CN101184849A - 制备乙醇/水混合物的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制备乙醇/水混合物的方法和装置，其中将可发酵的原料(1)和必要的辅助物质(2，3)输入反应器(4)，该可发酵原料选自糖和能够水解为可发酵糖的原料；将该原料输入反应器(4)，乙醇/水混合物在蒸发器(13)中从反应器发酵液中分离出来；并将未发酵的物质(6)从反应器移出。根据本发明，在发酵进行过程中，将反应器(4)发酵液连续地输入第一降膜蒸发器(13)中；乙醇/水混合物在该第一降膜蒸发器(13)中蒸发，将从该蒸发器(13)中获得的蒸发物(14)冷凝，并将冷凝的乙醇/水混合物在第二降膜蒸发器(18)中浓缩，该第二降膜蒸发器与第一降膜蒸发器(13)串联设置；水从第二降膜蒸发器(18)中作为底流(20)移出；并且将不挥发物质(15)从第一蒸发器(13)中移出并循环回反应器(4)。

Description

制备乙醇/水混合物的方法及装置
技术领域
本发明涉及制备如权利要求1的前序部分所定义的乙醇/水混合物的方法，在本方法之中，将可发酵糖或能够水解为可发酵糖的原料发酵为乙醇，并浓缩由此形成的乙醇/水混合物。本发明还涉及如权利要求11的前序部分所定义的装置和如权利要求16的前序部分所定义的用途。
背景技术
在现代社会中，越来越多的用来处理废物和废水的有效方法在产生废物和废水的操作中有需求。工业和生活产生的、并且其中含有多种可发酵糖或可转化为可发酵糖的化合物的废水和废物可通过将其发酵为乙醇而进行处理，从而减少工业和生活废水中的BOD和COD的量，并降低废物中碳水化合物的量。由废物和废水制得的乙醇可进行精制以用于多种用途。问题在于适合于制备乙醇的废物和次要物流(minorflow)经常是分散的，因而其运输及与运输相关的成本成为经济操作的障碍。此外，据估计，投资已知的工艺由分散的次要物流进行产量为200-2,000吨/年的乙醇生产造价过于昂贵。
已知的基于发酵过程的已工业应用的乙醇制备工艺处理量相当大，约10,000-150,000吨乙醇/年。这类装置中部分基于间歇式发酵过程，但连续发酵过程所占的比例在不断增加。发酵的乙醇可通过蒸馏装置蒸馏，以提供例如95重量％或更稀的乙醇/水混合物。蒸馏装置通常包括汽提，用来从乙醇/水混合物中分离醪液。蒸馏过程通常为一级或多级间歇蒸馏或连续蒸馏。汽化的馏分可通过冷凝器液化。
在如上所述的大型装置中，含不发酵的蛋白质、糖和酵母的固体物质以及汽提后不含醇的醪液或糖浆可分离出来用作动物饲料。在现有的工业化的生物乙醇生产装置中，由发酵形成的二氧化碳可通过例如气体流量计从流出发酵罐的气相中分离。但现有的乙醇生产装置的一个问题在于，产生具有相对较高的COD值的不可利用的废物和废水。醪液并不总是满足例如饲料生产者所提出的质量要求，因而必须通过一些其它的方式对其进行处理，例如焚烧或处理掉。
将目前已知的乙醇生产方法用于小规模的工业生产(小于10,000吨乙醇/年)的问题有：a)在实施这些方法的过程中所需的设备的使用方法和结构的复杂性，b)设备的投资成本及与设备使用相关的运行费用相对较高，c)产生的废物和次要物流的量和质量问题，d)设备所需的大量人力，及e)与可燃液体相关的法规，例如当处理体积含量高于80％的乙醇/水混合物时。
