CN102250959B - 一种制备乙醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种制备乙醇的方法，该方法包括将薯类原料粉碎，将粉碎产物与酶混合并在一种酶解装置中进行酶解，得到酶解产物；发酵该酶解产物，其中，粉碎薯类原料包括将薯类颗粒与杂物的混合物粉碎、分离为薯类颗粒和杂物的步骤；所述酶解装置包括闪蒸塔、热源、酶解罐、物料源和真空泵，所述闪蒸塔包括第一接口、第二接口、第三接口和至少一个出料口，物料源通过第一接口与闪蒸塔连通，酶解罐与闪蒸塔的出料口连通，真空泵与闪蒸塔的第二接口连通，热源与闪蒸塔的第三接口连通。本发明的方法能够实现连续生产且节约能源。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备乙醇的方法。
背景技术
在工业应用的各种场合中，往往需要浆料的制备。例如，在生产乙醇的工厂中，通常的工艺过程是：首先通过输送装置将原料(如块状、片状或颗粒状的木薯、红薯、马铃薯等)输送至粉碎装置，然后由该粉碎装置将较大的原料粉碎为较小或较细的原料，然后通过制浆装置将水和较细的原料混合起来，从而形成浆料，再对获得的浆料进行酶解和发酵处理，最后获得乙醇。
在该传统的工艺过程中，所输送的原料中不可避免地总是会掺杂有杂物，例如较细小的砂土、较大的石块或者碎条状的塑料布或编织袋等塑料制品的残留物。而且，原料在进入加工处理工序之前也不能彻底地得到清洁处理，特别是当原料特别多的情况下。
在原料中掺杂的杂物主要包括两种，第一种杂物的密度比原料本身的密度要大得多，例如，作为杂物的沙土相对于作为原料的木薯，作为杂物的石块相对于作为原料的煤块等；第二种杂物属于比较轻质的材料，例如，相对于木薯原料的编织袋或塑料袋残留物。
对于第一种杂物来说，如果杂物的体积较大(比如较大的石块)，则容易将体积较大的杂物直接取出；但是如果杂物的体积较小或粒径较小(如沙土)，则很难将这种细小的杂物清除，而掺杂有细小杂物的原料会一直存在在粉碎后的原料、浆料中，会严重影响后续的酶解和发酵工艺的进行，对最终制得乙醇的品质有不利影响。
对于第二种杂物来说，如果掺杂有这种柔软的轻质杂物(如编织袋或塑料袋残留物)的原料进入随后的粉碎工序的话，经过一段时间后，随原料一同被粉碎的杂物容易在随后的输送过程中产生积累，从而造成阻塞，工作人员不得不检查发生阻塞的位置以进行清理作业，该作业费时、费力且影响整个生产线的正常运行；另外，这种杂物进入(如在利用木薯制备乙醇的工艺中)随后的如发酵或酶解工序，也会严重影响正常化学反应的进行，从而导致获得的产品品质下降。
另外，制备乙醇的设备一般包括酶解罐和发酵罐，物料的酶解一般在酶解罐中进行，然后将得到的酶解产物在发酵罐中进行发酵，例如，将待酶解物料与产酶微生物和/或酶在酶解罐中混合进行酶解，然后将酶解产物送至发酵罐中进行发酵。所述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，将待酶解物料与产酶微生物和/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，待酶解物料很容易将管道堵塞，同样影响乙醇的连续生产。
发明内容
本发明提供一种能够清除原料中的杂物且在酶解时不会使管道阻塞的制备乙醇的方法。
本发明的制备乙醇的方法包括将薯类原料粉碎，将粉碎产物和水混合得到的浆料与酶混合并在一种酶解装置中进行酶解，得到酶解产物；发酵该酶解产物，其中：
粉碎薯类原料的步骤包括：将薯类原料分级为小粒径原料和大粒径原料，其中，所述小粒径原料中掺杂有细小杂物，所述细小杂物的密度大于水的密度，所述大粒径原料中掺杂有轻质杂物；对掺杂有细小杂物的小粒径原料进行沉沙处理，所述沉沙处理包括使所述掺杂有细小杂物的小粒径原料随水流动，并使所述细小杂物在流动过程中沉积，所述小粒径原料则与水一起继续流动形成浆液；将掺杂有轻质杂物的大粒径原料沿输送线路输送至粉碎装置进行粉碎处理，并在沿所述输送线路的输送过程中对掺杂有轻质杂物的大粒径原料进行除杂处理，以将所述轻质杂物与大粒径原料分离；将粉碎处理得到的粉碎产物与上述浆液混合形成浆料，并将所述浆料在一种酶解装置中进行酶解，得到酶解产物；发酵该酶解产物；
所述酶解装置包括闪蒸塔、热源、酶解罐、物料源和真空泵，所述闪蒸塔包括第一接口、第二接口、第三接口和至少一个出料口，物料源通过第一接口与闪蒸塔连通，酶解罐与闪蒸塔的出料口连通，真空泵与闪蒸塔的第二接口连通，热源与闪蒸塔的第三接口连通；将所述浆料与酶混合并在一种酶解装置中进行酶解的方法包括通过第一接口将所述浆料从物料源输送至闪蒸塔中，真空泵使闪蒸塔内形成负压，使热源中的热介质被吸入闪蒸塔中，并使所述浆料与热介质在闪蒸塔中接触，使所述浆料的温度升高，然后将该温度升高后的浆料通过出料口输送至酶解罐中与酶混合进行酶解。
按照本发明所提供的制备浆料的方法，在输送原料的过程中，首先可利用分级装置(如震动分级筛)将原料分为小粒径原料和大粒径原料，则细小杂物会掺杂在小粒径原料中，而轻质杂物则会与大粒径原料掺杂在一起，从而将上述两种不同性质的杂物分离。
之后，通过对掺杂有细小杂物的小粒径原料进行沉沙处理，从而利用小粒径原料与细小杂物的不同密度，通过沉降原理将小粒径原料与细小杂物分离开，并获得混有小粒径原料的浆液，实现细小杂物的清除。
对于掺杂有轻质杂物的大粒径原料来说，通过在输送该掺杂有轻质杂物的大粒径原料的过程中对其进行除杂处理，从而可以通过该除杂装置将轻质杂物从大粒径原料中清除出去，实现轻质杂物的清除。
然后，利用混有小粒径原料的浆液，以及粉碎后的大粒径原料来制备浆料。显然，通过本发明所提供的制备浆料的方法，在制得的浆料中不会掺杂有各种杂物，避免了杂物对随后的酶解和发酵的不利影响，克服了传统的制备浆料方法不能清除杂物的缺陷。
另外，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。
附图说明
图1为使用根据本发明的方法的一种制备乙醇的系统的示意图；
图2为图1中所示的系统的带式输送机和输送管道以及粉碎装置的连接关系的示意图；
图3至图6为进行除杂处理的除杂爪的多种实施方式的示意图；
图7为进行根据本发明的除杂处理的除杂爪的另一种实施方式的立体示意图；
图8为图7所示除杂爪的侧视图；
图9为进行根据本发明的除杂处理的除杂爪的再一种实施方式的立体示意图；
图10为根据本发明的输送管道的一部分的立体示意图；
图11为图10中输送管道的截面图；
图12为进行根据本发明的沉沙处理的沉沙槽的一种实施方式的截面图；
图13为进行根据本发明的沉沙处理的沉沙槽的另一种实施方式的截面图；
图14为喷射管的一种实施方式的示意图；
图15是本发明的制备乙醇的方法采用的酶解装置的结构示意图；
图16是本发明的制备乙醇的方法采用的另一种酶解装置的结构示意图。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。
本发明提供的粉碎薯类的步骤包括：
分级工序：将供应的原料分级为小粒径原料和大粒径原料，其中，小粒径原料中通常会掺杂有细小杂物，所述大粒径原料中通常会掺杂有轻质杂物；
沉沙工序：对掺杂有细小杂物的小粒径原料进行沉沙处理，其中，所述细小杂物的密度大于水的密度，所述沉沙处理包括：使所述掺杂有细小杂物的小粒径原料随水流动，并使所述细小杂物在流动过程中沉积，所述小粒径原料则与水一起继续流动形成浆液；
除杂和粉碎工序：沿输送线路输送掺杂有轻质杂物的大粒径原料，在沿所述输送线路的输送过程中对掺杂有轻质杂物的大粒径原料进行除杂处理，以将所述轻质杂物与大粒径原料分离，然后对大粒径原料进行粉碎处理；以及
制备浆料工序：利用混有小粒径原料的浆液和粉碎后的大粒径原料制备浆料。
在上述方法中，通过分级工序将原料分级为掺杂有细小杂物的小粒径原料和掺杂有轻质杂物的大粒径原料，然后分别对掺杂有细小杂物的小粒径原料进行沉沙处理以获得混有小粒径原料的浆液，对掺杂有轻质杂物的大粒径原料进行除杂处理并对获得的较为纯净的大粒径原料进行粉碎，然后利用混有小粒径原料的浆液和粉碎后的大粒径原料制备浆料，用以制备乙醇的随后工序中。
由此可见，通过沉沙处理和除杂处理，能够将掺杂在原料中的细小杂物和轻质杂物从原料中清除出去，从而能够制得较为纯净的浆料，避免了制备浆料的传统方法中不能有效地清除杂物的缺陷。
