旋流干燥對酒糟熱裂解的影響

摘 要 采用不同溫度和進(jìn)料速率，研究旋流自轉(zhuǎn)干燥對酒糟干燥后含水率和揮發(fā)性的影響，并進(jìn)一步探究不同含水率的酒糟進(jìn)行熱裂解后產(chǎn)物的分布。結(jié)果表明，旋流自轉(zhuǎn)干燥可實(shí)現(xiàn)酒糟的高效脫水，在 100" ℃下以40 kg/h的速率干燥可將酒糟含水率從約60%降低至4.49%，且可除去多數(shù)揮發(fā)性有機(jī)物。不同含水率酒糟熱裂解的試驗(yàn)結(jié)果表明，降低含水率可使熱裂解制備更多氣體產(chǎn)物，且可促進(jìn)具有高熱值可燃?xì)獾纳?。采用含水率?%的酒糟在800" ℃進(jìn)行熱裂解，熱解氣占總產(chǎn)物的39.3%，且高熱值的H₂和烴類分別占熱解氣的35.7%和25.9%。上述結(jié)果表明，旋流自轉(zhuǎn)干燥可實(shí)現(xiàn)酒糟的高效脫水，且對于酒糟進(jìn)一步熱裂解制備可燃?xì)庥写龠M(jìn)作用，可望解決困擾釀酒企業(yè)的酒糟的資源化、能源化利用問題。

關(guān)鍵詞 酒糟；旋流自轉(zhuǎn)干燥；熱裂解；能源化利用

中國的白酒品種豐富，產(chǎn)業(yè)規(guī)模大，在滿足人民日益提高的物質(zhì)文化需求且對經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)的同時(shí)，釀酒行業(yè)每年也會(huì)產(chǎn)生約1億t酒糟^[1]。酒糟（Distillers’ grains，DG）是白酒釀造原料（如高粱、大米等）固態(tài)發(fā)酵后剩余的殘?jiān)?。以典型濃香型白酒為例，其酒糟主要由高粱殼、稻殼和窖泥等組成，其水分含量高且具有一定的營養(yǎng)物質(zhì)，易霉變，不耐貯存^[2]。同時(shí)，隨著對白酒需求量的增加，我國釀酒行業(yè)產(chǎn)量日益提高，酒糟產(chǎn)量巨大，如果處置不當(dāng)會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重危害^[3]。處理酒糟的傳統(tǒng)方法是焚燒或者垃圾掩埋，然而，焚燒處理會(huì)產(chǎn)生包括二噁英在內(nèi)的大量有害氣體，嚴(yán)重污染空氣，危害人類健康。經(jīng)過固態(tài)發(fā)酵的酒糟中，除谷殼外還含有窖泥及少量醇、酸、酯等有機(jī)物，直接堆積掩埋會(huì)造成土壤和水資源污染^[4]，同時(shí)，酒糟作為典型釀酒行業(yè)廢棄物，含多種谷殼，是一種優(yōu)良的生物質(zhì)資源，焚燒和填埋是對生物質(zhì)資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。因此，如何對酒糟進(jìn)行資源化利用是白酒產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。長期以來，從業(yè)者對酒糟的資源化利用進(jìn)行了多方面的研究，包括制作飼料、有機(jī)堆肥、生產(chǎn)能源等^[5]。以酒糟制備生物燃?xì)?、生物油、生物乙醇等生物質(zhì)能源是其資源化、能源化利用的一條有效途徑^[6]。其中，以酒糟為原料采用熱裂解技術(shù)將酒糟轉(zhuǎn)化為生物燃?xì)?、生物油和生物炭是其能源化利用的良好方式，對其能源化利用具有重要意義。