作为最接近的现有技术，出版物US4822737中公开了一种乙醇的连续制备方法，该方法中制备了一种浓缩的乙醇/水混合物。从发酵罐中将物质连续地移出，经固体物质分离器进入蒸发器中，在蒸发器中乙醇被分离，而不挥发的物质被引入一个反渗透单元，自反渗透单元分离出排放物水，而含有可发酵糖的部分由反渗透单元循环回发酵罐。该方法也可使用两个蒸发单元进行，从而将反渗透单元获得的浓缩液引入另一个蒸发单元中再进行乙醇的移除。
发明目的
本发明的一个目的是消除上述缺陷。本发明的一个具体目的为公开一种新型的由废物制备乙醇的方法和装置，生产的乙醇用于实际用途，例如用作燃料或溶剂。
发明内容
本发明的方法和装置的特征如权利要求所述。
本发明基于一种制备乙醇/水混合物的方法，其中将选自糖和能够水解为可发酵糖的原料的可发酵原料，及任何必要的辅助物质输入反应器中。辅助物质包括例如空气。原料在反应器中发酵，在一个蒸发器中将乙醇/水混合物从形成的发酵液中分离出来，并将不发酵的物质从反应器中移出。根据本发明的方法，在发酵过程中将反应器中的发酵液连续地输入第一降膜蒸发器。乙醇/水混合物在第一降膜蒸发器中蒸发，将该蒸发器中获得的蒸发物冷凝并将冷凝的乙醇/水混合物在第二降膜蒸发器中浓缩，该第二降膜蒸发器与所述第一降膜蒸发器串联设置。水从第二蒸发器中作为底流移出；而不挥发的物质从第一蒸发器中移出并循环回反应器。
具体而言，本方法基于a)使用两个或多个串联的降膜蒸发器，从而可将乙醇/水蒸气(第二蒸发器的蒸发物)和相对较纯的水(第二蒸发器的底流)从发酵液中分离；b)将不挥发物质从第一蒸发器循环回反应器，由此使该物质中未发酵的糖以更浓的形式循环回反应器，从而加速发酵的过程；及c)降膜蒸发器的使用提供了调节未发酵物质的浓度和量——例如干物质和乙醇的浓度——的可能性。
优选地，在发酵过程中不将可发酵糖或能够水解为可发酵糖的碳水化合物自流程中排出。
在一种优选的实施方案中，反应器为一种发酵容器。
在本发明的一种实施方式中，在第二降膜蒸发器中分离出的水优选在第二降膜蒸发器中循环不止一次，以减小在将水从蒸发器排放前水中乙醇的浓度。
在本发明的一种实施方式中，将发酵液自反应器输入固体物质分离器，在固体物质分离器中将含固体物质的淤浆从发酵液中分离；而发酵液自固体物质分离器输入第一降膜蒸发器。在一种实施方式中，在固体物质分离器中分离的含固体物质的淤浆循环回反应器。在一种实施方式中，在固体物质分离器中分离的含固体物质的淤浆从流程中移出。
在本发明的一种实施方式中，本方法使用两个以上串联设置的降膜蒸发器，用于分离和浓缩乙醇/水混合物。
在本发明的一种实施方式中，乙醇/水混合物浓缩到乙醇含量为35-65重量％，在一种优选的实施方式中浓缩到乙醇含量约40-50重量％。
根据本发明的方法，浓缩可在蒸发器之间和/或每个蒸发器之后进行。
在乙醇的制备过程所产生的所谓残余物中的水、自由水和干物质含量、乙醇含量，以及可发酵糖和能够水解为可发酵糖的糖类的浓度可在自流程中移除残余物之前通过以下方式调节：(a)在发酵阶段，将固体物质分离器中获得的溶液输入第一降膜蒸发器而回收乙醇；(b)在排出阶段，当从固体物质分离器输入第一蒸发器的溶液中乙醇含量下降时，将从固体物质分离器中获得的固体物质输出工艺过程；(c)在发酵和排出阶段，将第二降膜蒸发器中排出的水输送回该蒸发器，直至水中乙醇含量已降低。