在生产过程中，可以利用分级装置进行分级工序。通常还利用供料装置向分级装置供应薯类原料。供料装置可以具有多种形式，如皮带轮输送机等。在图1所示的使用本发明的方法的系统中，供料装置包括刮板输送机100和分配料仓101。在供应原料时，刮板输送机100将原料从储存地输送至分配料仓101中，然后由该分配料仓101向分级装置102供应。
分级装置102接收来自供料装置的原料，并对该原料进行分级(进行上述分级工序)，从而将原料分为掺杂有细小杂物的小粒径原料和掺杂有轻质杂物的大粒径原料。该分级装置102可以为任意能够将原料分为小粒径原料和大粒径原料的分级装置，如震动分级筛或分级筛等。
可以利用沉沙槽106进行沉沙处理。在图1所示的系统中，第一输送装置连接分级装置102和沉沙槽106，用于将掺杂有细小杂物的小粒径原料输送到所述沉沙槽106，以由该沉沙槽106进行沉沙工序。
第一输送装置可以具有多种形式，如皮带输送机、刮板输送机等。在图1所示的实施方式中，第一输送装置可包括螺旋输送机103、斗式提升机104和第一粉仓105。螺旋输送机103接收来自分级装置102的小粒径原料，并将该小粒径原料通过斗式提升机104提升到较高位置的第一粉仓105中，由该第一粉仓105向沉沙槽106供应小粒径的原料。
在进行沉沙处理时，小粒径原料与水混合在一起并进入沉沙槽106中，从而通过该沉沙槽106将小粒径原料和掺杂在小粒径原料中的细小杂物分离开来。细小杂物沉积在沉沙槽106的底部，而经过沉沙槽106的浆液将小粒径原料带走。通过沉沙槽106，能够将掺杂在原料中的细小杂物清除出去。关于沉沙处理以及进行该沉沙处理的沉沙槽106的结构和运行原理将在下文中进行详细的描述。
对于经过分级工序后获得的掺杂有轻质杂物的大粒径原料来说，可以通过第二输送装置将该掺杂有轻质杂物的大粒径原料输送到粉碎装置111，并由该粉碎装置111进行粉碎。在第二输送装置输送该大粒径原料的过程中，还可利用除杂装置对该大粒径原料进行除杂处理，因而输送到粉碎装置111的大粒径原料中(基本上)不再掺杂有轻质杂物，该轻质杂物已经被除杂装置清除出去了。优选地，所述除杂装置设置在所述第二输送装置的输送线路中，以用于对沿该输送线路输送的所述大粒径原料进行除杂处理。因而，可以通过粉碎装置111和设置在第二输送装置的除杂装置进行除杂和粉碎工序。
第二输送装置可以为各种已有的能够输送原料的装置，如螺旋输送机等。在图1所示的系统中，第二输送装置包括料斗107、带式输送机108(如皮带输送机)和抽吸式输送机。料斗107接收来自分级装置102的大粒径原料，并通过带式输送机108和抽吸式输送机输送至粉碎装置111。由于在第二输送装置的输送线路上设置有除杂装置，从而利用该除杂装置将沿第二输送装置的输送线路输送的大粒径原料与掺杂在原料中的轻质杂物分离开来，实现轻质杂物的清除。关于该除杂装置的结构和设置将在下文中进行详细地描述。
抽吸式输送机包括吸嘴，该吸嘴与带式输送机108的输送带输出原料处相邻，因而当原料离开输送带而下落过程中，又会受到吸嘴的抽吸力的作用。由于原料(通常为木薯)的密度较小，重量较轻，因而大粒径的原料会被吸入吸嘴中，从而进入抽吸式输送机中。但是，如果大粒径原料中掺杂有较大块的杂物，如石块，显然由于该种杂物密度较大且重量较大，不会吸入吸嘴中，因而通过抽吸式输送机，能够防止较大的杂物进入随后的粉碎、制浆工序中。
经过粉碎后的大粒径原料变为粉末状原料，该粉末状原料可以经由第三输送装置输送至制浆装置117，由该制浆装置117进行上述制备浆料作业。另外，所述制浆装置117还与所述沉沙槽106连接，用于接收来自沉沙槽106的混有所述小粒径原料的浆液。
优选地，粉碎装置111可以在粉碎大粒径原料时加水粉碎，从而得到适于输送到制浆装置117中的薯类浆液。第三输送装置可以为各种已有的能够输送原料的装置，如带式输送机、螺旋输送机等。在图1所示的系统中，第三输送装置包括卸料斗112、螺旋输送机113、第二粉仓114和螺旋输送机115、116，其中在螺旋输送机116中添加适量的水，以使粉碎后的薯类粉浆液与水混合并进入制浆装置117中。
以上对根据本发明的粉碎薯类的步骤做了总体描述。下面结合附图分别对沉沙处理和除杂处理进行详细地描述。
如图2所示，沉沙槽106包括槽体71、入口72和出口73，第一粉仓105连接入口72以向沉沙槽106提供浆液80，槽体71包括侧壁74和底部75，所述出口73设置在侧壁上，浆液80从入口72流入沉沙槽106内，小粒径原料(如木薯颗粒)和细小杂物如沙粒在槽体71内流动的过程中因密度不同而表现不同。下面以细小杂物为沙粒说明分离小粒径原料和细小杂物的过程。由于沙粒的密度较大，沉淀速度快并首先在槽体71的底部上沉积形成沉积的沙粒层82，小粒径原料则通常悬浮在水中并随水流动到出口73，出口73所在的水平面以上的水携带其中的小粒径原料从出口73流出，从而实现小粒径原料与沙粒的分离。
由于沉积的沙粒层82容易在其上方流动的水的影响下发生平行于流动方向的移动，从而积聚在出口73所在的侧壁上，如果堆积过多，会从出口73溢出。因此，本发明的方法还可以包括防止沉积的沙粒层82平行于浆液80的流动方向自由移动。
优选地，为防止沉积的沙粒层82平行于浆液80的流动方向自由移动，本发明的粉碎固体混合物的方法可以通过使浆液80在流动过程中通过垂直于其流动方向的障碍物。优选地，该障碍物的高度高于沉积的沙粒层82的高度，低于浆液80的液面高度。具体地，槽体71的底部75可以具有凸起部分76和/或凹陷部分77。由于沙粒在浆液80的流动过程中沉积，优选地，如图2所示，底部75具有多个凸起部分76和/或多个凹陷部分77，并设置为在槽体71的底部75上沿从入口72到出口73排列。
沉积的沙粒沉积在槽体71的底部75上，当沉积的沙粒受到其上方的水流动的影响而沿流动方向移动时，沙粒会移动到凹陷部分77中或被凸起部分76阻挡而不能继续沿流动方向移动。即使沙粒一开始沉积在凸起部分76的最上端，这部分沙粒也会随其上方的水流移动，继而沉积在凹陷部分77的最下端。因此，沉积的沙粒层82基本上不会移动到出口73所在的侧壁，从而防止沙粒堆积到出口73并从出口73溢出。其中，凸起部分76的高度和凹陷部分77的深度(即底部75的垂直高度的起伏)大于沉积的沙粒层82的高度，浆液80的液面高于凸起部分76的高度。优选地，使浆液80流动时，使凸起部分76或凹陷部分77的最上端与浆液80的液面高度差保持为0.1-0.5m，从而有效地防止沉积的沙粒层82的自由移动并尽可能不妨碍浆液80的流动。
为了尽可能地使小粒径原料不会由于沉积而残留在沉沙槽106中，优选地，可以根据不同类型的小粒径原料和沙粒来调节浆液80的流速，使得浆液80从入口72流动到出口73时，细小杂物基本上都沉淀到底部75上，同时小粒径原料还没有沉淀就随水离开出口73。
此外，本发明的方法还可以包括：搅动沉积的沙粒，使夹杂在沉积的沙粒中的小粒径原料漂浮起来并随水流动。优选地，可以对沉积的沙粒层82提供气体流(如空气流)和/或液体流(如水流)，所述气体流和/或液体流的流速和流量足以使夹杂在所述沉积的沙粒层82中的所述小粒径原料漂浮起来。更优选地，可以在沉积的沙粒层表层的上方提供朝下的气体流和/或液体流。
为实施上述喷射气体流和/或液体流的步骤，在沉沙槽106内可以设置能够喷射气体流和/或液体流的喷射装置。具体地，所述喷射装置包括至少一个喷射管78，每个喷射管78各自包括管体和位于管体上的多个孔P，气体流和/或液体流通过该孔P喷射。
喷射管78可以以各种方式布置在沉积的沙粒层82的上方，例如，喷射管78可以设置为横跨沉沙槽106的两个相对的侧壁。如图2所示，喷射管78可以沿沉沙槽106的纵向平行设置，或者沿沉沙槽106的横向平行设置，也可以沿与横向呈预定的角度平行设置。当然，喷射管78也可以交叉设置。
优选地，如图3所示，喷射管78设置在沉积的沙粒层82的上方并使孔P设置为朝斜下方对沉积的沙粒层82喷射气体流和/或液体流，即喷射方向(图3中空心箭头方向)与水平方向(图3中实心箭头方向)呈角度A，该角度优选为30-60°。
