CN102220222A - 一种采用木薯原料制备乙醇的系统 - Google Patents

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Abstract

采用木薯原料制备乙醇的系统,其中,该系统包括第一输送装置(1)、颗粒分级装置(2)、第二输送装置(3)、抽吸装置(4)、粉碎装置(5)、第三输送装置(6),卸料器(100),第四输送装置(101),闪蒸塔(102)、热源(103)、酶解罐(104)、真空泵(105)和发酵罐(106);所述第一输送装置(1)对颗粒分级装置(2)供给木薯原料,所述颗粒分级装置(2)分别对所述第二输送装置(3)和第三输送装置(6)供给木薯原料,所述第二输送装置(3)通过抽吸装置(4)对粉碎装置(5)供料,经粉碎装置(5)粉碎的物料以及来自输送装置(6)的小尺寸的木薯原料被输送到卸料器(100)中,所述卸料器(100)通过第四输送装置(101)向闪蒸塔(102)供料。本发明提供的制备乙醇的系统能够大大提高酶解效率和乙醇收率。

Description

一种采用木薯原料制备乙醇的系统
技术领域
本发明涉及一种采用木薯原料制备乙醇的系统。
背景技术
现有的采用木薯原料制备乙醇的系统一般包括先通过粉碎系统将木薯原料粉碎,以破坏木薯原料的组织结构,从而使微小的淀粉颗粒能够从大的薯块中解体、分离出来;将粉碎产物与酶混合进行酶解,将得到的酶解产物进行发酵。
粉碎产物的酶解一般在酶解罐中进行,例如,将粉碎产物与产酶微生物和/或酶在酶解罐中混合,酶解的条件包括酶解温度、时间和pH值,其中,酶解温度一般为使产酶微生物生长的温度和/或酶有活力的温度,因此,在酶解过程中,通常需要对酶解罐进行加热以达到酶解温度。最常见的酶解罐底部设置有保温加热器,在酶解前先启动保温加热器对酶解罐进行预热,达到酶解温度后,将粉碎产物与产酶微生物和/或酶加入到酶解罐中进行酶解。在采用现有的酶解装置进行酶解时,对酶解罐进行加热需要耗费大量的电能,成本较高,不利于节约能源。
发明内容
本发明的目的是克服在采用现有的制备乙醇的系统耗能较高、成本较高的缺陷,提供一种节约能源、低成本的制备乙醇的系统。
随着日益严峻的能源匮乏问题的出现,为了节约能源、减少污染、降低成本,本发明的发明人利用其它工段产生的热介质,如从精馏工段中排出的废蒸汽、热水等作为热源用于酶解步骤中,而取代了在酶解时给酶解罐进行加热的装置。
本发明提供了一种采用木薯原料制备乙醇的系统,其中,该系统包括第一输送装置1、颗粒分级装置2、第二输送装置3、抽吸装置4、粉碎装置5、第三输送装置6,卸料器100,第四输送装置101,闪蒸塔102、热源103、酶解罐104、真空泵105和发酵罐106;
所述第一输送装置1对颗粒分级装置2供给木薯原料,所述颗粒分级装置2包括第一集料口21和第二集料口22,所述颗粒分级装置2通过所述第一集料口21对所述第二输送装置3供给大尺寸的木薯原料,所述颗粒分级装置2通过所述第二集料口22对所述第三输送装置6供给小尺寸的木薯原料,所述第二输送装置3通过抽吸装置4对粉碎装置5供料,经粉碎装置5粉碎的物料以及来自第三输送装置6的小尺寸的木薯原料被输送到卸料器100中,所述卸料器100通过第四输送装置101向闪蒸塔102供料;
所述闪蒸塔102包括第一接口1021、第二接口1022、第三接口1023和出料口1024,第四输送装置101通过第一接口1021与闪蒸塔102连通,酶解罐104与闪蒸塔102的出料口连通,真空泵105与闪蒸塔102的第二接口1022连通,发酵罐106与酶解罐104连通,热源103通过连通器107与闪蒸塔102的第三接口1023连通,且所述连通器107的顶端高于闪蒸塔102中待酶解物料的液面。
本发明的发明人巧妙地利用其它工段产生的热介质,如从精馏工段中排出的废蒸汽、热水等作为热源用于与粉碎产物在闪蒸塔中混合进行热交换,以起到为粉碎产物加温的作用,而取代了在酶解时给酶解罐进行加热的装置。不但降低了成本,还使能源能够被循环重复利用,节省了能源,同时还大大提高了酶解效率和乙醇收率。
附图说明
图1为本发明提供的制备乙醇的系统的结构示意图,其中箭头方向表示物料流向;
图2为本发明的制备乙醇的系统中的第一输送装置的示意图;
图3为本发明的制备乙醇的系统中的第一输送装置的示意图;
图4为本发明提供的制备乙醇的系统中的第一输送装置中的刮料件部分的立体图;
图5为本发明提供的制备乙醇的系统中的第一输送装置中的刮料件部分的正视图;
图6为本发明提供的制备乙醇的系统中的第一输送装置的俯视图;
图7为本发明提供的制备乙醇的系统中的第一输送装置的纵向剖视图;
图8为本发明提供的制备乙醇的系统中的第一输送装置的纵向剖视图;
图9为图1中颗粒分级装置的结构示意图;
图10为根据本发明一种优选实施方式的制备乙醇的系统的结构示意图,其中箭头方向表示物料流向;
图11为图10所示的制备乙醇的系统中螺旋输送机的原料输出端和第三输送装置的原料输入端的局部空间位置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,本发明提供的制备乙醇的系统包括第一输送装置1、颗粒分级装置2、第二输送装置3、抽吸装置4、粉碎装置5、第三输送装置6,卸料器100,第四输送装置101,闪蒸塔102、热源103、酶解罐104、真空泵105和发酵罐106;
所述第一输送装置1对颗粒分级装置2供给木薯原料,所述颗粒分级装置2包括第一集料口21和第二集料口22,所述颗粒分级装置2通过所述第一集料口21对所述第二输送装置3供给大尺寸的木薯原料,所述颗粒分级装置2通过所述第二集料口22对所述第三输送装置6供给小尺寸的木薯原料,所述第二输送装置3通过抽吸装置4对粉碎装置5供料,经粉碎装置5粉碎的物料以及来自第三输送装置6的小尺寸的木薯原料被输送到卸料器100中,所述卸料器100通过第四输送装置101向闪蒸塔102供料;
所述闪蒸塔102包括第一接口1021、第二接口1022、第三接口1023和出料口1024,第四输送装置101通过第一接口1021与闪蒸塔102连通,酶解罐104与闪蒸塔102的出料口连通,真空泵105与闪蒸塔102的第二接口1022连通,发酵罐106与酶解罐104连通,热源103通过连通器107与闪蒸塔102的第三接口1023连通,且所述连通器107的顶端高于闪蒸塔102中待酶解物料的液面。
按照本发明,所述酶解罐106与闪蒸塔102的出料口1024连通,真空泵105与闪蒸塔102的第二接口1022连通,发酵罐106与酶解罐104连通,热源103通过连通器107与闪蒸塔102的第三接口1023连通。热源103中的热介质的温度可以达到130℃左右。通过第四输送装置101将待酶解物料输送至闪蒸塔102中之前、同时或之后启动真空泵105,将闪蒸塔102抽真空,当闪蒸塔102中达到一定真空度时热介质可以被从热源103中吸入闪蒸塔102中,待酶解物料通过第一接口1021从第四输送装置101中被输送至闪蒸塔102中,使待酶解物料与热介质在闪蒸塔102中接触并进行热交换,起到使待酶解物料加温的作用,当待酶解物料达到酶解温度时,物料被直接通入酶解罐104中进行酶解,酶解结束后,将酶解产物直接通入发酵罐106中进行发酵。