此外，本发明基于一种用于制备乙醇/水混合物的装置，该装置包括一个反应器，如发酵容器，原料和任何必要的辅助物质输入该反应器中，并且原料在该反应器中发酵为发酵液；一个蒸发器，该蒸发器从发酵液中分离乙醇/水混合物；一条用于从反应器中排出发酵液并将其输入蒸发器的管道；以及一条用于从反应器排出未发酵物质的排放管。根据本发明，该装置包括用于从发酵液中分离乙醇/水混合物的第一降膜蒸发器和用于浓缩乙醇/水混合物的第二降膜蒸发器，并且该第二降膜蒸发器与该第一降膜蒸发器串联设置；一个用于在将从第一蒸发器获得的乙醇/水混合物输入第二蒸发器之前将其冷凝的冷凝器；一条用于将第二蒸发器中的水作为底流排放的排放管；以及一条用于从第一蒸发器中移出不挥发物质并将其循环回反应器的管道。
在本发明的一种实施方式中，该装置包括一个固体物质分离器，其置于反应器和第一降膜蒸发器之间，并且在将发酵液输入第一降膜蒸发器之前，在该固体物质分离器中将含固体物质的淤浆从发酵液中分离出来。
在本发明的一种实施方式中，该装置包括一条用于使含固体物质的淤浆从固体物质分离器循环到反应器的循环管道。
在本发明的一种实施方式中，该装置包括两个以上串联的用于分离和浓缩乙醇/水混合物的降膜蒸发器。
该装置中的设备优选结合成一个整体。
通过以上所述方法制得的乙醇/水混合物可用作燃料例如汽油或柴油的一个组分，为此将乙醇/水混合物浓缩到所需的乙醇含量，并将浓缩的乙醇混合物与其它燃料组分混合以形成预定的燃料混合物。
在一种实施方式中，乙醇/水混合物还通过浓缩进行进一步精制到乙醇含量高于85重量％，并优选在芬兰高于99.7重量％。
乙醇混合物可与其它燃料组分以需要量混合，并且该量是法规和产品规格所许可的。
本发明的乙醇/水混合物可由食品工业的废物制得，包括来自于店铺的生物废物及来自面包厂、牛奶加工过程或马铃薯处理过程的废物。
与现有技术中乙醇的制备方法相比，本发明每发酵体积中乙醇的产量显著增加。随着发酵过程的进行，乙醇/水混合物被连续地导出发酵容器。因此，与现有技术中的方法相比，可获得更高的发酵速度。
在稳定、连续的发酵阶段以及发酵容器的排放阶段，乙醇/水混合物可浓缩形成35-65重量％的乙醇/水混合物，从乙醇的进一步加工、利用及质量控制方面来看，该浓度已足够。在稳定、连续的发酵阶段以及发酵容器的排放阶段，乙醇制备过程中的次要物流例如醪液、二氧化碳和纯水，可作为单独的物流导出工艺过程。发酵废物例如醪液的体积量与现有技术中的方法相比较少。与现有技术中的发明相比，本发明使得能够更好地控制所产生的次要物流的质量及作为副产品获得的水的量和质量。例如，与现有技术中的方法相比二氧化碳的排放量显著降低。
将本发明的方法用于不同原料以及用于相对较少量的原料例如低于10,000吨乙醇/年时，与现有技术中的方法相比，在投资和操作费用方面更具成本效益。由于在本发明的方法中所用的原料由其它工业的废物组成，因而原料的获得容易且价格合理。另外，本发明根据可持续发展的原则通过利用其它工业的废物并将其制成需要的用于其它用途的产品而运行。
同现有技术中其它与改善乙醇制备相关的方法相比，本发明的方法更为简单，而且在使用时需要进行的控制更少，尤其是在乙醇量低于10,000吨/年时。本发明的装置简单并可建在具有待利用废物的地方。
就此而言，本发明有助于改善运输，因为例如可将乙醇/水混合物在运送汽油的卡车返回时运到油及汽油站。
附图说明
以下将参照附图通过本发明实施方式的实施例对本发明进行更详细的描述，其中
图1表示一种根据本发明的装置；
图2表示第二种根据本发明的装置；
图3表示第三种根据本发明的装置；
具体实施方式
实施例1
