Koronagro公司在乌克兰建造的第一套生物乙醇生产设备能够日产380 000L生物乙醇，这一大型流程工艺设备是GEA Wiegand公司提供的。图示为在德国Beckum市的大型含糖糊状物蒸馏塔的吊装情况。

源于威士忌生产工艺的能源方案能够把乙醇蒸馏所需能源降低一半。阅读本文，您就会知道机械式余气压缩机是如何做到这一点的。

源于威士忌生产工艺

威士忌生产是一项历史悠久的技术，1830年时就在铜质的酿造器中酿造，在壶式蒸馏器中馏出。利用GEA Wiegand公司工程师获得技术创新奖的一项特殊工艺技术，能够把威士忌蒸馏过程中的能源消耗减少一半。在威士忌生产中使用的蒸馏器是一种降膜蒸发器，利用热函产生低压蒸汽，从而使人们能够轻而易举地在温度较高的一端使用机械式余气压缩机把压缩后的气体回送到蒸馏流程之中。威士忌生产用的余气压缩机运行时感受不到温度变化，似乎也感觉不到它在吸收能源。

这一技术的核心是连续的蒸馏：在一系列的蒸馏器中，不同的内部结构使得各个蒸馏器有着不同的应用，实现了蒸汽与液体介质之间有尽可能大的分界面。酿酒的含糖糊状物经管道流出，经有孔的支架连续不断地流入下方的容器中，带有各种风味成分和酒精的冷凝蒸汽向上经容器的开口又返回蒸馏器中。在这样的酿造设备中，在蒸汽与含糖糊状物之间有着强烈的物质和能量的转移，从而能够在蒸馏器头部获取到浓缩的酒精，在蒸馏器底部几乎是不含酒精的纯水。这种技术的原理说起来非常简单，但却是非常聪明的构思，因为金黄色的威士忌随着蒸馏过程中温度的变化会有很大的口味差异。对GEA公司工程技术人员的最大要求是保证安装使用的机械式余气压缩机不会带来蒸馏温度的上下波动。

图1 GEA Wiegand公司在威士忌生产过程中采用了机械式余气压缩机新设想获得了2007年度集团内部的创新奖。这一创新技术能够降低蒸馏工艺过程中的能源需求，从而降低了生产成本

在GEA Wiegand公司把这一机械式余气压缩机技术应用于威士忌生产厂之后，他们产生了一个想法，把这一技术也移植到生物乙醇的生产过程中。传统的生物乙醇生产工艺非常类似于威士忌的酿造，因为它也是由两个有能量的蒸馏器组成。但两者之间又有着本质性的区别，酿酒的酒精与水构成了二元共沸化合物，不能通过简单的蒸馏就获得无水酒精。因此，高纯度的酒精（95%）蒸汽必须经分子筛进行除水，以便得到纯度高达99.9%的无水酒精。不久前，渗透膜技术中的渗透汽化技术也应用到这一领域之中。它采用了两倍数量的精馏塔，结合使用了多台机械式余气压缩机。这样，由于设备的产量提高了两倍因此对蒸汽的需求也相应的提高了。在生物乙醇的生产流程中，这一工序所消耗的能源最多。传统的蒸馏工艺每生产1L纯酒精需要2kg的蒸汽。

能源消耗减半

利用这一新技术可以把生物乙醇生产过程中的能源消耗减少一半。另外，CO2的排放也明显的减少，从而减少了流程设备的排污费用。

一套年产量100?000t生物乙醇的流程设备采用了这一余气压缩机的技术之后，每年可以节约百万欧元的资金。今天，世界各地生产生物乙醇的第一代生物工程设备共计750套，由此可知，这一市场的潜力是非常大的。所谓的第二代生物乙醇生产设备目前还处于样机试制阶段，短期内还不能达到工业化生产使用的要求。对这一代生物乙醇生产设备研发有着主要影响的是政治因素和法律法规的规定，这些因素和规定也是过去一段时间这一市场发展的主要推动力。

在GEA Wiegand公司的指导下，GEA集团公司下属的十余家企业已经在生物乙醇生产设备中采用了这一最先进的技术。

蒸馏工艺的技术和历史

蒸馏技术的历史可以追溯到古老的中国。早在2000多年之前，人们就是利用蒸馏这一最简单的方式从植物中提取香精。后来，阿拉伯人对蒸馏技术进行了细化。今天使用的蒸馏器一词“Alambic”就是源于阿拉伯语的词汇。大约1000多年前，人们就尝试着提高酿造饮料中的酒精含量。1310年，法国的化学家Arnold de Villeneuve第一次开始了著名的蒸馏试验。直到19世纪初，人们才在大批量的酿造生产中确立了使用壶式蒸馏器的地位。1830年，Coffey Still先生首次开始连续蒸馏的试验，并获得了成功。至今，在威士忌生产过程中使用的这些蒸馏设备还被称之为“科菲（Coffey）蒸馏（Still）器”。