由于真空泵在工作过程中的不稳定性或者在不规范地操作真空泵的情况下,当闪蒸塔102中的真空度不能达到吸入热介质的条件时,闪蒸塔102中的待酶解物料有被倒吸入连通器107中的趋势,如果连通器107的顶端低于或者与闪蒸塔102中的待酶解物料的液面齐平,则闪蒸塔102中的待酶解物料会被倒吸入连通器107中,从而造成管路堵塞。而根据本发明提供的酶解装置,由于连通器107的顶端高于闪蒸塔102中待酶解物料的液面,且闪蒸塔102中的压力小于热源103中的压力,使得闪蒸塔102中的压力不足以将待酶解物料倒吸入闪蒸塔102与热源103连通的管道中,而由于物料自身的重力作用,被倒吸入连通器107中的待酶解物料还未能到达连通器的顶端就会重新回流到闪蒸塔102中,从而避免了物料被倒吸入管道,产生使管道阻塞的问题。按照本发明,优选情况下,为了便于使用,所述连通器107的顶端高于闪蒸塔102的顶端,所述连通器107的顶端与闪蒸塔102的顶端之间的高度差可以为1-2.5米,更优选为1.5-2米。由于弯形管连通器不容易产生死角,而且能够使物料流动的更顺畅,优选情况下,所述连通器107为弯形管,例如,所述弯形管的形状可以为倒置的U形管或者蛇形管。考虑到生产成本,按照本发明的一个具体实施方案,所述连通器107进一步优选为倒置的U形管,所述倒置的U形管的顶端与闪蒸塔102的顶端的高度差可以为1-2.5米,优选为1.5-2米。
所述连通器107的材质可以由各种具有一定强度以及耐热的材料制成,例如,铁、不锈钢等材料。
按照本发明,为了更有利于热蒸汽对待酶解物料的加温作用,优选使热源103中的热介质与待酶解物料在闪蒸塔102中逆流接触,即,使通入待酶解物料的第一接口1021的位置低于通过连通器107将热源103与闪蒸塔102连通的第三接口1023的位置。
为了便于控制与待酶解物料接触的热蒸汽的量以控制待酶解物料的温度以及便于控制待酶解物料的通入量以控制闪蒸塔中待酶解物料的液位,下述任意一个或几个位置还可以设置有阀门:连通器107与闪蒸塔102的第三接口1023之间、连通器107与热源103之间、第四输送装置101与第一接口1021之间。
为了便于控制酶解产物的通入量,发酵罐106与酶解罐104之间还可以设置有阀门。
按照本发明,所述闪蒸塔102可以为本领域常规的各种闪蒸塔,例如,可以为各种常用的填料塔或筛板塔。所述闪蒸塔102的塔板数或理论塔板数取决于希望达到的热交换程度。通常,在其它条件相同的情况下,塔板数或理论塔板数越高,热交换的程度越高,也就是说热介质的热量越能充分传递给待酶解物料。本发明的发明人研究发现,对于待酶解物料为30-40℃的淀粉浆料,热介质为100-170℃的水蒸气时,闪蒸塔102的塔板数或理论塔板数优选为2-6块,在该条件下即可使从闪蒸塔102排出的待酶解物料的温度在50-90℃,满足酶解要求。
所述填料塔装填有拉西环、鲍尔环、阶梯环、鞍型环、弧鞍型、矩鞍型、θ网环、压延孔环、板波纹与网波纹规整填料中的一种或几种。所述筛板塔的筛板优选还具有溢流堰,这样,热介质从筛板塔的底部穿过筛板上的筛孔向上流动,待酶解物料在筛板上停留至超过溢流堰的高度时向下流动,进入下一个筛板。为了进一步提高热交换效率,第一接口1021的位置设置在填料塔或筛板塔的第0块或第1块塔板处,第三接口1023的位置设置在填料塔或筛板塔的最后一块塔板处或更靠塔底的位置。
按照本发明,闪蒸塔102上还可以设置有温度测试单元,以随时监测待酶解物料在闪蒸塔102中的温度,当闪蒸塔102中待酶解物料的温度达到酶解条件时,便可以将它输送至酶解罐104中进行酶解。此外,闪蒸塔102上还可以设置有液位测试单元,以监测疏送至闪蒸塔102中待酶的解物料的液位。
按照本发明,所述闪蒸塔102的表压可以为-0.3至-0.01兆帕,优选为-0.1至-0.05兆帕;在闪蒸塔102中接触的待酶解物料与热介质的重量比可以为15-30∶1;接触的时间只要保证待酶解物料能够达到酶解温度即可,一般情况下,所述接触时间可以为5-10分钟。
按照本发明,所述热源103可以提供水蒸汽、热水等各种热介质,例如,所述热源103可以为输送各种热介质的管道,也可以为储存各种热介质的容器。
为了节省能源、使能源能够被循环重复利用,所述热源103优选为其它工段产生的热介质,如从精馏工段中排出的废蒸汽、热水等。
在将热源103中的热介质与待酶解物料在闪蒸塔102中接触时,为了保证热介质的用量,所述热源103优选为可以储存各种热介质的容器,以在接触前将热介质暂时保存在容器中,所述热介质的温度一般为100-170℃。
所述酶解罐可以为本领域常规的各种酶解罐,例如碳钢材质250立方米的带搅拌装置的容器。为了监控酶解温度,所述酶解罐104上也可以设置有温度测试单元。
所述发酵罐106可以为本领域常规的各种发酵罐。为了监控发酵温度,所述发酵罐106上也可以设置有温度测试单元。
所述真空泵105的个数可以为一个也可以为并联连接的多个,只要能够满足能够使闪蒸塔102达到真空度的要求即可。对使真空泵105与闪蒸塔102连通的第二接口1022的位置也没有特别限定,可以位于闪蒸塔102的任何位置,优选在闪蒸塔102的中部或中上部。
所述热源103提供的热介质在闪蒸塔102中以蒸气的形式与待酶解物料进行热交换后,可以直接将剩余的热蒸汽从闪蒸塔102中排出塔外,为了达到环保要求,该系统还可以包括冷凝器108,所述冷凝器108可以与闪蒸塔102的上部连通,使与待酶解物料接触后的闪蒸塔102中的蒸汽被输送至冷凝器108中,冷凝成水,以便于在其它工段中应用。因此,当本发明提供的酶解装置还包括冷凝器108且所用热介质为热的水蒸气或热水时,本发明提供的酶解装置进行酶解时在实现酶解的同时还能副产蒸馏水。优选情况下,为了便于操作,所述冷凝器108与闪蒸塔102的顶部连通。所述冷凝器可以为本领域常规的各种冷凝器,例如列管式冷凝器。
按照本发明,所述第一输送装置1用于将储藏在较低位置的原料输送到后续加工设备中(例如,将木薯原料从地廊中运出,并输送至后续加工设备如颗粒分级装置2中),通常所述原料是经过破碎的块状、片状或其它形状的原料。按照本发明,所述第一输送装置1为箱板输送机。
但是,本发明的发明人发现,在将原料,例如木薯供给现有的制备乙醇的系统中的粉碎系统进行粉碎时,输送木薯原料的箱板输送机一般放置在木薯库地廊内,在将木薯原料从地廊内运出并输送至颗粒分级装置的过程中,由于木薯产地原料形状(有条状、段状、片状、粉状)及水分不同,输送机上不可避免地会携带并残留一部分木薯原料,当箱板循环运动到输送装置的下方时,残留的木薯原料会在输送装置的下方产生积累,久而久之,在输送装置下方积累的木薯原料会越来越多,堆积的木薯原料会使输送装置下部的输送链条抬高,产生“浮链”现象,从而导致输送阻力的增加,甚至对箱板单元造成损坏,而严重影响输送效率。