与现有技术中的乙醇制备方法相比，本发明的方法可提高每发酵体积中乙醇的产率。本方法中，乙醇/水混合物被浓缩到乙醇含量约50重量％。其它的乙醇/水含量也是可行的。作为单独的物流，在乙醇的制备过程中产生的次要物流可被利用，同时可控制次要物流的量和性质。本方法中，废物和废水的量较小。此外，作为一种副产品，可获得纯水。
在本方法中，降膜蒸发过程可在低压和低温下进行，从而使存在于输入到蒸发器中的发酵液中制造乙醇的微生物在蒸发器的条件下不会死亡。例如，使用降膜蒸发器在0.93bar的低压下进行蒸发，可使蒸发温度低于38℃。这样的话，酵母在返回发酵容器之前就不会在蒸发器内的条件下死亡。如果制造乙醇的微生物在蒸发前被分离，或者如果制造乙醇的微生物在发酵容器内附着于载体上而发挥作用，即固定化，则蒸发过程可在大气压下进行，这样使得工艺更为简单。对于发酵液中含有大量固体物质的情况，在蒸发过程之前使用分离器可能也是必要的。以所消耗能量的经济性来看，可使用降膜蒸发器通过再循环将乙醇/水混合物浓缩到最高达80重量％，即，通过将冷凝的蒸发器蒸发物返回以形成蒸发器的进料。
实施例2
本实施例描述本发明的一种方法及一种用于实施该方法的装置。就本实施例的装置而言，参见图1。
原料通过管道1输入发酵容器4。任何必要的辅助物质和空气可通过管道2和3输入发酵容器。如果需要，发酵容器4中的内容物，尤其是未发酵的物质，可通过管道6从流程中移出。由乙醇发酵产生的气体——主要包括CO2——经管道5从发酵容器移出。依据发酵液的组成以及干物质的含量和制造乙醇的微生物的量，将发酵液通过管道7、经固体物质分离器8例如沉降式离心机、并通过管道12输入第一降膜蒸发器13，或者通过管道9直接从发酵容器4输入第一降膜蒸发器13。富含固体物质的淤浆通过管道10从固体物质分离器8返回发酵容器4。如果需要，固体物质分离器8中富含固体物质的淤浆可经管道11导出该流程。来自第一降膜蒸发器13的蒸发物经管道14输入冷凝器16，液化的物流自该冷凝器经管道17引入第二降膜蒸发器18。从第一降膜蒸发器13出来的不挥发物质经管道15输入发酵容器。第二降膜蒸发器底流中主要为水，通过管道20移出。第二降膜蒸发器18的蒸发物经管道19输入冷凝器21，并从该冷凝器中经管道22输入最终冷凝器23，完全冷凝的乙醇/水混合物从该最终冷凝器中经管道24输入乙醇/水混合物的储罐25。最终冷凝器的排放气经管道26从流程中移出。本方法还可在物流12和14之间，及17和19之间使用热交换器。最终冷凝器23中流量相对较小，可在其中使用一个带有冷物质循环的热交换器，该热交换器将水冷凝到约20℃。在图1的实施方式中，有一个发酵容器，但也可有一个以上串联或并联的发酵容器。在该图的实施方式中，存在两个串联的降膜蒸发器13和18，但也可有两个以上串联的降膜蒸发器。
发酵容器4具有三个不同的运行阶段：1)进料2)发酵并在液面限度范围内添加物料，及3)发酵容器的排放。
进料阶段从原料及任何必要的辅助物质经管道1和2输入发酵容器4开始。如果需要，为提高制造乙醇的微生物的量，可通过管道3向发酵容器中输入已灭菌的空气或氧气。在进料阶段，关闭管道7、9和6。