將酒糟進(jìn)行熱裂解前需對其進(jìn)行干燥預(yù)處理，直接干燥所需的熱量大，能耗高，因此需要新的干燥方式來減小這一步的能耗^[7-8]。熱裂解技術(shù)作為酒糟高值化利用的重要方法之一，是在無氧或者限氧條件下通過高溫將酒糟轉(zhuǎn)化為可燃?xì)?、生物油液體和生物炭的技術(shù)^[9-10]。熱解的過程較為復(fù)雜，產(chǎn)物應(yīng)用潛力大，具有比較高的能源利用率，有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用^[11-13]。酒糟中除谷殼等木質(zhì)纖維素外，還含有粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、礦物質(zhì)等^[14]，是熱裂解制備可燃?xì)獾睦硐朐?sup>[15]。然而，酒糟的含水量高，一般在55%～65%之間^[16]，十分不利于熱裂解的進(jìn)行，且酒糟中的高水分含量會(huì)對熱解效果造成一定的影響^[17]。其原因在于水蒸發(fā)會(huì)吸收熱量，導(dǎo)致酒糟表面的溫度降低，影響反應(yīng)傳熱的效率^[18-20]。因此，干燥預(yù)處理對酒糟在熱裂解至關(guān)重要^[21]。傳統(tǒng)的酒糟干化模式包括直接曬干，加熱干燥，壓榨干燥等等^{[8，22]}，上述方法耗時(shí)長、能耗高、處理的成本極大，不利于開展工業(yè)規(guī)模的應(yīng)用。因此，研究新型酒糟高效干燥預(yù)處理對酒糟熱裂解及其工業(yè)化應(yīng)用具有重要的意義，有助于白酒行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

旋流自轉(zhuǎn)干燥是通過載氣將待干燥物體引入旋流分離器，使其在旋流器中高速的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力克服孔道阻力，從而實(shí)現(xiàn)固液分離的一種技術(shù)（圖1）。旋流載氣具有一定的溫度，可降低固體顆粒的黏附阻力，防止其粘黏在器壁，促使固體內(nèi)水分的高效率脫除^[23]；同時(shí)，固體顆粒可在旋流分離器內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)耦合振蕩，進(jìn)一步強(qiáng)化脫水^[24]。旋流干燥可望在較低溫度下高效脫除酒糟中的水分，解決酒糟高含水率對熱裂解帶來的負(fù)面影響。本試驗(yàn)采用旋流干燥對典型濃香型白酒酒糟進(jìn)行高效干燥預(yù)處理，研究不同旋流干燥條件對酒糟含水率、有機(jī)物等的影響，并進(jìn)一步考察旋流自轉(zhuǎn)干燥獲得的不同含水率酒糟對其熱裂解三相產(chǎn)物（熱解氣、生物油、生物炭）比例和可燃?xì)庹急鹊挠绊?。本研究可望?shí)現(xiàn)酒糟的高效干燥預(yù)處理，有助解決困擾釀酒行業(yè)的酒糟資源化利用難題，助力白酒釀造行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 酒糟原料及化學(xué)試劑

濃香型白酒酒糟由瀘州老窖釀酒有限公司提供，取自四川省瀘州市，其具體情況如表1所示。其他使用的二氯甲烷和環(huán)己醇由上海阿拉丁化學(xué)試劑公司購得。

1.2 旋流自轉(zhuǎn)干燥

采用由上海華暢環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)旋流自轉(zhuǎn)干化系統(tǒng)對酒糟進(jìn)行干燥預(yù)處理。旋流自轉(zhuǎn)干化載氣流速（1 200 m³/h），熱交換效率（98%）。采用5個(gè)溫度梯度和4個(gè)進(jìn)料速率研究不同條件下酒糟旋流自傳干燥產(chǎn)物的含水率，設(shè)置溫度梯度為60" ℃、70" ℃、80" ℃、90" ℃和100" ℃，速率分別為40 kg/h、60 kg/h、80 kg/h、100 kg/h，其中溫度為載氣的溫度，速率為酒糟進(jìn)料的速度。

按照溫度和速率梯度將試驗(yàn)分為20組進(jìn)行，記錄入口載氣溫度和出口溫度，取每組試驗(yàn)中間段干化后的酒糟約100 g放入自封袋中以備 使用。