因此,为了提高输送效率、降低能耗并提高输送效率和粉碎效率,按照本发明的一种具体实施方式,如图2所示,所述第一输送装置包括至少一对驱动辊11、传动链条12和底板15,至少一对驱动辊11和传动链条12位于所述底板15的上方;传动链条12绕过驱动辊11首尾相连形成闭合环路,该输送装置还包括多个箱板13,箱板13的一端固定在传动链条12上,使相邻的两个箱板13与传动链条12之间形成储物空间,且所述多个箱板13沿该输送装置的牵引方向排列,所述传动链条12与驱动辊11啮合,至少部分箱板13的另一端固定连接有刮料件14,使得刮料件14能够刮扫所述底板15上的物料。
按照本发明的另一种具体实施方式,如图3所示,本发明提供的输送装置包括两对驱动辊11、两条传动链条12和底板15(图中未示出),两对驱动辊11和两条传动链条12位于所述底板15的上方;每条传动链条12分别绕过一对驱动辊11首尾相连形成闭合环路;所述输送装置还包括基底件16和多个箱板13,所述基底件16固定在两条传动链条12之间,箱板13的一端固定在基底件16上,使相邻的两个箱板13与基底件16之间形成储物空间,且所述多个箱板3沿该输送装置的牵引方向排列,所述传动链条12与驱动辊11啮合,至少部分箱板13的另一端固定连接有刮料件14(图中未示出),使得刮料件14能够刮扫所述底板15上的物料。
按照本发明的上述两种实施方式,为了能够更好地起到疏松和推动残留在输送装置下方,即底板15上的物料,优选情况下,每个箱板13的另一端均固定连接有刮料件14。
如图4所示,每个刮料件14可以包括多个齿状物,以更好地起到类似犁的作用以疏松输送装置下方的底板15上的残留物料。优选情况下,箱板13为平板,所述多个齿状物分一排或多排排列,每排齿状物在同一平面内,该平面与箱板13之间的二面角α可以为30°-90°,优选为45°-60°。
按照本发明的上述两种实施方式,如图5所示,所述刮料件14的高度h可以为20-60毫米,优选为30-40毫米。所述刮料件的高度指刮料件顶端与箱板顶端之间的垂直距离。在安装使用过程中,可以适当调整刮料件14与底板15之间的距离(即,当刮料件14朝向底板15时,刮料件14的顶端与底板15之间的距离),以满足刮扫物料的需要,优选情况下,所述刮料件14顶端与底板15之间的垂直距离可以为5-15毫米。
按照本发明的第一种具体实施方式,如图2所示,相邻的两个箱板13与传动链条12之间应该能够形成能容纳物料的敞开空间,以满足容纳并运输物料的需要;一般情况下,驱动辊11轴线之间的所述箱板13所在平面与传动链条12所在平面之间的夹角(β)可以为30°-90°优选为60°-90°;按照本发明的第二种具体实施方式,如图5所示,相邻的两个箱板13与基底件16之间应该能够形成能容纳物料的敞开空间,以满足容纳并运输物料的需要;一般情况下,驱动辊11轴线之间的所述箱板13所在平面与基底件16所在平面之间的夹角(β)可以为30°-90°优选为60°-90°。
按照本发明的上述两种实施方式,可以根据待运输物料的多少来调整相邻的两个箱板13之间的距离,一般情况下,相邻的两个箱板13之间的距离可以为1.5-3米,优选为2-2.5米。所述箱板13的数量可以在较宽的范围内调整,并根据输送物料时的实际需要来设定箱板13的数量。
优选情况下,为了使输送装置运动的更顺畅,所述传动链条12与驱动辊11啮合,利用传动链条12的牵引力带动箱板13绕着驱动辊11运动,或者利用传统链条12和基底件16的牵引力带动箱板13绕着驱动辊11运动。其中,所述驱动辊11可以为主动链轮。
按照本发明的第一种实施方式,如图6所示,所述传动链条12的宽度足以能够使箱板13固定在其上,并带动箱板13绕着驱动辊11一起运动。链条12可以比箱板3相等或稍宽。
按照本发明的第二种实施方式,将基底件16固定在传动链条12上的方法可以采用本领域公知的各种固定方法,如焊接、铰接、螺栓连接等方式。对基底件16的数量没有特别限定,可以在较宽的范围内调整,例如,所述基底件可以是一绕过驱动辊11首尾相连形成闭合环路的完整的整体,并固定在传动链条上,如,传送皮带;也可以包括多个基底件单元,所述多个基底件单元依次顺序固定在传动链条上,并绕过驱动辊11首尾相连形成闭合环路;可以根据实际需要来设定基底件单元的数量。所述基底件单元之间的距离可以根据实际情况而定,优选情况下,所述多个基底件单元之间处还可以设置有插板(图中未示出),所述插板将相邻的两个基底件单元之间的缝隙填充。
所述箱板13的数量可以在较宽的范围内调整,并根据实际需要来设定箱板13的数量。
按照本发明的上述两种实施方式,为了能够进一步将传动链条12的缝隙中积累的物料粉末或者物料碎块清除干净,优选情况下,以本发明的第二种具体实施方式为例,如图7所示,所述输送装置还包括至少一个清扫件17,所述清扫件17包括清扫刷18,所述清扫刷18能够与传动链条12接触,以将传动链条12表面以及缝隙间的物料清除。
按照本发明,可以采用各种方式固定清扫件17,以使清扫刷18能够与传动链条12接触,以将传动链条12表面以及缝隙间的物料清除。
优选情况下,该输送装置还包括两个侧板19,所述两个侧板19分别位于闭合环路的两侧,所述清扫件17包括清扫刷18和横向肋条110,清扫刷18固定在横向肋条110上,所述横向肋条110的两端分别固定在所述两个侧板19上。
更优选情况下,以本发明的第一种具体实施方式为例,如图8所示,为了便于控制清扫刷18与传动链条12之间的距离,所述清扫件17还包括至少一个纵向肋条111,所述纵向肋条111位于横向肋条110和清扫刷18之间,使所述清扫刷18通过该纵向肋条111固定在横向肋条110上。所述纵向肋条的数量优选为2-4条,且每条纵向肋条111的未与横向肋条110固定的一端均固定有清扫刷18,以同时清扫平行运行的传动链条12表面及缝隙中的物料粉末和物料碎块。
再优选情况下,将纵向肋条111设置为可以上下伸缩的装置,可以便于在输送装置运行的过程中,随时调节清扫刷18与传动链条12之间的距离,更便于清扫残余物料。
其中,所述清扫刷18的位置刚好可与传动链条12接触,以将传动链条12表面以及缝隙间残留的物料粉末和物料碎块清除干净。所述清扫刷18的材质和形状大小的可选择范围较宽,只要能够易于与传动链条12接触,并将传动链条12表面以及缝隙间残留的物料粉末和物料碎块清除干净即可,例如,可以为胶皮或刷状物。
将清扫刷18固定在横向肋条110或者纵向肋条111上的方法可以采用本领域中常规的各种固定方法,例如,通过螺栓将清扫刷18(如,胶皮)固定在横向肋条110或者纵向肋条111上,或者用粘结剂将清扫刷18(如,刷状物)贴合在横向肋条110或者纵向肋条111上等方式。
清扫刷18可以通过多种方法固定在横向肋条110或者纵向肋条111上,例如,通过螺栓、粘结剂等。
按照本发明,在侧板19上固定横向肋条110,以及在横向肋条110上固定纵向肋条111的方法可以采用本领域公知的各种方法,例如,焊接固定或螺栓连接固定等方式。