在发酵阶段，由管道1向发酵容器4中加入原料，并且使发酵容器的液面、管道22中的乙醇含量和发酵容器内可发酵的原料中的糖含量处于限度范围内，并且使能够水解为可发酵糖的原料中碳水化合物的含量处于限度范围内。如果发酵液中的固体物质使降膜蒸发器存在被污染的风险，则通过管道7将发酵液输入固体物质分离器8。如果由发酵液中固体物质引起的污染是可容许的，则将发酵液通过管道9直接输入降膜蒸发器13。这样，可从发酵液中获得进入储罐25的乙醇，同时，水经管道20自发酵液中排出。降膜蒸发器中的蒸发可在常压下进行，由此，排出液的温度在约80-85℃，或者可在低压下，例如0.93bar的低压下进行，此时排出液的温度在约36℃。在足够低的压力下蒸发时，例如在0.93bar的低压和36℃的温度下，制造乙醇的微生物没有必要从待蒸发的溶液中分离，而可将发酵容器4中的溶液经管道9输入降膜蒸发器13并使微生物不死亡。此外，如果制造乙醇的微生物例如酵母是固定化的，也无需进行分离。在降膜蒸发器13和18中使用低压降低了对必要的蒸发能的需求，但增大了冷凝器16、21和23的容积并减弱了冷凝器的热传递。
通入降膜蒸发器13的管道12在发酵阶段的部分时间内可关闭，这时发酵容器4的液面应处于限度范围内并且管道1中的流量应处于限度范围内。平均而言，在产品储罐25中形成约40重量％的乙醇/水混合物，应牢记这一含量对进一步处理已足够。
在排放阶段，将未发酵的物质和/或其中形成的水——其影响稳定、连续的操作——自发酵容器4中排出。当未发酵物质减弱发酵效果并且当发酵容器中可发酵糖和能够水解为可发酵糖的碳水化合物已尽可能地发酵耗尽时，实施排放阶段。在排放阶段中，在液面限度范围内，不能将过多的原料输入发酵容器中。这种情况下，发酵液经管道7输入固体物质分离器8并由此经管道12进入降膜蒸发器13，或直接进入降膜蒸发器13。当发酵液中乙醇含量足够低时，例如0.5重量％，将关闭管道9和管道12，将淤浆经管道11自流程中移出，并将发酵容器中未发酵的物质经管道6从流程中移出。
在冷凝器16和21中，可使用外部冷却。在冷凝器23中，必须对蒸汽提供足够低的温度以使经管道26排放的乙醇尽可能少。此外，在进料、发酵和排放阶段，可调整发酵容器的温度——换言之，使之冷却——是一个主要的原则。
实施例3
本实施例说明使用乳清——一种乳酪制造工艺的副产品作为本发明方法的原料；参照图2。
在乳酪制造过程中作为副产品形成的典型乳清中，含乳糖4.8重量％，其本身可作为制造乙醇的微生物的底物；而且，例如基因修饰的酵母可作为制造乙醇的微生物。通常，乳清中含有小于3重量％的固体物质。本实施例中，制造乙醇的微生物借助现有技术固定于发酵容器中，由此，使降膜蒸发器13和18以及冷凝器16、21和23在常压、80-90℃的温度下操作。未发酵的物质可用作液体饲料，其中碳水化合物的含量比之前低，但蛋白质的含量比之前显著地高。在发酵阶段，在进料物流1的流量为0.9kg/s时，出口物流24的流量为0.054kg/s且出口物流中乙醇含量为40重量％。此时，物流20的流量为0.306kg/s，并基本由纯水构成。物流9的流量为1.44kg/s，其乙醇含量为1.5重量％，糖含量为1.8重量％。不挥发物质的回流15为1.08kg/s，其不含乙醇，并且其糖含量为2.4重量％。换言之，本实施例中，发酵液以0.54kg/s的速率在发酵容器中累积，即，由于乳清的低糖含量使本发明方法为一种半连续工艺，可在发酵容器4的液面限度范围内将乳清输入流程中。
实施例4
本实施例说明使用废面团用作本发明装置的原料；参见图3。
