不能作为生物质燃料,做出的生物质燃料品质如何?价格如何?是否具有市场前景?到底是做生物质颗粒?还是作为其他形态的燃料进行掺烧?那么今天就白酒酒糟这个*近又带有一定热度的话题展开聊聊。
白酒酒糟作为白酒酿制过程中的副产物和污染物,在数十年前,早已成为了相关研究人员的关注。根据目前相关的数据,今年来我国的白酒产能年产量早已达到500万t至600万t,白酒酒糟的产量每年也达到2100万t左右,并且有持续增长的趋势。随之不断增加的酒糟,怎么处理,必定是一个大的研究方向,同时也是一个很好的商机。
一、根源性问题(原材料与工艺)
1、不同香型的酿酒原料和工艺是酒糟区别的核心原因,直接影响酒糟的成分和形态:
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香型
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主要原材料
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工艺特点
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清香型
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高粱为主(少数用豌豆、大麦制曲)
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清蒸清烧(原料单独蒸煮、酒糟不循环)、固态发酵、发酵期短(15-20 天)
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浓香型
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高粱为主,辅以大米、玉米、小麦、糯米(“五粮” 常见)
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续糟配料(酒糟循环使用)、固态发酵、发酵期 40-60 天
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酱香型
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高粱(红缨子高粱为主)、小麦(制曲)
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高温制曲、堆积发酵、多次轮次发酵(7 次取酒)、发酵期长达 8 个月以上
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2、物理特性:
1)清香型酒糟:
单一高粱原料 + 清蒸工艺,酒糟颜色呈浅黄至黄褐色,质地疏松,无续糟残留,稻壳用量少,水分含量中等(55%-60%),颗粒感较明显。
2)浓香型酒糟:
因原料多样(五粮)且续糟发酵(酒糟与新粮混合),外观呈黄褐色或深褐色,质地较松散,含较多稻壳(调节透气性),水分含量较高(60%-65%),粘性中等。
3)酱香型酒糟:
由于高温发酵和多轮次取酒,酒糟颜色偏深棕或黑褐色,质地较紧实,稻壳比例少(或无),因长期发酵水分被多次利用,鲜糟水分略低(55%-60%),更具有粘性,但纤维质更粗糙。
二、不同香型酒糟的热值差异及原因:
1、酒糟的热值主要由其有机质成分决定(水分会降低实际热值,因燃烧时需消耗热量蒸发水分),具体包括:
1)碳水化合物(残余淀粉、糖分等):热值约 17kJ/g,是主要热量来源之一:
2)蛋白质:热值约 23kJ/g:
3)脂肪:热值约 39kJ/g(含量通常较低,但对热值影响显著):
4)粗纤维(纤维素、半纤维素等):热值约 17kJ/g,但难以全部燃烧,实际贡献较低:
5)水分:直接稀释热值,新鲜酒糟水分通常 50%-80%,干燥后(绝干状态)热值更具对比意义。
2、具体差异及原因:
2.1、清香型酒糟:
1)特点:以高粱为主,大麦、豌豆制曲,陶缸(地缸)发酵(周期 21-30 天),清蒸清烧(一次发酵、一次蒸馏),酒糟中残余淀粉中等,粗纤维(25%-30%)和水分(70%-75%)较高,杂质较少。
2)热值:绝干状态下,热值约 15-17MJ/kg。
3)原因:发酵周期短,碳水化合物残留多于酱香型但少于浓香型,粗纤维含量介于两者之间,整体热值处于中间水平。
2.2、浓香型酒糟:
1)特点::以高粱为主,多辅以大米、糯米、小麦、玉米(“五粮”),泥窖发酵(周期 45-90 天),蒸馏时 “看花摘酒”,酒糟中残余淀粉、有机酸及半纤维素含量较高,水分通常 65%-75%。
2)热值:绝干状态下,热值约 16-18MJ/kg(兆焦 / 千克)。、
3)原因:残余碳水化合物(淀粉、糖分)较多,且发酵产生的有机酸等易燃烧成分保留较丰富,粗纤维占比中等(约 20%-25%),整体可燃烧成分比例较高。
2.3、酱香型酒糟:
1)特点:以高粱为主(占比 80% 以上),石窖发酵,“九次蒸煮、八次发酵、七次取酒”(总周期 1 年),多次发酵后,原料中可利用碳水化合物几乎耗尽,酒糟中粗纤维(30%-40%)和蛋白质(10%-15%)占比高,水分约 60%-70%。
2)热值:绝干状态下,热值约 14-16MJ/kg。
3)原因:多次蒸馏后,易燃烧的碳水化合物残留极少,粗纤维占比高(难以全部燃烧),虽蛋白质含量较高,但整体可高效燃烧的成分比例低于浓香型,因此热值稍低。、
2.4、其他香型(本文以清香、浓香、酱香型酒糟为主,其他香型此次不展开探讨):
1)米香型酒糟:以大米为原料,发酵简单(周期短),酒糟中残余淀粉和糖分较高,但粗纤维少,绝干热值约 16-18MJ/kg,接近浓香型;
2)凤香型酒糟:工艺结合清香与浓香特点,酒糟成分复杂,热值约 15-17MJ/kg,与清香型接近。
综合上述不同香型的酒糟在形态、热值方面的分析,初步可以得出三种白酒香型的酒糟,其中浓香型与酱香型更适合作为生物质能源燃料的利用,可作为重点进行深入生物质能源方面的探索。
三、酒糟在生物质能源利用方面所面临的核心问题
1、含水率问题
无论是浓香型酒糟或是酱香型酒糟,原料综合含水率通常不低于55%,大多在65%左右,含水率较高。而想做成生物质颗粒,或应用于生物质能的耦合掺烧,含水率通常需在15%左右。在如此高含水率的情况下,运输成本无疑增加,且烘干成本较高。
2、热值及灰分问题
在生物质能源利用方面,目前市场上主要以生物质能源耦合掺烧,生物质颗粒燃料为主要渠道进行能源再利用,决定燃料品质的核心因素为热值、灰分。清香型酒糟与酱香型酒糟的热值较高,浓香型酒糟热值相对较低。
经过本公司设备实测,综合含水率15%左右时,清香型酒糟的热值在3600大卡/kg以上,酱香型酒糟热值在3400大卡/kg以上,而浓香型酒糟热值在3200大卡/kg以上。纯酒糟压制成生物质颗粒以后,水分从15%降低至5%左右,热值提高700大卡/kg。
热值比较可观,但是酒糟的灰分较高,灰分通常为9%-11%,实际使用起来很容易结焦,只能适用于少部分的大型锅炉。
3、气味的问题
接触过酒糟的人都知道,酒糟的气味较大,烘干后的酒糟在压制颗粒时,因颗粒机的挤压工作腔温度较高、压力较大,酒糟的内部的水分大量排出,导致气味非常大,这也是酒糟利用的一个难点。
四、酒糟利用的方式
白酒酒糟热值较可观,但缺点也比较明显。在杰美达环保装备有限公司与多地区多个客户合作探究下,已确定酒糟是可以利用到生物质颗粒、生物质能利用、生物质耦合掺烧等多个行业的。
具体采用怎样的应用方式,如何实现酒糟的价值,可关注我公司后续研究进展。