按照本发明,沿输送装置的牵引方向上的相对的两个驱动辊11之间的距离可根据电机功率大小而定,按照本发明的一个优选的实施方式,沿输送装置的牵引方向上的相对的两个驱动辊11之间的距离可以为8-80米。如果至少一对驱动辊之间的距离过长,可能会导致传动链条12和/或基底件16下坠,因此,优选情况下,还可以在沿输送装置的牵引方向上的相对的至少一对驱动辊11之间再设置至少一个支撑辊,以起到张紧的作用,防止传动链条12过长而导致传动链条12和/或基底件16下坠的情况发生。
按照本发明,可以采用现有技术中的各种常规的方法驱动驱动辊11运动,例如,通过电机驱动驱动辊11运动,而使驱动辊驱动传动链条12绕着驱动辊11形成的闭合环路连续运动。按照本发明提供的输送装置,该输送装置的使用方法可以包括在启动前,将待运输的物料装入箱板13与传动链条12或者箱板13与基底件16之间形成的储物空间中,启动电源使驱动辊11带动传动链条12运动,待将物料输送至需要的待处理工序的场地后(按照本发明,即输送至颗粒分级装置2,或者通过分配料仓7均匀供给到颗粒分级装置2),即从一端的驱动辊输送至另一端的驱动辊后,物料自然从储物空间中卸出,由于该输送装置是利用传动链条12与驱动辊11形成的闭合环路而进行的循环运动,因此,卸料完毕后,箱板13随驱动辊11和传动链条12的驱动,又从下方返回至原料输送的起点,即返回至驱动辊的运输端。本发明提供的输送装置可用于各种物料的输送,特别适用于输送木薯原料。
所述颗粒分级装置2用于对来自所述第一输送装置1的木薯原料进行分级,根据尺寸大小使木薯原料分成大尺寸的木薯原料和小尺寸的木薯原料两部分。所述大尺寸的木薯原料通过第二输送装置3输送到后续加工设备中进行粉碎,所述小尺寸的木薯原料作为粉碎成品通过第三输送装置6输出。通常情况下,待供给粉碎系统的所述木薯原料根据产地不同,而包括各有不同的形状,例如,块状、段状、片状、粉状等,或者可以将有些大块木薯原料进行预破碎,因此,所述大尺寸的木薯原料和小尺寸的木薯原料的尺寸分布可以根据实际生产过程中对木薯原料的粉碎成品的尺寸要求而确定,例如,利用木薯原料制备乙醇的工艺中,要求木薯原料的粉碎成品的尺寸为3.5毫米以下,因此,在利用木薯原料制备乙醇的工艺过程中,所述大尺寸的木薯原料为尺寸大于3.5毫米的木薯原料,所述小尺寸的木薯原料为颗粒直径为3.5毫米以下的木薯原料。其中,所述大尺寸的木薯原料的尺寸是指木薯原料的一侧到与之相对的另一侧的最大距离,例如,当所述大尺寸的木薯原料为球状时,则所述大尺寸的木薯原料的尺寸是指所述球的直径。
在本发明的一种优选实施方式中,如图9所示,所述颗粒分级装置2还包括进料口23、筛网24和淌料板25,所述筛网24位于进料口23和所述第一集料口21之间,且沿从进料口23至所述第一集料口21的方向向下倾斜,所述淌料板25位于所述筛网24的下方,并位于所述进料口23和所述第二集料口22之间,且沿从进料口23至所述第二集料口22的方向向下倾斜,所述筛网的网孔直径为1.5-3.5毫米。最优选情况下,所述颗粒分级装置2为震动分级筛,且所述震动分级筛的筛孔直径优选为1.5-3.5毫米,即颗粒直径小于所述震动分级筛的筛孔直径的木薯粉末颗粒通过筛孔,而所述大尺寸的木薯原料保留在筛网的另一侧,并进入第二输送装置3。
所述第二输送装置3包括牵引件和驱动辊(例如可以为滚筒或链轮),所述牵引件绕过驱动辊首尾相连,形成运送物料的闭合环路。来自颗粒分级装置2的所述大尺寸的木薯原料供给到所述牵引件上,并利用所述牵引件的连续运动输送所述大尺寸的木薯原料。所述第二输送装置3优选为皮带输送机。
所述第三输送装置6优选为斗式提升机,所述斗式提升机可以为能够将物料从较低位置笔直提升至较高位置的各种常规的斗式提升机,例如所述斗式提升机包括传动链轮、料斗和驱动辊,料斗安装在传动链轮上且所述料斗的载料面与传动链轮运动的线性方向垂直,传动链轮绕过驱动辊首尾相连,形成运送物料的闭合环路。来自颗粒分级装置2的所述木薯粉末颗粒供给到所述料斗上,并利用所述传动链轮的连续运动输送所述木薯粉末颗粒。
所述抽吸装置4用于抽吸来自第二输送装置3的木薯原料(筛分得到的大尺寸的木薯原料)以输送到粉碎装置5中进行粉碎,同时使密度较大的杂质如沙子从木薯原料中筛分出来。所述抽吸装置4包括吸咀和抽风机,所述吸咀的吸口直径通常为300-400毫米,所述抽风机设置在后述的粉碎装置5的进料口附近,为了防止木薯原料被抽进抽风机中,在抽风机的抽风口安装有网孔直径为0.1-1.5毫米的网,所述网孔直径优选为0.1-1毫米,进一步优选为0.1-0.5毫米。所述吸咀的进料口设置在第二输送装置3的原料输出端的下方,且所述吸咀的进料口朝下,通常所述吸咀的进料口的中心与第二输送装置3的输送终点的水平距离设置约为0.1-0.5米,垂直距离设置约为0.5-1.2米,所述输送终点是指原料从所述第二输送装置3的原料输出端脱落的位置。在所述抽吸装置4的运行时,所述抽风机通过抽吸空气,使抽吸装置的管道中短时间内形成负压,因此所述吸咀的进料口附近的木薯原料伴随着空气一起进入抽吸装置4中,由于抽风机的抽风口设置有网,因而进入抽吸装置的管道中的木薯原料不被吸入抽风机中,并在重力和惯性的作用下进入后述粉碎装置5中。另外,通过调节所述抽风机的抽风强度,使密度较大的杂质如沙子不被吸入所述抽吸装置4的内管中。在本实用新型中,所述抽风强度用每分钟吸入抽风机中的空气的体积来表示,通常所述抽风强度设置为10000-18000m3/h。所述抽吸装置4优选为提料风机,更优选型号为T9-26-NO7.1D的提料风机。
所述粉碎装置5用于对来自所述抽吸装置4的木薯原料进行粉碎。通常情况下,所述粉碎装置包括一个粗粉碎装置和一个以上的细粉碎装置。虽然这样可以保证将原料粉碎到想要的尺寸,但是多个粉碎装置必然造成耗能较高。为了降低能耗,本发明的发明人在原料粉碎过程中,分别使经过筛分后的较大颗粒通过由一个细粉碎装置组成的粉碎装置进行粉碎和通过由一个粗粉碎装置和一个细粉碎装置组成的粉碎装置进行粉碎,然后分别测定(例如,采用美国PPS公司的Accu Sizer TM 780光学粒径检测仪)粉碎后的原料颗粒的粒径。结果,采用由一个细粉碎装置组成的粉碎装置粉碎后的原料颗粒的平均粒径为1.8-2.5毫米,虽然该颗粒直径稍大于采用由一个粗粉碎装置和一个细粉碎装置组成的粉碎装置粉碎后的原料颗粒的平均粒径(例如1.5-1.7毫米),但是仍然满足后续加工的要求(例如,利用薯类制造乙醇中要求薯类颗粒的粒径为3.5毫米以下)。因此,综合经济效益和工艺要求的条件,所述粉碎装置优选为一个,并能够提供颗粒直径为1.8-2.5毫米的颗粒。在本发明中所述细粉碎装置没有特别的限定,可以为能够将原料颗粒粉碎至3.5毫米以下的各种粉碎装置。所述粗粉碎装置是指能够将原料颗粒粉碎到10-20毫米的粉碎装置。