废面团中一般含有约50-60重量％的干物质，其中60-80重量％为源自谷物的淀粉并且约5重量％由不同的糖构成。将废面团用水稀释，在将其输入本发明的工艺过程之前，其中所含的淀粉已水解为糖。本实施例中，干物质和制造乙醇的微生物——酵母，在输入降膜蒸发器13和18之前从发酵液中分离出来，由此使蒸发器和冷凝器16、21和23在常压、80-90℃的温度范围内操作。未发酵的物质可用作饲料。在发酵阶段，当进料物流1的流量为0.1kg/s时，出口物流24的流量为0.0125kg/s，且出口物流中乙醇含量为40重量％。此时，物流20的流量为0.0708kg/s，并基本由纯水构成。物流12的流量为0.166kg/s，其乙醇含量为3.0重量％，糖含量为4.0重量％。不挥发物质的回流15为0.083kg/s，其不含乙醇，并且糖含量为9.0重量％。未发酵物质以0.0166kg/s的速率形成，在排放阶段将其移出。本实施例中，没有发酵液在发酵容器内累积，本发明的该实施方式为连续操作。
实施本发明的方法时，可由食品加工业、农业及其它工业产生的各种次要物流及废物流制备35-65重量％、优选40-50重量％的乙醇/水混合物，以备进行进一步处理以使其具有所需的乙醇含量，从而例如用作交通工具的燃料，或作为使用乙醇混合物的多种工业过程的溶剂，或用于乙醇或乙醇混合物的其它用途。本发明的方法所产生的反应器或发酵容器中的未发酵物质/废物可用作动物饲料或作为土壤调节剂。
本发明并不仅仅限于以上提及的其实施方式的实施例；相反，由权利要求书所限定的本发明思想范围内的多种变型也是可行的。

Claims (17)

1.一种制备乙醇/水混合物的方法，其中将可发酵原料(1)和任何必要的辅助物质(2，3)输入反应器(4)，所述可发酵原料选自糖和能够水解为可发酵糖的原料；所述原料在反应器(4)中发酵；乙醇/水混合物在蒸发器(13)中从反应器发酵液中分离出来；并且将未发酵的物质(6)从反应器移出；其特征在于，在发酵过程中，将反应器(4)的发酵液(7，9)连续地输入第一降膜蒸发器(13)中；乙醇/水混合物在该第一降膜蒸发器中蒸发，将从该蒸发器获得的蒸发物(14)冷凝，并将冷凝的乙醇/水混合物在第二降膜蒸发器(18)中浓缩，该第二降膜蒸发器与第一降膜蒸发器(13)串联设置；水从第二降膜蒸发器(18)中作为底流(20)移出；并且将不挥发物质(15)从第一降膜蒸发器(13)中移出并循环回反应器(4)。
2.如权利要求1所定义的方法，其特征在于所述反应器为发酵容器(4)。
3.如权利要求1或2所定义的方法，其特征在于所述在第二降膜蒸发器(18)中分离的水在该蒸发器中进行循环，以便在从该蒸发器中移出水(20)之前使水中乙醇浓度降到最小。
4.如权利要求1-3之一所定义的方法，其特征在于将发酵液从反应器(4)输入一个固体物质分离器(8)中，在该分离器中将含固体物质的淤浆(10，11)从发酵液中分离出来，并将发酵液(12)从该固体物质分离器输入第一降膜蒸发器(13)中。
5.如权利要求4所定义的方法，其特征在于将固体物质分离器中分离的含固体物质的淤浆(10)循环回反应器(4)。
6.如权利要求4所定义的方法，其特征在于将固体物质分离器中分离的含固体物质的淤浆(11)从流程中移出。
7.如权利要求1-6之一所定义的方法，其特征在于所述方法使用两个以上串联的降膜蒸发器(13，18)，用于分离和浓缩乙醇/水混合物。
8.如权利要求1-7之一所定义的方法，其特征在于将乙醇/水混合物浓缩到约35-65重量％乙醇的浓度。
9.如权利要求1-7之一所定义的方法，其特征在于将乙醇/水混合物浓缩到约40-50重量％乙醇的浓度。