1.3 含水率測定

采用NREL/TP-510-42621對酒糟進(jìn)行含水率測定^[25]。稱量瓶在105" ℃烘箱中干燥至恒量，然后將20組不同條件下旋流干燥后所得酒糟樣品各取0.3 g置于稱量瓶中，于105" ℃恒溫干燥 12.0 h，干燥后的稱量瓶隨即放入干燥器冷卻至室溫，隨后測定干燥后的酒糟質(zhì)量，采用公式（1）計(jì)算含水率（MC）：

MC =W_{dry sample}-W_pan/W_{raw sample}[JY]（1）

其中W_pan為稱量瓶恒質(zhì)量，W_{dry sample}為干燥后樣品的質(zhì)量，W_{raw sample}為酒糟初始質(zhì)量。試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值。

1.4 酒糟灰分及元素分析

采用Euro EA 3000元素分析儀測定酒糟粉末中C、N、H、S元素含量，分別以C%、N%、H%、S%表示。采用國標(biāo)法《木質(zhì)活性炭試驗(yàn)方法 灰分含量的測定》（GB/T 12496.3-1999）測定酒糟中的灰分含量（Ash%）^[26]。具體方法如下：將陶瓷坩堝置于馬弗爐中650" ℃±20" ℃下灼燒至恒質(zhì)量，之后將坩堝置于干燥器中冷卻至室溫。準(zhǔn)確稱取粉碎后酒糟1.000 0" g± 0.005 0 g，置于已灼燒至恒重的坩堝，在馬弗爐中于 650"" ℃±20" ℃下灼燒至恒量，冷卻稱量，通過公式（2）計(jì)算灰分含量。最后采用公式（3）計(jì)算氧元素含量。

Ash% = M_Ash×100/M_酒糟[JY]（2）

O% = 100%-C%-H%-N%-S%-Ash%[JY]（3）

1.5 有機(jī)物測定

將旋流自轉(zhuǎn)干燥獲得的20組酒糟樣品各取5.0 g放入25 mL樣品瓶中，向其中10 mL CH₂Cl₂并振蕩6 h，充分萃取后采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS，DSQ9000，Thermal Fisher，USA）進(jìn)行測定，系統(tǒng)采用DB-5毛細(xì)管柱 （30 m×0.25 mm×0.32 μm），升溫程序設(shè)定為50" ℃保持3 min，然后以5" ℃/min加熱至80" ℃保溫 1 min，然后以10" ℃/min升溫至120" ℃保溫1 min，最后以20" ℃/min升溫至250SymbolpB@C保持5 min。檢測采用恒流模式，流速為1.5 mL/min，載氣為氦氣。試驗(yàn)重復(fù)3次。采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量，并以環(huán)己醇為內(nèi)標(biāo)物，濃度為2 mg/L。

1.6 熱裂解研究

對經(jīng)旋流自轉(zhuǎn)干燥預(yù)處理的4組不同含水率的酒糟樣品進(jìn)行熱裂解。4組酒糟樣品含水率分別為5.23%、10.02%、12.9%和22.23%，標(biāo)記為樣品含水率5%、10%、15%和20%。每組樣品取3.0 g進(jìn)行熱裂解試驗(yàn)，采用以氮?dú)猓?0 mL/min）為載氣的固定床熱解反應(yīng)器（VDRT-200SMT，浙江沃德）分別在700和800" ℃進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定時(shí)，酒糟樣品進(jìn)入固定床開始熱裂解，并持續(xù)1 h。固定床出口采用冰浴冷卻收集反應(yīng)液體，并在末端用集氣袋收集熱解氣。試驗(yàn)設(shè)置如圖2所示。