在本发明中,所述粉碎装置可以为具有粉碎木薯功能的各种粉碎装置,例如,所述粉碎装置可以是辊式破碎机,所述辊式破碎机包括两个对置的辊,在所述两个对置的辊表面作成很多凸起,通过一边在辊之间加压一边使辊转动,破碎通过此之间的原料;所述粉碎装置还可以为锤式破碎机,所述锤式破碎机包括锤尖和筛网,通过使所述锤尖高速旋转对原料进行反复锤碎,直到通过锤尖外围的筛网的网孔;所述粉碎装置还可以为颚式破碎机,所述颚式破碎机包括呈V型开口的钳口和振动颚,把原料放在向上呈V型开口的钳口和振动颚之间,通过加压使原料破碎;所述粉碎装置还可以为销式破碎机,所述销式破碎机设置垂直方向上有很多针的圆盘形的回转盘和面对此回转圆盘的面上有很多销的固定圆盘,把原料加到回转盘的中心后,利用离心力进入装在回转盘和固定盘上的销的间隙,受到销造成的冲击和反弹的作用,从而使原料破碎;所述粉碎装置还可以为球式破碎机。在一种实施方式中,所述粉碎装置为锤片式粉碎机,优选型号为JFS-2000-72的锤片式粉碎机,该锤片式粉碎机包括转子、锤片、筛板、驱动系统和控制系统,在运行过程中,通过控制系统控制锤片高速旋转,使锤片与物料进行摩擦,从而将物料粉碎至要求的颗粒尺寸范围。
如图1所示,在本发明的制备乙醇的系统中,来自所述第一输送装置1的原料,例如木薯原料可以直接掉在颗粒分级装置2中,然而,为了方便控制均匀供料,优选如图10所示,在所述第一输送装置1和颗粒分级装置2之间还设置有分配料仓7,所述分配料仓7用于将来自所述第一输送装置1的木薯物料定量供给至颗粒分级装置2。另外,在所述颗粒分级装置2和第三输送装置6之间还可以设置有螺旋输送机8,通过所述螺旋输送机将来自所述颗粒分级装置2的木薯原料(即木薯粉末颗粒)输送至第三输送装置6。所述螺旋输送机8的原料输出端和第三输送装置6的原料输入端的局部空间位置结构如图11所示,所述螺旋输送机8的原料输出端的端口设置在所述第三输送装置6的原料输入端的端口的正上方,且前者的端口直径略小于后者。在所述颗粒分级装置2和第二输送装置3之间还设置有供料仓9,通过所述供料仓9将来自所述颗粒分级装置2的木薯原料(即大尺寸的木薯原料)定量供给至第二输送装置3。此外,来自粉碎装置5的粉碎成品可以与来自第三输送装置6的所述木薯粉末颗粒汇合,作为待酶解的物料供给卸料器100,为了避免将来自第三输送装置6的木薯粉末中的泥沙或杂质带入最终的粉碎产物中,并便于控制来自第三输送装置6输送的小尺寸的木薯粉末的量,优选情况下,在第三输送装置6之后还设置有料位计61和沉砂槽62;所述料位计61用于将来自所述第三输送装置6的物料定量供给沉砂槽62。该小尺寸的木薯粉末通过料位计61定量供给沉砂槽62,并在沉砂槽62中进行沉砂,除杂后,与来自粉碎装置5的粉碎产物汇合。所述沉砂槽可以为具有沉降并分离粉碎产物中的泥沙等杂质功能的各种沉砂槽,例如旋流分离器。更优选情况下,在所述卸料器100和第四输送装置101之间还依次设置有第一螺旋输送机1011、供料仓1012和第二螺旋输送机1013,所述第一螺旋输送机1011用于将来自卸料器100的物料输送至供料仓1012,所述第二螺旋输送机1013用于将来自供料仓1012的物料输送至第四输送装置101,所述供料仓1012用于将来自所述卸料器100的物料定量供给至第二螺旋输送机1013,并由该第二螺旋输送机1013将物料输送至第四输送装置101。此外,在将粉碎物料通过第四输送装置101供给闪蒸塔102之前,还可以在第四输送装置101中补充水分,水分的补充可以使粉碎物料更好地形成淀粉浆料。此外,由于经过沉砂的小尺寸的木薯颗粒为含水物料,因此,优选将来自第三输送装置6的木薯粉末与来自粉碎装置5的粉碎产物在第四装置101中混合,并一起进行下面的酶解装置中。
下面结合图10说明本发明提供的制备乙醇的系统的工作原理。
将木薯原料置于所述第一输送装置1的储物空间中,随第一输送装置1的牵引方向将木薯原料输(通常为块状、片状、段状、粉状或其它任意形状,或者可以将有些大块木薯原料进行预破碎)输送到分配料仓7。所述木薯原料通过分配料仓7均匀供给到颗粒分级装置2中,从而使木薯原料分成大尺寸的木薯原料和小尺寸的木薯原料,并使所述小尺寸的木薯原料转移到螺旋输送机8中,通过螺旋输送机8输送到第三输送装置6中,然后使所述小尺寸的木薯原料作为粉碎成品通过第三输送装置6输出;使所述大尺寸的木薯原料转移到供料仓9中,并通过供料仓9定量供给到第二输送装置3中。所述抽吸装置4的进料口设置在第二输送装置3的原料输出端的下方,所述大尺寸的木薯原料在第二输送装置3的原料输出端输出,在原料颗粒下落过程中,通过调节抽吸装置4中抽风机的抽风强度,使原料颗粒在靠近抽吸装置4的进料口时吸入抽吸装置中,并保证密度较大的杂质如沙子不被吸入抽吸装置4中。所述抽吸装置4的另一端与粉碎装置5的进料口连接,使吸入抽吸装置中的木薯原料供给到粉碎装置5中进行粉碎,粉碎后的木薯原料颗粒从粉碎装置5的出料口输出,作为粉碎成品。将来自第三输送装置6的木薯粉末通过料位计61定量供给到沉砂槽62中进行沉砂、除杂后再与来自粉碎装置5的粉碎成品混合得到最终的粉碎产物;
开启真空泵105,通过第二接口1022将闪蒸塔102抽真空,然后开启热源103与闪蒸塔102之间的阀门,使热源103中的热源被吸入闪蒸塔102中,同时将上述粉碎产物输送至卸料器100中,并通过第一螺旋输送装置1011将来自卸料器100的物料输送至供料仓1012中,并通过供料仓1012用于将来自所述卸料器100的物料定量供给至第二螺旋输送机1013中,并通过所述第二螺旋输送机1013将来自供料仓1012的物料输送至第四输送装置101中,通过第一接口1021将由粉碎产物形成的淀粉浆料输送至闪蒸塔102中,并使该粉碎产物与通过第三接口1023通入的热源在闪蒸塔102中接触,然后将该粉碎产物通过出料口1024输送至酶解罐106中,将该粉碎产物在酶解罐中与淀粉酶混合进行酶解,并将酶解产物输送至发酵罐106中进行发酵;同时开启冷凝器108的电源将闪蒸塔102中剩余的水蒸汽抽出并冷凝成水。
下面将通过具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。
制备实施例1
制备如图2所示的第一输送装置。
第一输送装置1包括一对驱动辊11、传动链条12和底板15,一对驱动辊11和传动链条12位于所述底板15的上方;传动链条12绕过驱动辊11首尾相连形成闭合环路,该输送装置还包括多个箱板13,箱板13的一端固定在传动链条12上,使相邻的两个箱板13与传动链条12之间形成储物空间,且所述多个箱板13沿该输送装置的牵引方向排列,所述传动链条12与驱动辊11啮合,至少部分箱板13的另一端固定连接有刮料件14,使得刮料件14能够刮扫所述底板15上的物料。每个箱板13的另一端均固定连接有刮料件14,每个刮料件14包括多个齿状物,箱板13为平板,所述多个齿状物分一排排列,每排齿状物在同一平面内,该平面与箱板13之间的二面角(α)为30°,所述刮料件14的高度(h)为20毫米,刮料件14顶端与底板15之间的垂直距离为5毫米,驱动辊11轴线之间的所述箱板13所在平面与传动链条12所在平面之间的夹角(β)为90°,相邻的两个箱板13之间的距离为1.5米。