10.如权利要求1-9之一所定义的方法，其特征在于原料经管道(1)输入发酵容器(4)；任何必要的辅助物质经管道(2)和(3)输入该发酵容器；当清空发酵容器(4)时，未发酵的物质经管道(6)移出；在发酵容器(4)中由于乙醇发酵产生的气体经管道(5)从发酵容器中移出；依据发酵液的组成，将发酵液通过管道(7)、经固体物质分离器(8)输入第一降膜蒸发器(13)，或者直接从发酵容器(4)经管道(9)输入第一降膜蒸发器(13)；富含固体物质的淤浆通过管道(10)从固体物质分离器(8)循环回发酵容器(4)，或者将固体物质分离器(8)中富含固体物质的淤浆经管道(11)移出流程；来自第一降膜蒸发器(13)的蒸发物经管道(14)输入冷凝器(16)，液化的物流自该冷凝器经管道(17)输入串联的第二降膜蒸发器(18)；从第一降膜蒸发器出来的不挥发物质经管道(15)输入发酵容器(4)；第二降膜蒸发器(18)的底流主要由水构成，其通过管道(20)移出；第二降膜蒸发器(18)的蒸发物经管道(19)输入冷凝器(21)，并从该冷凝器中经管道(22)输入最终冷凝器(23)，冷凝的乙醇/水混合物从该最终冷凝器中经管道(24)输入乙醇/水混合物的储罐(25)；并且将该最终冷凝器的排放气经管道(26)从流程中移出。
11.一种用于制备乙醇/水混合物的装置，该装置包括一个反应器(4)，原料和任何必要的辅助物质输入该反应器中，并且原料在该反应器中发酵为发酵液；一个蒸发器(13)，在该蒸发器中，乙醇/水混合物从发酵液中分离出来；一条用于从反应器(4)中排出发酵液并将其引入蒸发器(13)的管道(7，9，12)；以及一条用于从反应器排出未发酵物质的排放管(6)；其特征在于，该装置包括用于从发酵液中分离乙醇/水混合物的第一降膜蒸发器(13)和用于浓缩乙醇/水混合物的第二降膜蒸发器(18)，并且该第二降膜蒸发器(18)与该第一降膜蒸发器(13)串联设置；在将从第一蒸发器(13)获得的乙醇/水混合物输入第二蒸发器(18)之前用于将其冷凝的一个冷凝器；一条用于将第二蒸发器中的水作为底流排放的排放管(20)；以及一条用于排出第一蒸发器(13)中不挥发物质并将其循环回反应器(4)的管道(15)。
12.如权利要求11所定义的装置，其特征在于所述反应器为发酵容器(4)。
13.如权利要求11或12所定义的装置，其特征在于所述装置包括一个固体物质分离器(8)，其置于反应器(4)和第一降膜蒸发器(13)之间，并且在该固体物质分离器中将含固体物质的淤浆(10，11)从发酵液中分离出来。
14.如权利要求11-13之一所定义的装置，其特征在于所述装置包括一条用于使含固体物质的淤浆从固体物质分离器(8)循环到反应器(4)的循环管道(10)。
15.如权利要求11-14之一所定义的装置，其特征在于所述装置包括两个以上串联的用于分离和浓缩乙醇/水混合物的降膜蒸发器(13，18)。
16.根据权利要求1-10之一的方法制备的乙醇/水混合物用作一种燃料组分的用途，其特征在于，将乙醇/水混合物浓缩到所需的乙醇含量，并将浓缩的乙醇混合物与其它燃料组分混合以形成预定的燃料混合物。
17.一种乙醇/水混合物用作一种燃料组分的用途，其特征在于，将所述乙醇/水混合物浓缩为一种含量高于85重量％的乙醇混合物。
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