显然，可以使用各种泵或抽吸装置使孔P喷射可调节强度的气体流和/或液体流。在本发明的方法中，可以调节浆液80的流速，并根据该流速相应调节喷射装置的喷射强度。当浆液80的流速较慢时，可以加大喷射的气体流和/或液体流的流速和流量，使得沉淀在沉积的沙粒层82的表层的小粒径原料(如木薯颗粒)能够悬浮在距离所述表层上方较远处，从而避免在随水流动到出口73时再次沉淀到出口73下方。当浆液80的流速较快时，被喷射装置提供的气体流和/或液体流吹动而悬浮的木薯颗粒能够随水快速流动到出口73，在这段时间内再次沉淀的距离相对较小，因此可以使用流速和流量较小的气体流和/或液体流达到相同的效果。
此外，浆液80以确定的流速流动时，可以沿浆液80的流动方向减小喷射的气体流和/或液体流的流速和流量。在沿浆液80的流动方向距离设置有出口73的侧壁较远的区域，可以使用流速和流量较大的气体流和/或液体流，使得沉淀在沉积的沙粒层82的表层的木薯颗粒能够悬浮在距离所述表层上方较远处，从而避免在随水流动到出口73时再次沉淀到出口73下方；而在沿浆液80的流动方向距离设置有出口73的侧壁较近的区域，可以使用流速和流量较小的气体流和/或液体流，从而在使木薯颗粒漂浮并随水流出的同时避免沙粒也漂浮起来进而随水流出。
具体地，如图3所示，喷射装置包括至少一个喷射管78，每个喷射管78各自包括管体和位于管体上的多个孔P，气流和/或水流通过孔P喷射。根据喷射管78的布置，每米的管体上优选具有10个孔，孔的直径可以为3-6mm。显然，可以使用各种泵或抽吸装置使孔P喷射气流和/或水流。
喷射管78的孔P优选设置为朝向沉积的沙粒层82的表层喷射，因此，孔P优选设置为朝向底部75喷射。更优选地，孔P设置为沿与水平方向呈角度A向下喷射，角度A优选为30-60°，从而在驱动木薯粉颗粒的同时避免使沙粒也漂浮起来。如图3所示，喷射管78沿沉沙槽106的横向(图3中实心箭头所示为流动方向，流动方向为纵向)设置，孔P设置为倾斜于水平方向向下45°(图3中空心箭头所示)喷射。
当沙粒基本上沉积在凹陷部分77内时，喷射管78优选设置为在凹陷部分77的上方并向下喷射气流和/或水流。
由于除沙操作的连续性，沉沙槽106内沉积的沙粒层82的厚度可能不同，为使喷射装置设置在沉积的沙粒层82的上方，优选地，喷射管78设置为能够沿沉沙槽106的垂直高度方向调节。
将喷射管78设置在出口73附近有利于木薯粉颗粒被喷射的气流和/或水流吹动并迅速被水流带走，但设置在出口73附近的喷射管78喷射的气流或水流的速度要控制在适当范围，避免将沙粒也吹动带走，例如1m/s。此外，还可以在远离出口73的位置设置喷射管78，在这种情况下，喷射管78可以提供较大强度的气流和/或水流，例如3m/s。
在本发明的实施方式中，为了实现连续的除沙操作，可以采用各种方法使浆液80或水流动，例如可以使用泵或其它抽吸装置或利用浆液80的势能使浆液80从入口72流入，并继而使水携带小粒径原料(如木薯粉颗粒)从出口73流出。优选地，可以通过泵控制浆液80的流动速度。由于沉沙槽106的上部相对“开放”，因此便于监控，以调节得到最佳的流速和出口73的高度。显然，所述沉沙槽106也可以实现封闭式的除沙操作。
当所述沉沙槽106用于分离如木薯和沙粒时，在所述浆液中，水的重量优选为木薯和沙粒的总重量的20-100倍。所述沉沙槽106的垂直高度优选为0.5-0.9m，所述底部的凹陷部分77和凸起部分76的高度为0.1-0.3m，所述凸起部分76和凹陷部分77占所述底部面积的40-60％。所述出口73的最下端与底部之间的距离优选为0.4-0.85m，使得凸起部分76或凹陷部分77的最上端与浆液的液面高度差保持为0.1-0.5m，所述入口71与底部之间的距离为0.3-0.5m且所述入口71贯通到所述入口所在侧壁的顶部，所述沉沙槽106的入口71与出口73所在侧壁之间的距离优选为5-7m，从而使所述浆液通过所述入口71和所述出口73之间的落差以3-10m/s的流速自然流动。所述喷射装置喷射的气流或水流的流速为2-4m/s。使用所述沉沙槽106进行多次重复的除沙操作可以得到更好的除沙效果，使用所述沉沙槽106分离木薯和沙粒时，使浆液20在沉沙槽106内重复流动3-5次可以除去95％的沙粒。
利用上述沉沙槽106，并通过该沉沙槽106进行沉沙处理，能够将掺杂在小粒径原料中的细小杂物(如掺杂在小粒径木薯颗粒中的沙粒)清除干净，从而保持进入制浆工序中的浆液中不会再掺杂有杂物。
下面参考图5至图14对根据本发明的除杂处理以及实行除杂处理的除杂装置进行详细地描述。
根据本发明的方法，除杂处理包括在沿所述输送线路输送掺杂有轻质杂物的大粒径原料的过程中，使掺杂有轻质杂物的大粒径原料经过除杂装置，该除杂装置位于掺杂有轻质杂物的大粒径原料在所述输送线路中必经的位置。
这里所谓的输送线路是指，掺杂有轻质杂物的大粒径原料在输送过程中所经过的线路或路径。例如，第二输送装置可以包括带式输送机108(如皮带输送机)，则掺杂有轻质杂物的大粒径原料在带式输送机108的输送带上经过的路径为掺杂有轻质杂物的大粒径原料经过该带式输送机108的输送线路。在该情况下，所述除杂装置可包括除杂爪109，该除杂爪109位于所述带式输送机108的输送带输出大粒径原料处的下方。除杂爪109可以安装在带式输送机108的输送带输出大粒径原料处的下方的机架上(如图5所示)，也可以安装在带式输送机108的适当位置，只要在上述输送线路上能够起到对掺杂有轻质杂物的大粒径原料的除杂作用即可。
带式输送机108的输送带输送的大粒径原料离开输送带时，大粒径原料在重力作用下，会向下或斜向下移动。由于在输送带输出大粒径原料处的下方设置有用作除杂作用的除杂爪109，因而，大粒径原料必然会经过除杂爪109，并受到该除杂爪109的除杂作用，从而将大粒径原料中掺杂的轻质杂物保留在除杂爪109上，实现清除杂物的目的。虽然图1中所示的带式输送机108为水平方向设置，但带式输送机108的设置方式不限于此，带式输送机108还可倾斜设置。
再如，如图5所示，所述输送装置包括带式输送机108和输送管道110，该输送管道110连接所述带式输送机108和粉碎装置111，所述除杂装置包括除杂爪109，所述除杂爪109位于所述输送管道110中和/或该除杂爪109位于所述带式输送机108的输送带输出大粒径原料处的下方。该输送管道110与所述带式输送机108相配合，以接收来自所述带式输送机108的大粒径原料。
输送管道110可以任意设置，以能够将带式输送机108输送来的大粒径原料传递至粉碎装置111为限。例如，输送管道110位于比带式输送机108更低的位置，或者说，输送管道110从输送带输出大粒径原料处向下方或斜下方延伸，这样，大粒径原料可以在重力的作用下较为容易地在输送管道110中输送。如图5中所示的输送管道110，输送管道110可以为抽吸式输送机，即输送管道110从输送带输出大粒径原料处向上方或斜上方延伸。由于抽吸式输送机中通过大功率抽风机使输送管道110中形成较大的负压，因而当大粒径原料经过输送管道110的端口时，会被吸入输送管道110中，而在输送管道110中进行输送。在该情况下，掺杂在大粒径原料中的密度较大的杂物，如石块等，由于重力较大而一般不会吸入输送管道110中。因此，该实施方式具有清除较重杂物的功能。
在该情况中，大粒径原料经过带式输送机108的输送后，经由输送管道110而输送到粉碎装置111中，以进行粉碎。所述除杂装置包括除杂爪109，该除杂爪109可以为一个或多个，一个或多个除杂爪109可以位于带式输送机108的输送带输出大粒径原料处的下方，或者位于输送管道110中，或者在这个两个位置(即带式输送机108的输送带输出大粒径原料处的下方以及输送管道110中)均有设置，以获得更好的除杂效果。
通过以上描述可知，当掺杂有轻质杂物的大粒径原料经过除杂装置的除杂爪109时，由该除杂装置将掺杂在所述轻质杂物保留下来，从而实现大粒径原料与轻质杂物的分离，实现清除杂物的目的，从而使进入粉碎装置111的大粒径原料不再掺杂有各种杂物，克服了现有技术中存在的缺陷。
大粒径原料经过第二输送装置输送到粉碎装置111后，由粉碎装置111对大粒径原料进行粉碎处理。粉碎装置111可以为常用的各种粉碎装置，如辊式破碎机、锤式破碎机、颚式破碎机等。这里所述的大粒径原料可以是多种材料，如块状、片状或颗粒状的木薯、红薯、马铃薯等。
下面参考图6至图12对本发明的除杂爪109进行描述。