1.7 熱解氣成分分析

熱解氣體采用集氣袋收集，氣體分析采用氣相色譜（GC），系統(tǒng)采用Angilent 7890B氣相色譜儀，升溫程序設(shè)定為60" ℃起始，保持1 min，然后以20" ℃/min升至80" ℃，再以25" ℃/min升至190" ℃保持0.3 min。采用氫離子火焰（FID）檢測器和熱導(dǎo)檢測器（TCD）檢測所收集的熱解氣，F(xiàn)ID檢測器溫度設(shè)定為250" ℃，空氣流量為350 mL/min，氫氣流量為40 mL/min，尾吹氣流量（N₂）為27 mL/min。TCD檢測器為兩個(gè)，溫度均為250" ℃，參比流量為45 mL/min，尾吹氣流量為2 mL/min。進(jìn)樣口溫度設(shè)定為250" ℃，采用分流進(jìn)樣，分流比70∶1；載氣為氮?dú)猓兌萭t;99.999%）和氫氣（純度gt;99.995%）。分析色譜柱有8根，分別為色譜柱#1：2 Ft Unibeads IS 60/80 mesh in UltiMetal；色譜柱#2：4 Ft Unibeads IS 60/80 mesh in UltiMetal；色譜柱#3：8 Ft Molecular Sieve 5A 60/80 mesh in UltiMetal；色譜柱#4：3 Ft HayeSep Q 80/100 mesh in UltiMetal；色譜柱#5：8 Ft Molecular Sieve 5A 60/80 mesh in UltiMetal；色譜柱#6：123-1015（cut） DB-1 （2 m×0.32 mm×5 μm）；色譜柱#7：19091P-S12 HP-AL/S （25 m× 0.32 mm×8 μm）；色譜柱#8：123-1015（cut） DB-1（0.45 m×0.32 mm×5 μm）。

2 結(jié)果與分析

2.1 旋流干燥對酒糟的含水率的影響

采用40、60、80和100 kg/h 4種進(jìn)料速率和60～100" ℃ 5種載氣溫度研究不同條件下酒糟旋流自轉(zhuǎn)干燥對含水率的影響，結(jié)果如圖3所示。在4種不同進(jìn)料速率下，酒糟的含水率都可降低至10%以下。總體來看，酒糟含水率隨著載氣溫度升高而降低，隨進(jìn)料速率增大而減小。當(dāng)進(jìn)料速率較低，為40 kg/h時(shí)，酒糟經(jīng)旋流自轉(zhuǎn)干燥后整體含水率較低，為10.58%～4.49%（60～ 100" ℃），說明當(dāng)進(jìn)料速率較低時(shí)，酒糟在旋流干燥器中停留時(shí)間較長，在較低溫度下即可充分干燥 （60" ℃，10.58%）。調(diào)高進(jìn)料速率會(huì)降低相同溫度下酒糟經(jīng)旋流自轉(zhuǎn)干燥后的含水率。如圖3-b所示，60 kg/h速率下60～100" ℃旋流自轉(zhuǎn)干燥的酒糟的含水率為5.23%～12.90%，相比于同溫度下40 kg/h速率干燥的酒糟含水率升高約1%。進(jìn)一步提高進(jìn)料速率到80 kg/h會(huì)顯著升高酒糟經(jīng)旋流自轉(zhuǎn)干燥后的含水率。在此速率下，酒糟在較低溫度（60" ℃）下經(jīng)旋流自轉(zhuǎn)干燥后的含水率相對較高，為17.84%（圖3-c），而升高干燥溫度可顯著降低酒糟干燥后的含水率（90和100" ℃分別為7.74%和6.28%）。而將進(jìn)料速率提高至100 kg/h將進(jìn)一步升高酒糟旋流自轉(zhuǎn)干燥后的含水率（圖3-d），且當(dāng)溫度低于70" ℃時(shí)酒糟經(jīng)干燥后含水率依舊較高（gt;20%），不利于后續(xù)進(jìn)行熱裂解。以上結(jié)果表明，選擇并控制合適的旋流自轉(zhuǎn)干燥的進(jìn)料速率和溫度有助于實(shí)現(xiàn)酒糟的高效脫水，降低含水率的同時(shí)可有效降低干燥能耗，從而實(shí)現(xiàn)更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保的酒糟脫水，為進(jìn)一步的資源化、能源化利用奠定基礎(chǔ)。