制备实施例2
制备如图3所示的第一输送装置。
所述第一输送装置1包括两对驱动辊11、两条传动链条12和底板15,两对驱动辊11和两条传动链条12位于所述底板15的上方;每条传动链条12分别绕过一对驱动辊11首尾相连形成闭合环路;所述输送装置还包括基底件16和多个箱板13,所述基底件16固定在两条传动链条12之间,箱板13的一端固定在基底件16上,使相邻的两个箱板13与基底件16之间形成储物空间,且所述多个箱板13沿该输送装置的牵引方向排列,所述传动链条12与驱动辊11啮合,至少部分箱板13的另一端固定连接有刮料件14,使得刮料件14能够刮扫所述底板15上的物料。每个箱板13的另一端均固定连接有刮料件14,每个刮料件14包括多个齿状物,箱板13为平板,所述多个齿状物分两排排列,每排齿状物在同一平面内,该平面与箱板13之间的二面角(α)为90°,所述刮料件14的高度(h)为60毫米,刮料件14顶端与底板15之间的垂直距离为15毫米,驱动辊11轴线之间的所述箱板13所在平面与基底件16所在平面之间的夹角(β)为30°,相邻的两个箱板13之间的距离为3米。此外,如图7所示,所述第一输送装置1还包括至少4个清扫件17,所述清扫件17包括清扫刷18,所述清扫刷18能够与两侧的两条传动链条12接触,以将传动链条12表面以及缝隙间的物料清除。
实施例1
本实施例用于说明本发明的制备乙醇的系统及其使用方法。
使用图1所示制备乙醇的系统制备乙醇。
(1)制备图1所示的制备乙醇的系统
所述制备乙醇的系统包括第一输送装置1、颗粒分级装置2、第二输送装置3、抽吸装置4、粉碎装置5、第三输送装置6,卸料器100,第四输送装置101,闪蒸塔102、热源103、酶解罐104、真空泵105和发酵罐106;
所述第一输送装置1对颗粒分级装置2供给木薯原料,所述颗粒分级装置2包括第一集料口21和第二集料口22,所述颗粒分级装置2通过所述第一集料口21对所述第二输送装置3供给大尺寸的木薯原料,所述颗粒分级装置2通过所述第二集料口22对所述第三输送装置6供给小尺寸的木薯原料,所述第二输送装置3通过抽吸装置4对粉碎装置5供料,经粉碎装置5粉碎的物料以及来自第三输送装置6的小尺寸的木薯原料被输送到卸料器100中,所述卸料器100通过第四输送装置101向闪蒸塔102供料;
所述酶解装置包括所述闪蒸塔102包括第一接口1021、第二接口1022、第三接口1023和出料口1024,第四输送装置101通过第一接口1021与闪蒸塔102连通,酶解罐104与闪蒸塔102的出料口连通,真空泵105与闪蒸塔102的第二接口1022连通,发酵罐106与酶解罐104连通,冷凝器108与闪蒸塔102的顶部连通,热源103通过倒置的U形管107与闪蒸塔102的第三接口1023连通,所述倒置的U形管的顶端高于闪蒸塔102的顶端,倒置的U形管与闪蒸塔102的顶端的高度差为2.5米。闪蒸塔的塔板数为6块,从上往下,第一接口1021和第三接口1023分别位于闪蒸塔的第1块和第6块塔板处。
(2)木薯原料的预破碎
将95千克鲜木薯原料(粗4-8厘米,长20-30厘米,含水量65重量%)清洗后破碎成长约1厘米左右、宽约2-3厘米的木薯块(还含有一些木薯粉末颗粒),取10克使用SFSP系列锤片式粉碎机对该木薯片进行粉碎,得到平均颗粒直径为2毫米(采用美国PPS公司的Accu Sizer TM 780光学粒径检测仪测定)的10克粉碎产物。
将上述10克粉碎产物过滤并在45℃下烘干至恒重3.4克,称量300.0毫克该干燥后的粉碎产物,放置于重80克的100毫升干燥三角烧瓶内。向所述三角烧瓶内加入3.00毫升浓度为72重量%的硫酸溶液,搅拌1分钟。然后将三角烧瓶在30℃的水浴中放置60分钟,每隔5分钟搅拌一次以确保均匀水解。水解结束后,用去离子水使硫酸的浓度稀释到4重量%,然后用布氏漏斗过滤,共得到滤液84毫升。将20毫升滤液转移至干燥的50毫升的三角瓶中。使用2.5克碳酸钙调节该滤液的pH值至5.5,静置5小时,收集上层清液。用0.2微米滤膜过滤收集的上层清液,所得滤液用Biorad AminexHPX-87P高效液相色谱(HPLC)分析。HPLC条件:进样量20微升;流动相为0.2微米滤膜过滤并且超声振荡脱气的HPLC超纯水;流速为0.6毫升/分钟;柱温80-85℃;检测器温度80-85℃;检测器为折光率检测器;运行时间为35分钟。以0.1-4.0毫克/毫升浓度范围的D-(+)葡萄糖作为标准样品。HPLC分析得到粉碎产物酸水解液中葡萄糖浓度为3.70毫克/毫升,计算可得1克所述粉碎产物酸水解能得到重量为0.311克的葡萄糖,因为浓度为72重量%的硫酸溶液可以将粉碎产物中的淀粉全部水解成葡萄糖,因此所得葡萄糖的重量是粉碎产物中的淀粉重量的1.11倍,即1克所述粉碎产物中的淀粉含量为0.280克。
(3)进入粉碎系统进行粉碎以及酶解
所述上述经过预破碎的95千克木薯块通过分配料仓7均匀供给到颗粒分级装置2中,从而使木薯原料分成大尺寸的木薯原料(1-3厘米)和小尺寸的木薯原料(1.8-2.5毫米),并使所述小尺寸的木薯原料转移到螺旋输送机8中,通过螺旋输送机8输送到第三输送装置6中,然后使所述小尺寸的木薯原料作为粉碎成品通过第三输送装置6输出;使所述大尺寸的木薯原料转移到供料仓9中,并通过供料仓9定量供给到第二输送装置3中。所述抽吸装置4的进料口设置在第二输送装置3的原料输出端的下方,所述大尺寸的木薯原料在第二输送装置3的原料输出端输出,在原料颗粒下落过程中,通过调节抽吸装置4中抽风机的抽风强度,使原料颗粒在靠近抽吸装置4的进料口时吸入抽吸装置中,并保证密度较大的杂质如沙子不被吸入抽吸装置4中。所述抽吸装置4的另一端与粉碎装置5的进料口连接,使吸入抽吸装置中的木薯原料供给到粉碎装置5中进行粉碎,粉碎后的木薯原料颗粒从粉碎装置5的出料口输出,作为粉碎成品。将来自第三输送装置6的木薯粉末通过料位计61定量供给到沉砂槽62中进行沉砂,除杂后再与来自粉碎装置5的粉碎成品混合得到最终的粉碎产物(可知95千克粉碎产物中共含淀粉26.6千克);将上述粉碎产物与21千克水混合后得到淀粉浆料,待用。
开启真空泵105将闪蒸塔102抽真空,使得闪蒸塔102的表压为-0.1兆帕,然后开启热源103与闪蒸塔102之间的阀门,使热源103中的温度为130℃的水蒸汽被吸入闪蒸塔102中,通过第四输送装置101将淀粉浆料通过第一接口1021输送至闪蒸塔102中,并与水蒸汽在闪蒸塔102中接触,水蒸汽与淀粉浆料的重量比为25∶1,接触的时间为5分钟,此时通过闪蒸塔102上设置的温度监控设备监测淀粉浆料的温度升高至55℃,将淀粉浆料通过出料口输送至酶解罐104中与淀粉酶混合进行酶解,酶解的时间为80分钟,所述酶解的pH值为5;以每克淀粉浆料的干重计,加入30酶活力单位的α-淀粉酶(诺维信公司购得);开启冷凝器108的电源将闪蒸塔102中剩余的水蒸汽抽出并冷凝成水。
(4)发酵