如图6至图12所示，除杂爪109包括杆状的基底件1和与该基底件1连接多个齿状件2，该多个齿状件2沿基底件1的径向方向排列。当掺杂有柔软的轻质杂物(如编织袋或塑料袋残留物)的大粒径原料经过该除杂爪109时，大粒径原料与除杂爪109的齿状件2充分接触，从而利用齿状件2将杂物保留下来，同时允许大粒径原料经过该装置。通过该过程，能够将大粒径原料中的杂物从大粒径原料中清除出去，从而实现了本发明的目的。
基底件1主要是起到支撑作用，以便于齿状件2安装设置在基底件1上。但基底件1也能够发挥梳理的作用，并在轻质杂物经过时保留部分的杂物。
为了便于在该基底件1的径向方向上设置齿状件2，该基底件1为杆状，其截面形状可以为矩形、正方形或圆形等。但基底件1也可以为任意合适的形状，如平板状。
基底件1和齿状件2可以由各种合适的材料制成，可以选择金属，如钢、铸铁、不锈钢等；还可以选择非金属材料，如塑料、陶瓷等。关于基底件1和齿状件2的材料可以根据大粒径原料的种类进行选择。
如图6至图9所示，多个齿状件2位于同一平面。根据该实施方式，齿状件2都位于同一个平面中。因而，该除杂装置与大粒径原料相互作用的区域为所述齿状件2所在的平面区域。
根据该实施方式，当掺杂有轻质杂物的大粒径原料经过齿状件2的梳理区域时，会经过齿状件2之间的间隙，同时该齿状件2起到梳理作用，将大粒径原料中掺杂的轻质杂物保留住，将该杂物清除出去。
对于该种实施方式，由于该装置中与大粒径原料相互作用的梳理区域为平面的，因而对流经该区域的大粒径原料的阻力较小，便于大粒径原料以较高速度经过所述齿状件2的梳理区域，同时能够对大粒径原料中的杂物进行清除处理。
根据本发明的一种优选实施方式，如图6至图8所示，所述多个齿状件2彼此平行地从基底件1沿该基底件1的径向方向延伸。由于齿状件2彼此平行，因而相邻齿状件2之间的空间相对较大，便于大粒径原料以相对较高的速度流过。
根据不同的实施方式，齿状件2能够以不同的形式设置在基底件1上。如图6所示，在该实施方式中，基底件1上设置有多个平行的齿状件2且该多个齿状件2位于基底件1的同一侧，形成类似梳子的形状。
在根据图7所示的另一优选实施方式中，在基底件1的两个相对侧对称地分别分布有多个平行的齿状件2。因而，与图6所示的实施方式相比，图4所示的实施方式中的齿状件2的作用区域更大，从而具有更强的清除杂物的能力。
根据本发明的另一优选实施方式，如图8所示，通过对图3所示的实施方式中的齿状件2的安装位置的调整，从而对齿状件2的疏密程度进行调整，以适应不同作用区域的要求。
根据本发明的另一优选实施方式，如图9所示，所述多个齿状件2中的至少一部分相互交叉。该实施方式中，由于多个齿状件2中不都是相互平行，而是一些齿状件2相互交叉，从而能够在倾斜于基底件1的径向方向的方向上起到梳理作用，以尽可能地将大粒径原料中的杂物保留下来。对于图9所示的实施方式而言，该实施方式中齿状件2的作用区域大于图3所示的实施方式，因而具有更大的清除杂物的能力。
根据本发明的一种优选的实施方式，如图10和图12所示，齿状件2沿基底件1的轴向方向分为多组，该多组齿状件2沿所述基底件1的圆周方向等角度地间隔开。
与图6至图9所示的实施方式不同，在图10和图12所示的实施方式中，多个齿状件不是位于同一平面，而是形成为围绕基底件1的类似“狼牙棒”的立体结构，因而能够起到梳理作用的梳理区域为立体的。换句话说，齿状件围绕基底件1在该基底件1的四周空间中延伸排列。
当掺杂有轻质杂物的大粒径原料经过该立体的多个齿状件2时，多个齿状件2能够对大粒径原料进行多次的清除作用，这与图6至图9中所示的除杂装置中位于同一平面的齿状件2显然不同。因而，图10和图12中所示的实施方式的装置具有更强的清除杂物的能力。
在图10和图12所示的实施方式中，多个齿状件2的分组按照基底件1的纵向方向(即轴向方向)划分，可以分为多组(虽然图7表示为3组，但并不限于此，可以为2组、3组、5组、6组等)。而且该多组齿状件2沿所述基底件1的圆周方向以等角度地间隔开，从而使多个齿状件2均匀地分布在基底件1的周围空间，形成立体的梳理区域。
根据一种优选实施方式，如图10所示，所述多组齿状件2中任意一组中的多个齿状件2位于同一平面内。在图10所示的情形中，多个齿状件2沿基底件1的轴向方向分别分为三组，即第一组21、第二组22和第三组23。该三组齿状件沿所述基底件1的圆周方向以等角度地间隔开，也就是说，每相邻的两组齿状件之间的夹角α为120°，如图11所示。而且，第一组21的三个齿状件彼此相互平行，位于同一个平面内。第二组22和第三组23也是如此。
根据本发明的另一优选实施方式，如图12所示，多组齿状件2中任意一组中的多个齿状件2沿基底件1的轴向方向呈螺旋形排列。也就是说，该实施方式与图10和图11所示的实施方式的不同之处在于，对于一组齿状件而言，该组齿状件中的多个齿状件不在同一个平面内，而是围绕基底件1的轴向方向呈螺旋形排列。
具体来说，在图12所示的情形中，基底件1优选为圆柱体，齿状件的第一组21、第二组22和第三组23中的三个齿状件分别按照三条不同的螺旋线排列在基底件1上。优选地，为了便于设置这三组齿状件2，这三条螺旋线的螺旋半径均为基底件1的半径，轴线为基底件1的圆柱中轴线，导程也相同，旋向也相同，不同的是各自的起点。而且，各组齿状件21、22、23之间的夹角α相等，即120°。
但本发明的实施方式并不限于此，多组齿状件2的螺旋线也可以具有不同或相同的螺旋半径、圆柱中轴线或导程。
虽然图10和图12中的齿状件表示有三组21、22和23，但本发明并不限于此，根据不同的实施方式，也可以沿基底件1的轴向方向设置2组、4组、5组或6组齿状件，则相邻两组齿状件之间的夹角α为180°、90°、72°或60°。
优选地，所述齿状件2的端部具有钩形结构。当轻质柔软的杂物受到齿状件2的作用时，利用该钩形结构能够更为可靠且充分地将杂物保持在齿状件2上。
根据本发明的一种优选实施方式，所述除杂装置还包括至少一个筛网，所述筛网位于所述输送管道110内且所述筛网所在的平面与该输送管道110的纵向方向垂直。因而，当大粒径原料在输送管道110中输送时，可以通过所述筛网将大粒径原料中掺杂的杂物清除掉。
筛网也可以设置一个，优选地设置有多个，从而充分发挥该筛网的清除杂物的作用。筛网能够以各种方式设置在输送管道110内，例如筛网可以固定设置(如焊接、卡扣配合等方式)在输送管道110的侧壁的内表面。
但是，为了能够及时地清理保留在筛网上的杂物，以保持输送管道110的通畅性，优选地，如图13和图14所示，在输送管道110的侧壁上设置有至少一个开槽44，至少一个筛网分别插入所述至少一个开槽44中。
筛网插入开槽44中而进入输送管道110内，从而对流经输送管道110的杂物进行梳理，以将杂物清除。优选地，筛网所在的平面与输送管道110的纵向方向相垂直，从而能够对经过的大粒径原料充分进行梳理。
筛网在开槽44中的支撑可以有多种方式，例如可以在输送管道110内设置凸起45(如图14所示)，或者直接利用输送管道110在开槽44处的壁支撑。
在使用时，将筛网置入输送管道110内(即将筛网插入开槽44中)。当需要对筛网上的杂物清理时，可以将筛网从开槽40抽出，将筛网上的杂物清理干净，然后再将筛网插入开槽44中，以备下次使用。
通过以上描述可知，在本发明所提供的制备乙醇的方法中，首先通过分级工序将原料分级为掺杂有细小杂物的小粒径原料和掺杂有轻质杂物的大粒径原料。然后通过利用沉沙槽106的沉沙处理将细小杂物与小粒径原料分离，以获得混有小粒径原料的浆液。通过除杂处理将轻质杂物和大粒径原料分离，并随后将没有轻质杂物的大粒径原料粉碎。然后，在制浆工序中，将粉碎产物(混有小粒径原料的浆液和粉碎后的大粒径原料)制备成浆料，以用于随后的酶解和发酵工序。所述制浆装置117可以使用各种本领域技术人员公知的混合搅拌设备，薯类和水的混合比例也是本领域公知的。本发明的方法克服了传统方法不能有效地将各种杂物清除的缺陷。