2.2 旋流干燥后酒糟內(nèi)有機(jī)物的含量

采用GC-MS對旋流干燥后的酒糟所含揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行分析，結(jié)果如圖4所示。酒糟經(jīng)旋流自轉(zhuǎn)干燥后，所含的揮發(fā)性有機(jī)物主要包括乙酸、丁二醇、丙二醇、己酸和硬酯酸，這些產(chǎn)物主要是由酒糟在發(fā)酵過程中產(chǎn)生，比如醋酸菌將乙醇轉(zhuǎn)化為乙酸，克雷伯氏菌發(fā)酵產(chǎn)生丁二醇等。

如圖4所示，硬脂酸是酒糟旋流自轉(zhuǎn)干燥后含量最高的揮發(fā)性有機(jī)物，其含量約為7.29～53.8 mg/L。硬脂酸的含量隨旋流自轉(zhuǎn)干燥進(jìn)料速率和溫度的變化有顯著差異，其中提高進(jìn)料速率會(huì)升高酒糟經(jīng)旋流自轉(zhuǎn)干燥后硬脂酸的含量，而升高旋流自轉(zhuǎn)干燥溫度會(huì)降低硬脂酸含量。上述結(jié)果與酒糟旋流自轉(zhuǎn)干燥后含水率的變化趨勢相似。除了硬脂酸之外，經(jīng)旋流自轉(zhuǎn)干燥后的酒糟還含有乙酸、丙二醇、丁二醇和己酸，其中己酸的含量相對較低，為1.0 mg/L，其含量隨進(jìn)料速率和溫度變化不明顯。相對的，乙酸、丙二醇、丁二醇的含量隨溫度的上升而降低，說明當(dāng)降低進(jìn)料速率且提高干燥溫度有助于除去上述有機(jī)物。綜上所述，旋流自轉(zhuǎn)干燥可脫除酒糟中所含的揮發(fā)性有機(jī)物，其變化趨勢與酒糟脫水趨勢趨于一致。

2.3 旋流干燥后熱裂解產(chǎn)物分析

選取不同旋流條件下干燥的不同含水率（5%、10%、15%和20%）的酒糟進(jìn)行熱裂解試驗(yàn)，以研究旋流自轉(zhuǎn)干燥降低含水率對酒糟熱裂解的影響。圖5為不同含水率的酒糟在700和800" ℃下進(jìn)行熱裂解所得的產(chǎn)物分布。由圖5-a可知，降低酒糟含水率有利于促進(jìn)熱裂解制備更多氣相產(chǎn)物，并且可有效降低液體生物油的得率。其中，當(dāng)酒糟含水率為5%時(shí)，700" ℃熱裂解所得的產(chǎn)物中氣體占35.8%，而較高的含水率會(huì)明顯降低熱解氣的產(chǎn)生，含水率20%的酒糟進(jìn)行熱裂解產(chǎn)生的熱解氣僅為22.0%。與此同時(shí)，酒糟含水率對于熱裂解產(chǎn)生的生物炭的占比影響不明顯，由5%～20%含水率的酒糟在700" ℃進(jìn)行熱裂解所得的生物炭占比約30%。

提高熱裂解溫度有利于制備更多小分子熱解氣，同時(shí)抑制生物油的生成。圖5-b表明，當(dāng)熱裂解溫度上升至800" ℃時(shí)，含水率5%的酒糟產(chǎn)生的熱解氣占總產(chǎn)物的39.3%，相比于700" ℃熱裂解有明顯提高。與此同時(shí)，生物油的含量也隨之降低，在800" ℃時(shí)，含水率5%的酒糟產(chǎn)生生物油占31.7%。與前述趨勢相似，含水率上升不利于熱解氣的產(chǎn)生，而會(huì)導(dǎo)致熱裂解生成更多生物油，在800" ℃時(shí)，含水率20%的酒糟產(chǎn)生的生物油占總產(chǎn)物的42.6%，相比于含水率低的樣品（5%）有明顯上升。此外，升高熱裂解溫度會(huì)使生物炭的得率有所降低，在800" ℃時(shí)酒糟不同含水率熱裂解所產(chǎn)生的生物炭的占比約為28%。