将步骤(3)得到的酶解产物输送至发酵罐106中,并温度降至33℃,以每克酶解产物的重量计,接种105菌落形成单位的酒精酵母(安琪超级酿酒高活性干酵母,湖北安琪酵母股份公司),所得混合物在33℃下于发酵罐中搅拌培养65小时,在100℃蒸馏所得发酵产物,所得蒸馏馏分在78.3℃下二次蒸馏可得乙醇14.07千克。可以参考CN 101289674A公开的方法测定乙醇的产率。
实施例2
本实施例用于说明本发明的制备乙醇的系统及其使用方法。
按照实施例1的制备乙醇的系统制备乙醇,不同的是,采用制备实施例1制备的第一输送装置输送木薯原料。
实施例3
本实施例用于说明本发明的制备乙醇的系统及其使用方法。
按照实施例1的制备乙醇的系统制备乙醇,不同的是,采用制备实施例2制备的第一输送装置输送木薯原料。
实验表明,采用实施例2和实施例3的制备乙醇的系统可以良好地实现对木薯原料的连续输送和用于乙醇的制备,因此,生产效率大大提高。

Claims (36)

1.一种采用木薯原料制备乙醇的系统,其特征在于,该系统包括第一输送装置(1)、颗粒分级装置(2)、第二输送装置(3)、抽吸装置(4)、粉碎装置(5)、第三输送装置(6),卸料器(100),第四输送装置(101),闪蒸塔(102)、热源(103)、酶解罐(104)、真空泵(105)和发酵罐(106);
所述第一输送装置(1)对颗粒分级装置(2)供给木薯原料,所述颗粒分级装置(2)包括第一集料口(21)和第二集料口(22),所述颗粒分级装置(2)通过所述第一集料口(21)对所述第二输送装置(3)供给大尺寸的木薯原料,所述颗粒分级装置(2)通过所述第二集料口(22)对所述第三输送装置(6)供给小尺寸的木薯原料,所述第二输送装置(3)通过抽吸装置(4)对粉碎装置(5)供料,经粉碎装置(5)粉碎的物料以及来自第三输送装置(6)的小尺寸的木薯原料被输送到卸料器(100)中,所述卸料器(100)通过第四输送装置(101)向闪蒸塔(102)供料;
所述闪蒸塔(102)包括第一接口(1021)、第二接口(1022)、第三接口(1023)和出料口(1024),第四输送装置(101)通过第一接口(1021)与闪蒸塔(102)连通,酶解罐(104)与闪蒸塔(102)的出料口连通,真空泵(105)与闪蒸塔(102)的第二接口(1022)连通,发酵罐(106)与酶解罐(104)连通,热源(103)通过连通器(107)与闪蒸塔(102)的第三接口(1023)连通,且所述连通器(107)的顶端高于闪蒸塔(102)中待酶解物料的液面。
2.根据权利要求1所述的制备乙醇的系统,其中,所述连通器(107)的顶端高于闪蒸塔(102)的顶端。
3.根据权利要求2所述的制备乙醇的系统,其中,所述连通器(107)的顶端与闪蒸塔(102)的顶端之间的高度差为1-2.5米。
4.根据权利要求1、2或3所述的制备乙醇的系统,其中,所述连通器(107)为弯形管。
5.根据权利要求4所述的制备乙醇的系统,其中,所述弯形管为倒置的U形管或蛇形管。
6.根据权利要求1所述的制备乙醇的系统,其中,第一接(1021)的位置高于第三接(1023)的位置。
7.根据权利要求1所述的制备乙醇的系统,其中,下述任意一个或几个位置还设置有阀门:连通器(107)与闪蒸塔(102)的第三接(1023)之间、连通器(107)与热源(103)之间、第四输送装置(101)与第一接口(1021)之间以及酶解罐(104)与发酵罐(106)之间。
8.根据权利要求1-3或7中任意一项所述的制备乙醇的系统,其中,所述闪蒸塔(102)为填料塔或筛板塔。
9.根据权利要求1所述的制备乙醇的系统,其中,所述酶解罐(104)和发酵罐(106)为带搅拌装置的容器。
10.根据权利要求1-3或7中任意一项所述的制备乙醇的系统,其中,该系统还包括冷凝器(108),所述冷凝器(108)与闪蒸塔(102)的上部连通。
11.根据权利要求10所述的制备乙醇的系统,其中,所述冷凝器(108)与闪蒸塔(102)的顶部连通。
12.根据权利要求1所述的制备乙醇的系统,其中,所述第一输送装置(1)包括至少一对驱动辊(11)、传动链条(12)和底板(15),至少一对驱动辊(11)和传动链条(12)位于所述底板(15)的上方;传动链条(12)绕过驱动辊(11)首尾相连形成闭合环路,该输送装置还包括多个箱板(13),箱板(13)的一端固定在传动链条(12)上,使相邻的两个箱板(13)与传动链条(12)之间形成储物空间,且所述多个箱板(13)沿该输送装置的牵引方向排列,所述传动链条(12)与驱动辊(11)啮合,至少部分箱板(13)的另一端固定连接有刮料件(14),使得刮料件(14)能够刮扫所述底板(15)上的物料。
13.根据权利要求1所述的制备乙醇的系统,其中,所述第一输送装置(1)包括两对驱动辊(11)、两条传动链条(12)和底板(15),两对驱动辊(11)和两条传动链条(12)位于所述底板(15)的上方;每条传动链条(12)分别绕过一对驱动辊(11)首尾相连形成闭合环路;所述输送装置还包括基底件(16)和多个箱板(13),所述基底件(16)固定在两条传动链条(12)之间,箱板(13)的一端固定在基底件(16)上,使相邻的两个箱板(13)与基底件(16)之间形成储物空间,且所述多个箱板(13)沿该输送装置的牵引方向排列,所述传动链条(12)与驱动辊(11)啮合,至少部分箱板(13)的另一端固定连接有刮料件(14),使得刮料件(14)能够刮扫所述底板(15)上的物料。
14.根据权利要求12或13所述的制备乙醇的系统,其中,每个箱板(13)的另一端均固定连接有刮料件(14)。
15.根据权利要求12或13所述的制备乙醇的系统,其中,每个刮料件(14)包括多个齿状物。
16.根据权利要求15所述的制备乙醇的系统,其中,箱板(13)为平板,所述多个齿状物分一排或多排排列,每排齿状物在同一平面内,该平面与箱板(13)之间的二面角(α)为30°-90°。
17.根据权利要求12或13所述的制备乙醇的系统,其中,所述刮料件(14)的高度(h)为20-60毫米,所述高度(h)指刮料件(14)顶端与箱板顶端之间的垂直距离。
18.根据权利要求12或13所述的制备乙醇的系统,其中,刮料件(14)顶端与底板(15)之间的垂直距离为5-15毫米。
19.根据权利要求12所述的制备乙醇的系统,其中,驱动辊(11)轴线之间的所述箱板(13)所在平面与传动链条(12)所在平面之间的夹角(β)为30°-90°。
20.根据权利要求13所述的制备乙醇的系统,其中,驱动辊(11)轴线之间的所述箱板(13)所在平面与基底件(16)所在平面之间的夹角(β)为30°-90°。
21.根据权利要求12或13所述的制备乙醇的系统,其中,相邻的两个箱板(13)之间的距离为1.5-3米。
22.根据权利要求12或13所述的制备乙醇的系统,其中,所述第一输送装置(1)还包括至少一个清扫件(17),所述清扫件(17)包括清扫刷(18),所述清扫刷(18)能够与传动链条(12)接触,以将传动链条(12)表面以及缝隙间的物料清除。