本发明采用一种酶解装置中进行酶解，得到酶解产物，然后发酵该酶解产物以制备乙醇。如图15所示，所述酶解装置包括闪蒸塔210、热源220、酶解罐230、物料源240和真空泵250，所述闪蒸塔210包括第一接口211、第二接口212、第三接口213和至少一个出料口，物料源240通过第一接口211与闪蒸塔210连通，酶解罐230与闪蒸塔210的出料口连通，真空泵250与闪蒸塔210的第二接口212连通，热源220与闪蒸塔210的第三接口213连通；将浆料与酶混合并在一种酶解装置中进行酶解的方法包括通过第一接口211将浆料从物料源240输送至闪蒸塔210中，真空泵250使闪蒸塔210内形成负压，使热源220中的热介质被吸入闪蒸塔210中，并使浆料与热介质在闪蒸塔210中接触，使浆料的温度升高，然后将该温度升高后的浆料通过出料口输送至酶解罐230中与酶混合进行酶解。
按照本发明提供的方法，所述酶解罐230与闪蒸塔210的出料口连通，真空泵250与闪蒸塔210的第二接口212连通，热源220与闪蒸塔210的第三接口213连通。热源220中的热介质的温度可以达到100-170℃左右。启动真空泵250，将闪蒸塔210抽真空，当闪蒸塔210中达到一定真空度时热介质可以被从热源220中吸入闪蒸塔210中，同时将浆料通过第一接口211从物料源240中输送至闪蒸塔210中，使浆料与热介质在闪蒸塔210中接触并进行热交换，起到使浆料加温的作用，当浆料达到酶解温度时，物料被直接通入酶解罐230中进行酶解。一般情况下，在正常的生产过程中，真空泵250可以一直开启，且使闪蒸塔210中的真空度要求能够满足能够吸入所需的热介质的量，且能够保证不会将待酶解物料抽出。
按照本发明的一个优选的实施方式，如图16所示，可以通过连通器270将热源220与闪蒸塔210的第三接口213连通，所述连通器270的顶端高于闪蒸塔210中浆料的液面。
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210中的真空度不能达到吸入热介质的条件时，闪蒸塔210中的浆料有被倒吸入连通器270中的趋势，如果连通器270的顶端低于或者与闪蒸塔210中的浆料的液面齐平，则闪蒸塔210中的浆料会被倒吸入连通器270中，从而造成管路堵塞。而所述酶解装置中，由于连通器270的顶端高于闪蒸塔210中浆料的液面，且闪蒸塔210中的压力小于热源220中的压力，使得闪蒸塔210中的压力不足以将浆料倒吸入闪蒸塔210与热源220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270中的浆料还未能到达连通器的顶端就会重新回流到闪蒸塔210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270的顶端高于闪蒸塔210的顶端，所述连通器270的顶端与闪蒸塔210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270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270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210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270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浆料的加温作用，优选使热源220中的热介质与浆料在闪蒸塔210中逆流接触，即，使通入浆料的第一接口211的位置低于通过连通器270将热源220与闪蒸塔210的第三接口213连通的第三接口213的位置。
为了便于控制与浆料接触的热蒸汽的量以控制浆料的温度以及便于控制浆料的通入量以控制闪蒸塔中浆料的液位，优选情况下，下述任意一个或几个位置还设置有阀门：连通器270与闪蒸塔210的第三接口213之间可以设置有阀门；连通器270与热源220之间可以设置有阀门；物料源240与第一接口211之间可以设置有阀门。
按照本发明，所述闪蒸塔210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210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浆料。本发明的发明人研究发现，对于浆料为20-40℃的薯类原料的淀粉浆液，热介质为100-170℃的水蒸气时，闪蒸塔210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210排出的浆料的温度在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、O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，浆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211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213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210上还可以设置有温度测试单元，以随时监测浆料在闪蒸塔210中的温度，当闪蒸塔210中浆料的温度达到酶解条件时，便可以将它输送至酶解罐230中进行酶解。此外，闪蒸塔210上还可以设置有液位测试单元，以监测疏送至闪蒸塔210中浆料的液位。
按照本发明，所述闪蒸塔210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210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220可以提供热蒸汽、热水等各种热介质，例如，所述热源220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220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220中的热介质与浆料在闪蒸塔210中接触时，为了保证热介质的用量，所述热源220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230上也可以设置有温度测试单元。
所述真空泵250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210达到真空度的要求即可。对使真空泵250与闪蒸塔210连通的第二接口212的位置也没有特别限定，可以位于闪蒸塔210的任何位置，优选在闪蒸塔210的中部或中上部。
所述热源220提供的热蒸汽在闪蒸塔210中与浆料进行热交换后，可以直接将热蒸汽从闪蒸塔210中排出塔外，为了达到环保要求，该装置还可以包括冷凝器280，所述冷凝器280可以与闪蒸塔210的上部连通，所述蒸汽被输送至冷凝器280中，冷凝成水，以便于在其它工段中应用。因此，当本发明的方法中提供的酶解装置还包括冷凝器280且所用热介质为热的水蒸气时，在采用本发明的方法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280与闪蒸塔210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。
所述浆料可以为在制备浆料的工序得到的浆料；所述浆料的粘度通常为1200-1500mpa.s。
本发明的发明人研究发现，对于浆料为20-40℃的淀粉浆液，热介质为100-170℃的水蒸气时，闪蒸塔210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210排出的浆料的温度在50-90℃，满足酶解要求。
所述酶解的条件为本领域技术人员所公知，例如，所述酶解条件包括酶解的温度为50-90℃，所述酶解的时间为20-240分钟，所述酶解的pH值为3-7；所述酶解使用的酶为淀粉酶，以每克浆料的干重计，所述淀粉酶的用量为4-50酶活力单位；所述淀粉酶为α-淀粉酶、糖化酶、转移葡萄糖苷酶和磷酸酯酶中的一种或几种。
所述薯类原料可以为各种薯类原料，如红薯、马铃薯、木薯等，本发明的具体实施方案中采用的薯类原料为木薯。由于薯类原料中可能会含有泥土、沙石杂质以及铁杂质，会对去皮设备造成损害，因此，按照本发明的方法，还可以包括去皮之前对薯类原料进行预处理的常规操作，所述预处理的步骤一般包括除去杂质和清洗的步骤。如，在鲜木薯采收后，除去木薯上的泥土、根、须及木质部分以及砂石等杂质。并对木薯进行清洗，所述清洗的方法和设备为本领域技术人员所公知。