上述不同含水率酒糟的熱裂解試驗(yàn)表明，酒糟的含水率對于其產(chǎn)物分布有顯著影響，不同含水率的酒糟所產(chǎn)生的熱裂解產(chǎn)物，特別是熱解氣和生物油的產(chǎn)量有明顯區(qū)別。

進(jìn)一步對不同含水率酒糟所產(chǎn)生的熱解氣進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)含水率對于酒糟熱解氣的組成有顯著影響。圖6表明，酒糟熱裂解產(chǎn)生的熱解氣主要包含H₂、烴類、CO和CO₂，這其中，H₂、烴類和CO為可燃?xì)?，具有較高能源化利用價(jià)值。因此，提高可燃組分含量，降低不可燃的CO₂的熱裂解選擇性，對于酒糟熱裂解的能源化利用至關(guān)重要。圖6表明，較低的含水率有利于產(chǎn)生更多可燃組分。圖6-a表明，700" ℃進(jìn)行熱裂解時(shí)含水率為5%的酒糟產(chǎn)生的熱解氣中，可燃組分占87.3%（H₂、烴類和CO），顯著高于不可燃的CO₂ （12.7%）。升高含水率后上述比例有明顯變化，當(dāng)采用20%的酒糟在相同條件下進(jìn)行熱裂解時(shí)，所產(chǎn)生的熱解氣中可燃組分下降至82.4%，而CO₂上升至17.6%，說明酒糟中所含水分在熱裂解時(shí)參與反應(yīng)，從而影響反應(yīng)產(chǎn)物分布。另一方面，酒糟含水率的變化會(huì)顯著影響酒糟可燃組分的組成，H₂、烴類和CO 3種可燃?xì)庵?，H₂具有最高熱值，為1.43×10⁸ J/kg，烴類次之，為5.5×10⁷ J/kg（以CH₄計(jì)），CO僅為1.18×10⁶ J/kg。巨大的熱值差距表明，可燃組分中的高熱值組分H₂和烴類具有更高的能源化利用價(jià)值。因此，選擇性的提高H₂和烴類的得率對于酒糟熱裂解制備可燃?xì)饩哂兄匾饬x。從圖6-a可知，降低酒糟干燥后的含水率，有利于產(chǎn)生更多的H₂和烴類，當(dāng)含水率為20%時(shí)，H₂和烴類的占比分別為19.7%和22.1%，而當(dāng)酒糟含水率降低至5%時(shí)，700" ℃熱裂解所得的可燃?xì)庵蠬₂和烴類的占比分別提升至30.8%和22.8%，相同條件下CO的占比從40.6%下降至33.7%。上述結(jié)果表明，充分實(shí)現(xiàn)酒糟的干燥預(yù)處理，降低酒糟含水率，可望大幅提高酒糟熱解氣的熱值，對其能源化利用有積極的促進(jìn)作用。

含水率對酒糟熱裂解所產(chǎn)生的熱解氣的組分的影響在更高溫度下（800" ℃）更為顯著。圖6-b表明，當(dāng)酒糟含水率為20%時(shí)，在800" ℃進(jìn)行熱裂解所產(chǎn)生的熱解氣中CO₂的占比為17.7%，而可燃組分占比為82.3%。當(dāng)含水率降低至5%時(shí)，相同溫度下熱裂解產(chǎn)生的可燃?xì)庹急却蠓岣咧?1.9%，而CO₂的占比下降至僅為8.1%。與此同時(shí)，與圖6-a結(jié)果相似，含水率對酒糟熱裂解制備的可燃組分中H₂、烴類和CO的比例也有顯著影響。當(dāng)含水率從20%下降至5%時(shí)，H₂和烴類的占比分別從21.1%和24.3%上升至 35.7%和24.9%，而CO占比從36.9%下降至 31.3%。當(dāng)含水率為5%時(shí)，酒糟800" ℃熱裂解產(chǎn)生的高熱值組分，H₂和烴類占比分別為 35.7%和24.9%，相比于700" ℃熱裂解有所提高，且CO占比有所下降（31.3%）。