23.根据权利要求22所述的制备乙醇的系统,其中,所述第一输送装置(1)还包括两个侧板(19),所述两个侧板(19)分别位于闭合环路的两侧,所述清扫件(17)包括清扫刷(18)和横向肋条(110),清扫刷(18)固定在横向肋条(110)上,所述横向肋条(110)的两端分别固定在所述两个侧板(19)上。
24.根据权利要求22所述的制备乙醇的系统,其中,所述第一输送装置(1)还包括两个侧板(19),所述两个侧板(19)分别位于闭合环路的两侧,所述清扫件(17)包括清扫刷(18)、横向肋条(110)和至少一个纵向肋条(111),所述纵向肋条(111)位于横向肋条(110)和清扫刷(18)之间,使所述清扫刷(18)通过该纵向肋条(111)固定在横向肋条(110)上。
25.根据权利要求24所述的制备乙醇的系统,其中,所述纵向肋条(111)可以上下伸缩。
26.根据权利要求22所述的制备乙醇的系统,其中,所述清扫件(17)包括清扫刷(18)和支撑架(112),清扫刷(18)固定在支撑架(112)上,支撑架(112)固定在底板(15)上。
27.根据权利要求1所述的制备乙醇的系统,其中,所述粉碎装置(5)为一个。
28.根据权利要求27所述的制备乙醇的系统,其中,所述粉碎装置(5)为锤片式粉碎机。
29.根据权利要求1所述的制备乙醇的系统,其中,所述颗粒分级装置(2)还包括进料口(23)、筛网(24)和淌料板(25),所述筛网(24)位于进料口(23)和所述第一集料口(21)之间,且沿从进料口(23)至所述第一集料口(21)的方向向下倾斜;所述淌料板(25)位于所述筛网(24)的下方,并位于所述进料口(23)和所述第二集料口(22)之间,且沿从进料口(23)至所述第二集料口(22)的方向向下倾斜;所述筛网的网孔直径为1.5-3.5毫米。
30.根据权利要求1所述的制备乙醇的系统,其中,所述抽吸装置(4)为提料风机。
31.根据权利要求1所述的制备乙醇的系统,其中,所述第三输送装置(6)为斗式提升机。
32.根据权利要求1、27-31中任意一项所述的制备乙醇的系统,其中,在所述第一输送装置(1)和颗粒分级装置(2)之间还设置有分配料仓(7),所述分配料仓(7)用于将来自所述第一输送装置(1)的物料定量供给至颗粒分级装置(2)。
33.根据权利要求1、27-31中任意一项所述的制备乙醇的系统,其中,在所述颗粒分级装置(2)和第三输送装置(6)之间还设置有螺旋输送机(8),所述螺旋输送机(8)用于将来自所述颗粒分级装置(2)的物料输送至第三输送装置(6)。
34.根据权利要求1、27-31中任意一项所述的制备乙醇的系统,其中,在所述颗粒分级装置(2)和第二输送装置(3)之间还设置有供料仓(9),所述供料仓(9)用于将来自所述颗粒分级装置(2)的物料定量供给至第二输送装置(3)。
35.根据权利要求1所述的制备乙醇的系统,其中,在第三输送装置(6)之后还设置有料位计(61)和沉砂槽(62);所述料位计(61)用于将来自所述第三输送装置(6)的物料定量供给沉砂槽(62)。
36.根据权利要求1所述的制备乙醇的系统,其中,在所述卸料器(100)和第四输送装置(101)之间还依次设置有第一螺旋输送机(1011)、供料仓(1012)和第二螺旋输送机(1013),所述第一螺旋输送机(1011)用于将来自卸料器(100)的物料输送至供料仓(1012),所述第二螺旋输送机(1013)用于将来自供料仓(1012)的物料输送至第四输送装置(101),所述供料仓(1012)用于将来自所述卸料器(100)的物料定量供给至第二螺旋输送机(1013),并由该第二螺旋输送机(1013)将物料输送至第四输送装置(101)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102925338A (zh) * 2012-11-14 2013-02-13 洛阳市光瑞农业科技有限公司 用于处理秸秆的前部输送及提升转运系统
CN110607327A (zh) * 2019-10-17 2019-12-24 安徽省金裕皖酒业有限公司 一种米酒酒糟提取物的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61173786A (ja) * 1985-01-28 1986-08-05 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd アルコ−ル発酵法
US20090050134A1 (en) * 2007-08-22 2009-02-26 Julie Friend Biomass Treatment Method
EP2060635A1 (en) * 2007-11-16 2009-05-20 Syngenta Participations AG An improved process for providing ethanol from plant material
CN101676393A (zh) * 2008-09-19 2010-03-24 中粮集团有限公司 采用薯类原料制备乙醇的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61173786A (ja) * 1985-01-28 1986-08-05 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd アルコ−ル発酵法
US20090050134A1 (en) * 2007-08-22 2009-02-26 Julie Friend Biomass Treatment Method
EP2060635A1 (en) * 2007-11-16 2009-05-20 Syngenta Participations AG An improved process for providing ethanol from plant material
CN101676393A (zh) * 2008-09-19 2010-03-24 中粮集团有限公司 采用薯类原料制备乙醇的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102925338A (zh) * 2012-11-14 2013-02-13 洛阳市光瑞农业科技有限公司 用于处理秸秆的前部输送及提升转运系统
CN110607327A (zh) * 2019-10-17 2019-12-24 安徽省金裕皖酒业有限公司 一种米酒酒糟提取物的制备方法
CN110607327B (zh) * 2019-10-17 2021-04-20 安徽省金裕皖酒业有限公司 一种米酒酒糟提取物的制备方法

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