所述薯类原料可以为各种薯类原料，如红薯、马铃薯、木薯等，本发明的具体实施方案中采用的薯类原料为木薯。所述薯类原料可以为鲜木薯或干木薯，如果采用鲜木薯，在粉碎前可以将鲜木薯(经除杂装置除杂处理后的大粒径原料)与水混合，也可以不与水混合而直接粉碎；如果采用干木薯，通常需要在粉碎前将干木薯(经除杂装置除杂处理后的大粒径原料)与水混合，所述水的用量只要保证将干木薯粉碎后能够得到淀粉浆液即可，一般情况下，所述木薯与水的重量比可以为1∶0.2-5，优选为1∶0.5-2。所述薯类原料也可以为鲜木薯与干木薯的混合物。所述干木薯与鲜木薯的重量没有特别限定，通常情况下，所述干木薯与鲜木薯的重量比可以为1∶1.5-2.5，优选为1∶1.5-2。
鲜木薯原料的外表皮内还含有一层薄皮，即内表皮，该内表皮中含有氰化物以及一种能引起食物中毒的氰贰——亚麻苦甙。亚麻苦甙被水解后产生氢氰酸。氢氰酸和氰化物都有剧毒，而且中毒非常迅速。它们可以通过多种途径进入人体，如皮肤吸收、伤口侵入、呼吸道吸入、误食等，进入人体后，能使中枢神经系统瘫痪，使呼吸酶及血液中血红蛋白中毒，引起呼吸困难，全身细胞会因缺氧窒息而使机体死亡。因此，优选情况下，通常在将鲜木薯原料进行粉碎之前，需要先除去鲜木薯原料的内表皮。所述除去鲜木薯原料内表皮的方法有可以采用现有技术中的各种去皮方法，例如，采用人工去皮的方法除去鲜木薯原料的外表皮及内表皮，同时去除原料表面的泥沙；或者采用去皮设备进行去皮，所述去皮设备可以采用各种去皮设备，例如CN101289674A中公开的薯类原料的去皮设备。所述酶解步骤可以通过本领域常用的方法完成，比如向浆料中添加产酶微生物和/或酶，在产酶微生物的生长温度和/或酶有活力的温度下保温完成。所述产酶微生物为能够分泌淀粉酶的产酶微生物。所述酶包括淀粉酶。
由于微生物生长会产生副产物，因此优选直接加入酶。所述酶的用量越多越好，出于成本考虑，优选以每克粉碎后的产物的干重计，所述淀粉酶的用量为4-50酶活力单位，更优选以每克粉碎后的产物的干重计，所述淀粉酶的用量为10-30酶活力单位。
本发明所述酶的酶活力单位可以为在pH值为6.0、温度为70℃的条件下，1分钟将1毫克淀粉转化为葡萄糖所需的酶量为一个酶活力单位。
所述酶解的温度可以为淀粉酶的任何最适作用温度，一般为50-90℃，更优选60-70℃。所述酶解的时间理论上越长越好，考虑到设备利用率，优选所述酶解的时间为20-240分钟，更优选为30-120分钟。所述酶解的pH值可以为淀粉酶的任何最适作用pH，一般为3.0-7.0，更优选pH值为5.0-6.0。由于酶解过程中pH值的波动不大，因此所述酶解的pH值可以按照本领域常用的方法在加入酶之前进行调节，例如先将浆料与水或培养基(加酶一般与水混合，加入产酶微生物一般与该微生物的培养基)混合，一般使所得混合物的固含量为20-40重量％，根据所得混合物的pH值，用硫酸溶液或氢氧化钠将待酶解的混合物pH调节至3.0-7.0，更优选调节至pH值为5.0-6.0。
淀粉酶是能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称，所述淀粉酶一般包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶。本发明所述酶包括淀粉酶。
α-淀粉酶又称淀粉1，4-糊精酶，它能够任意地、不规则地切开淀粉链内部的α-1，4-糖苷键，将淀粉水解为麦芽糖、含有6个葡萄糖单位的寡糖和带有支链的寡糖。生产此酶的微生物主要有枯草杆菌、黑曲霉、米曲霉和根霉。
β-淀粉酶又称淀粉1，4-麦芽糖苷酶，能够从淀粉分子非还原性末端切开1，4-糖苷键，生成麦芽糖。此酶作用于淀粉的产物是麦芽糖与极限糊精。此酶主要由曲霉、根霉和内孢霉产生。
糖化酶又称淀粉α-1，4-葡萄糖苷酶，此酶作用于淀粉分子的非还原性末端，以葡萄糖为单位，依次作用于淀粉分子中的α-1，4-糖苷键，生成葡萄糖。此酶作用于支链淀粉后的产物有葡萄糖和带有α-1，6-糖苷键的寡糖；作用于直链淀粉后的产物几乎全部是葡萄糖。此酶产生菌主要是黑曲霉(左美曲霉、泡盛曲霉)、根霉(雪白根酶、德氏根霉)、拟内孢霉、红曲霉。
异淀粉酶又称淀粉α-1，6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于枝链淀粉分子分枝点处的α-1，6-糖苷键，将枝链淀粉的整个侧链切下变成直链淀粉。此酶产生菌主要是嫌气杆菌、芽孢杆菌及某些假单孢杆菌等细菌。
优选所述酶解使用的酶还包括磷酸酯酶。因为磷酸酯酶能够使磷酸与醇式羟基结合成酯的磷酸糊精水解成葡萄糖，并释放出磷酸，具有极明显的液化力，所以酶解使用的酶包括磷酸酯酶，可以更充分地水解淀粉，以增加乙醇产率。
能够发酵单糖如葡萄糖和/或果糖、寡糖如蔗糖和/或半乳糖的微生物都可以用于本发明的发酵过程，由于酿酒酵母是酿酒工业上普遍应用的耐酒精、副产物少、乙醇产率高的发酵己糖的微生物，因此优选所述发酵所使用的酵母为酿酒酵母。
以每克酶解产物计，所述发酵所使用的酵母的接种量为103-108菌落形成单位，更优选104-106菌落形成单位。
所述菌落形成单位的定义为将稀释后的一定量的菌液通过浇注或涂布的方法，让其内的微生物单细胞一一分散在培养基平板上，待培养后，每一活细胞就形成一个菌落。即每毫升菌液中含有的单细胞的数目。
本发明发酵所使用的酵母可以为商购酵母固体制剂(比如干酵母粉)或酵母菌种，比如拉斯2号(Rasse II)酵母，又名德国二号酵母、拉斯12号(Rasse XII)酵母，又名德国12号酵母、K字酵母、南阳五号酵母(1300)和南阳混合酵母(1308)。所述酵母的菌落形成单位可以通过本领域公知的方法测定，比如亚甲基蓝染色活菌计数法。亚甲基蓝染色活菌计数法的具体方法如下：
将1克干酵母粉溶于10毫升无菌水中，或将1毫升菌种活化液用无菌水稀释至10毫升，加入0.5毫升0.1重量％亚甲基蓝，在35℃下保温30分钟。在10倍光学显微镜下，用血球计数板计数保温后的溶液中活菌的数目(死菌染色，活菌不染色)，可得1克干酵母或1毫升菌种活化液中活菌的数目，即菌落形成单位数。
所述酵母可以采用常规的方法接种，例如向酶解产物中加入5-15体积％的种子液。所述种子液可以为干酵母的水溶液或培养基溶液，也可以为干酵母或商购菌种的活化种子液。
所述发酵的温度可以为任何适于酵母生长的温度，优选为30-36℃，更优选为30-33℃。pH值为4-6，优选为4-4.5。所述发酵的时间可以为从接种开始至酵母生长的衰亡期出现(即发酵时间为迟滞期、对数期加上稳定期)的时间，优选发酵的时间为55-70小时，更优选60-70小时。发酵产物乙醇可以用常规的方法，根据不同工业产品的要求(比如燃料酒精要求乙醇的纯度达99％以上)分离并精制，比如蒸馏、浓缩、除水。
下面通过实施例对本发明进行更详细的说明。
实施例中所用的木薯原料为同一批收获的新鲜木薯，粗4-8厘米，长20-30厘米，含水量为约65重量％。
下面将通过实施例对本发明进行进一步的详细描述。
实施例1
本实施例用于说明本发明的采用木薯制备乙醇的方法
(1)使用图15所示的酶解装置进行酶解。
所述酶解装置包括闪蒸塔210、热源220、酶解罐230、物料源240、真空泵250和冷凝器280，所述闪蒸塔210包括第一接口211、第二接口212、第三接口213和至少一个出料口，物料源240通过第一接口211与闪蒸塔210连通，酶解罐230与闪蒸塔210的出料口连通，真空泵250与闪蒸塔210的第二接口212连通，热源220与闪蒸塔210的第三接口213连通，冷凝器280与闪蒸塔210的顶部连通。闪蒸塔的塔板数为6块，从上往下，第一接口211和第三接口213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克粉碎物。
将上述10克粉碎物过滤并在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物中的淀粉重量的1.11倍，即1克所述粉碎物中的淀粉含量为0.280克。