上述關(guān)于不同含水率酒糟熱裂解所制備的熱解氣、生物油和生物炭比例以及熱解氣組分的研究表明，含水率對于酒糟熱裂解過程具有顯著影響，降低酒糟含水率有助于提高熱解氣的生成，特別是可有效提高熱解氣中高熱值可燃?xì)饨M分H₂和烴類的生成，可極大的促進(jìn)酒糟的能源化利用。

3 結(jié)" 論

本試驗(yàn)采用不同溫度和進(jìn)料速率對酒糟進(jìn)行旋流自轉(zhuǎn)干燥預(yù)處理，以期實(shí)現(xiàn)酒糟的高效脫水，研究旋流自轉(zhuǎn)干燥條件對酒糟含水率和揮發(fā)性有機(jī)物的影響，同時(shí)探究不同含水率對酒糟熱裂解的效果。研究發(fā)現(xiàn)旋流自轉(zhuǎn)干燥進(jìn)料速率和溫度對酒糟干燥預(yù)處理后的含水率有決定性影響，降低進(jìn)料速率和升高干燥溫度有助于降低經(jīng)旋流自轉(zhuǎn)干燥后的酒糟含水率，在 100" ℃下以40 kg/h的速率進(jìn)行預(yù)處理可獲得最低的酒糟含水率，為4.49%，且具有較低的揮發(fā)性有機(jī)物含量。進(jìn)一步對不同含水率的酒糟進(jìn)行熱裂解研究發(fā)現(xiàn)，降低含水率有助于減少生物油的生成并有助于可燃?xì)獾闹苽洌铱扇細(xì)馑媒M分具有較高熱值（H₂和烴類占比較高）。

綜上所述，旋流自轉(zhuǎn)干燥可實(shí)現(xiàn)酒糟的高效脫水預(yù)處理，有助于酒糟的進(jìn)一步能源化、資源化利用。通過控制旋流自轉(zhuǎn)干燥條件，可實(shí)現(xiàn)酒糟含水率的調(diào)控，降低能耗，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)酒糟熱裂解產(chǎn)物的調(diào)控，為酒糟的熱裂解工業(yè)規(guī)?；瘧?yīng)用奠定基礎(chǔ)，可促進(jìn)釀酒行業(yè)綠色低碳發(fā)展。

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Effect of Cyclonic Drying on Pyrolysis of Distillers’ Grains

DU Tao，LI Linyi，CHENG Jiali，XIAO Xiao and" LIAO Xuepin

（College of Biomass Science and Engineering，Sichuan University，Chengdu 610065，China）

Abstract Key words Distillers’ grains;Cyclonic drying; Pyrolysis; Energetic utilization

Received" 2023-06-09""" Returned 2023-09-26

Foundation item National Key Research and Development Program of China（No.2018YFC1901100）.

First author DU Tao，male，master"" student.Research area：biomass conversion and utilization. E-mail：1401608528@qq.com

Corresponding"" author XIAO Xiao，male，Ph.D，associate research fellow，master supervisor.Research area：biomass conversion，utilization and biomass materials.E-mail：xiao_xiao@scu.edu.cn

（責(zé)任編輯：郭柏壽 Responsible editor：GUO Baishou）

基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2018YFC1901100）。

第一作者：杜 陶，男，碩士研究生，研究方向?yàn)樯镔|(zhì)轉(zhuǎn)化利用。E-mail：1401608528@qq.com

通信作者：肖 霄，男，博士，副研究員，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樯镔|(zhì)轉(zhuǎn)化利用與生物質(zhì)材料。E-mail：xiao_xiao@scu.edu.cn