(3)进行粉碎以及酶解
所述上述经过预破碎的95千克木薯块供给到颗粒分级装置102中，和从而使木薯原料分成掺杂有轻质杂物的木薯大颗粒(1-3厘米)和包括掺杂有细小杂物的木薯小颗粒(1.8-2.5毫米)，并使所述掺杂有细小杂物的木薯小颗粒输送到第一粉仓115中，然后使所述掺杂有细小杂物的木薯小颗粒经过沉沙槽106并作为具有木薯小颗粒的浆液输出；使所述掺杂有轻质杂物的木薯大颗粒沿输送线路输送以除去轻质杂物并将木薯大颗粒输送至粉碎装置111后，由粉碎装置111对木薯大颗粒进行粉碎处理(干式或湿式)。粉碎装置111和沉沙槽106的出口与所述制浆装置117连接以提供粉碎产物(可知95千克粉碎物中共含淀粉26.6千克)；在制浆装置117中，将粉碎装置111和沉沙槽106的供料与21千克水混合后得到浆料，将所述浆料送至物料源240中保存。
开启真空泵250将闪蒸塔210抽真空，使得闪蒸塔210的表压为-0.25兆帕，然后开启热源220与闪蒸塔210之间的阀门，使热源220中的温度为130℃的水蒸汽被吸入闪蒸塔210中，同时开启物料源240的阀门，使通过第一接口211将温度为30℃的上述淀粉浆液从物料源240输送至闪蒸塔210中，并使淀粉浆液与水蒸汽在闪蒸塔210中接触，水蒸汽与该浆料的重量比为15∶1，接触的时间为8分钟，此时通过闪蒸塔210上设置的温度监控设备监测淀粉浆液的温度升高至65℃，将淀粉浆液通过出料口输送至酶解罐230中与淀粉酶混合进行酶解，酶解的时间为60分钟，所述酶解的pH值为5；以每克浆料的干重计，加入20酶活力单位的α-淀粉酶(诺维信公司购得)；开启冷凝器280的电源将闪蒸塔210中剩余的水蒸汽抽出并冷凝成水。
(3)发酵
将步骤(2)得到的酶解产物输送至发酵罐中，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13.73千克。按照下式计算乙醇产率，计算结果见表1。
乙醇产率＝100％×乙醇重量/木薯原料中所含淀粉的重量
取100克蒸馏乙醇后的发酵醪用布氏漏斗过滤，将20毫升滤液转移至干燥50毫升的三角瓶中，静置5小时，收集上层清液。0.2微米滤膜过滤收集的上层清液，按照上述步骤(1)所述高效液相条件，测定并计算出发酵醪中的葡萄糖共372克。并按照下式计算残糖率，计算结果见表1。
残糖率＝100％×发酵醪中残糖量/木薯原料中所含淀粉的重量
对比例1
本对比例用于说明采用木薯制备乙醇的参比方法。
按照实施例1的方法制备乙醇，不同的是，不采用所述酶解设备，而采用在将淀粉浆液通入酶解罐中后，采用电加热的方法将酶解温度提升至65℃，加热时间为0.5-小时。按照实施例1的方法发酵得到乙醇13.43千克。
取100克蒸馏乙醇后剩余的发酵醪用布氏漏斗过滤，将20毫升滤液转移至干燥50毫升的三角瓶中，静置5小时，收集上层清液。0.2微米滤膜过滤收集的上层清液，按照上述步骤(1)所述高效液相条件，测定并计算出发酵醪中的葡萄糖共575克。并按照实施例1的公式计算乙醇产率和残糖率，计算结果见表1。
实施例2
本实施例用于说明本发明的采用木薯制备乙醇的方法
按照实施例1的方法制备乙醇，不同的是，使用图16所示的酶解装置进行酶解。
所述酶解装置包括闪蒸塔210、热源220、酶解罐230、物料源240、真空泵250和冷凝器280，所述闪蒸塔210包括第一接口211、第二接口212、第三接口213和至少一个出料口，物料源240通过第一接口211与闪蒸塔210连通，酶解罐230与闪蒸塔210的出料口连通，真空泵250与闪蒸塔210的第二接口212连通，冷凝器280与闪蒸塔210的顶部连通，通过倒置的U形管将热源(2)与闪蒸塔210的第三接口213连通，所述倒置的U形管的顶端高于闪蒸塔210的顶端，倒置的U形管与闪蒸塔210的顶端的高度差为2.5米。开启真空泵250将闪蒸塔210抽真空，使得闪蒸塔210的表压为-0.1兆帕，然后开启热源220与闪蒸塔210之间的阀门，使热源220中的温度为150℃的水蒸汽被吸入闪蒸塔210中，同时开启物料源240的阀门，使通过第一接口211将温度为35℃的淀粉浆液从物料源240输送至闪蒸塔210中，并使淀粉浆液与水蒸汽在闪蒸塔210中接触，水蒸汽与淀粉浆液的重量比为25∶1，接触的时间为5分钟，此时通过闪蒸塔210上设置的温度监控设备监测淀粉浆液的温度升高至55℃，将淀粉浆液通过出料口输送至酶解罐230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；以每克淀粉浆液的干重计，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280的电源将闪蒸塔210中剩余的水蒸汽抽出并冷凝成水。
并按照实施例1的方法对酶解产物进行发酵，得到乙醇14.07千克。
取100克蒸馏乙醇后剩余的发酵醪用布氏漏斗过滤，将20毫升滤液转移至干燥50毫升的三角瓶中，静置5小时，收集上层清液。0.2微米滤膜过滤收集的上层清液，按照上述步骤(1)所述高效液相条件，测定并计算出发酵醪中的葡萄糖共348克。并按照实施例1的公式计算乙醇产率和残糖率，计算结果见表1。
实施例3
本实施例用于说明本发明的采用木薯制备乙醇的方法
按照实施例1的方法制备乙醇，不同的是，使用图16所示的酶解装置进行酶解。
所述酶解装置包括闪蒸塔210、热源220、酶解罐230、物料源240、真空泵250和冷凝器280，所述闪蒸塔210包括第一接口211、第二接口212、第三接口213和至少一个出料口，物料源240通过第一接口211与闪蒸塔210连通，酶解罐230与闪蒸塔210的出料口连通，真空泵250与闪蒸塔210的第二接口212连通，冷凝器280与闪蒸塔210的顶部连通，通过倒置的U形管将热源(2)与闪蒸塔210的第三接口213连通，所述倒置的U形管的顶端高于闪蒸塔210的顶端，倒置的U形管与闪蒸塔210的顶端的高度差为1米。开启真空泵250将闪蒸塔210抽真空，使得闪蒸塔210的表压为-0.02兆帕，然后开启热源220与闪蒸塔210之间的阀门，使热源220中的温度为150℃的水蒸汽被吸入闪蒸塔210中，同时开启物料源240的阀门，使通过第一接口211将温度为35℃的淀粉浆液从物料源240输送至闪蒸塔210中，并使淀粉浆液与水蒸汽在闪蒸塔210中接触，水蒸汽与淀粉浆液的重量比为20∶1，接触的时间为6分钟，此时通过闪蒸塔210上设置的温度监控设备监测淀粉浆液的温度升高至60℃，将淀粉浆液通过出料口输送至酶解罐230中与淀粉酶混合进行酶解，酶解的时间为60分钟，所述酶解的pH值为5；以每克淀粉浆液的干重计，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280的电源将闪蒸塔210中剩余的水蒸汽抽出并冷凝成水。
并按照实施例1的方法对酶解产物进行发酵，得到乙醇13.81千克。
取100克蒸馏乙醇后剩余的发酵醪用布氏漏斗过滤，将20毫升滤液转移至干燥50毫升的三角瓶中，静置5小时，收集上层清液。0.2微米滤膜过滤收集的上层清液，按照上述步骤(1)所述高效液相条件，测定并计算出发酵醪中的葡萄糖共372克。并按照实施例1的公式计算乙醇产率和残糖率，计算结果见表1。
实施例4
本实施例用于说明本发明的采用木薯制备乙醇的方法
按照实施例1的方法制备乙醇，不同的是，按照图16制备酶解装置。
所述酶解装置包括闪蒸塔210、热源220、酶解罐230、物料源240、真空泵250和冷凝器280，所述闪蒸塔210包括第一接口211、第二接口212、第三接口213和至少一个出料口，物料源240通过第一接口211与闪蒸塔210连通，酶解罐230与闪蒸塔210的出料口连通，真空泵250与闪蒸塔210的第二接口212连通，冷凝器280与闪蒸塔210的顶部连通，通过倒置的U形管将热源(2)与闪蒸塔210的第三接口213连通，所述倒置的U形管的顶端高于闪蒸塔210的顶端，倒置的U形管与闪蒸塔210的顶端的高度差为1.5米。开启真空泵250将闪蒸塔210抽真空，使得闪蒸塔210的表压为-0.3兆帕，然后开启热源220与闪蒸塔210之间的阀门，使热源220中的温度为150℃的水蒸汽被吸入闪蒸塔210中，同时开启物料源240的阀门，使通过第一接口211将温度为25℃的淀粉浆液从物料源240输送至闪蒸塔210中，并使淀粉浆液与水蒸汽在闪蒸塔210中接触，水蒸汽与淀粉浆液的重量比为20∶1，接触的时间为7分钟，此时通过闪蒸塔210上设置的温度监控设备监测淀粉浆液的温度升高至65℃，将淀粉浆液通过出料口输送至酶解罐230中与淀粉酶混合进行酶解，酶解的时间为70分钟，所述酶解的pH值为5；以每克淀粉浆液的干重计，加入25酶活力单位的α-淀粉酶(诺维信公司购得)；开启冷凝器280的电源将闪蒸塔210中剩余的水蒸汽抽出并冷凝成水。
并按照实施例1的方法对酶解产物进行发酵，得到乙醇13.95千克。
取100克蒸馏乙醇后剩余的发酵醪用布氏漏斗过滤，将20毫升滤液转移至干燥50毫升的三角瓶中，静置5小时，收集上层清液。0.2微米滤膜过滤收集的上层清液，按照上述步骤(1)所述高效液相条件，测定并计算出发酵醪中的葡萄糖共359克。并按照实施例1的公式计算乙醇产率和残糖率，计算结果见表1。
表1
| 实施例或对比例 | 实施例1 | 对比例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 乙醇产率(％) | 51.6 | 50.3 | 52.9 | 51.9 | 52.4 |
| 残糖率(％) | 1.4 | 2.1 | 1.3 | 1.4 | 1.35 |
从上表1中的数据可以看出，采用本发明提供的薯类原料制备乙醇的方法得到的乙醇的淀粉乙醇的产率明显高于对比例1，且残糖率较对比例1也大大降低。更重要的是，采用所述酶解设备，不但耗能少，酶解效率更高。
Claims (31)
1.一种制备乙醇的方法，该方法包括将薯类原料分级为小粒径原料和大粒径原料，其中，所述小粒径原料中掺杂有细小杂物，所述细小杂物的密度大于水的密度，所述大粒径原料中掺杂有轻质杂物；对掺杂有细小杂物的小粒径原料进行沉沙处理，所述沉沙处理包括使所述掺杂有细小杂物的小粒径原料随水流动，并使所述细小杂物在流动过程中沉积，所述小粒径原料则与水一起继续流动形成浆液；将掺杂有轻质杂物的大粒径原料沿输送线路输送至粉碎装置进行粉碎处理，并在沿所述输送线路的输送过程中对掺杂有轻质杂物的大粒径原料进行除杂处理，以将所述轻质杂物与大粒径原料分离；将粉碎处理得到的粉碎产物与上述浆液混合形成浆料，并将所述浆料在一种酶解装置中进行酶解，得到酶解产物；发酵该酶解产物；所述酶解装置包括闪蒸塔（210）、热源（220）、酶解罐（230）、物料源（240）和真空泵（250），所述闪蒸塔（210）包括第一接口（211）、第二接口（212）、第三接口（213）和至少一个出料口，物料源（240）通过第一接口（211）与闪蒸塔（210）连通，酶解罐（230）与闪蒸塔（210）的出料口连通，真空泵（250）与闪蒸塔（210）的第二接口（212）连通，热源（220）与闪蒸塔（210）的第三接口（213）连通；将所述浆料与酶混合并在一种酶解装置中进行酶解的方法包括通过第一接口（211）将所述浆料从物料源（240）输送至闪蒸塔（210）中，真空泵（250）使闪蒸塔（210）内形成负压，使热源（220）中的热介质被吸入闪蒸塔（210）中，并使所述浆料与热介质在闪蒸塔（210）中接触，使所述浆料的温度升高，然后将该温度升高后的浆料通过出料口输送至酶解罐（230）中与酶混合进行酶解；
其中，所述沉沙处理还包括防止沉积的细小杂物沿流动方向自由移动，所述防止沉积的细小杂物沿流动方向自由移动的方法包括使所述浆液在流动过程中通过垂直于流动方向的障碍物，该障碍物的高度高于沉积的细小杂物的高度且低于所述浆液的液面高度；
所述除杂处理包括在沿所述输送线路输送掺杂有轻质杂物的大粒径原料的过程中，使掺杂有轻质杂物的大粒径原料经过除杂装置，该除杂装置位于掺杂有轻质杂物的大粒径原料在所述输送线路中必经的位置，其中：所述输送线路包括带式输送机（108）的输送线路，所述除杂装置包括除杂爪（109），该除杂爪（109）位于所述带式输送机（108）的输送带输出大粒径原料处的下方；或者，所述输送线路还包括输送管道（110）的输送线路，该输送管道（110）与所述带式输送机（108）相配合，以接收来自所述带式输送机（108）的原料，所述除杂装置包括除杂爪（109），该除杂爪（109）位于所述输送管道（110）中，所述除杂爪（109）包括杆状的基底件（1）和与该基底件（1）连接的多个齿状件（2），该齿状件（2）沿所述基底件（1）的径向方向排列。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述障碍物为凸起和/或凹陷。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该方法还包括搅动所述沉积的细小杂物，以使夹杂在所述沉积的细小杂物中的小粒径原料漂浮并随所述浆液流动。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述搅动的方法包括向所述沉积的细小杂物提供气体流和/或液体流。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述气体流和/或液体流的流速和流量足以使夹杂在所述沉积的细小杂物中的所述小粒径原料漂浮起来。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，该方法还包括根据所述浆液的流动速度，调节所述气体流和/或液体流的流速和流量。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述浆液的流动速度增加时，减小所述气体流和/或液体流的流速和流量；或者，所述浆液的流动速度减小时，增大所述气体流和/或液体流的流速和流量。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述气体流和/或液体流的方向与浆液的流动方向呈朝下的30-60度角。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个齿状件（2）位于同一平面。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，多个齿状件（2）相互平行。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个齿状件（2）中的至少一部分相互交叉。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述齿状件（2）沿所述基底件（1）的轴向方向分为多组，该多组齿状件（2）沿所述基底件（1）的圆周方向等角度地间隔开。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述多组齿状件（2）中任意一组中的多个齿状件（2）位于同一平面内。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述齿状件（2）为2、3、4、5或6组，所述多组齿状件（2）中相邻的任意两组齿状件（2）之间的夹角为180°、120°、90°、72°或60°。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述多组齿状件（2）中任意一组中的多个齿状件（2）沿所述基底件（1）的轴向方向呈螺旋形排列。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述齿状件（2）的端部具有钩形结构。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述除杂装置还包括至少一个筛网，所述筛网位于所述输送管道（110）内且所述筛网所在的平面与该输送管道（110）的纵向方向垂直。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述除杂爪（109）位于所述输送管道（110）内先与大粒径原料接触的位置，所述筛网位于所述输送管道（110）内后与大粒径原料接触的位置。
19.根据权利要求1所述的方法，其中，通过连通器（270）将热源（220）与闪蒸塔（210）的第三接口（213）连通，所述连通器（270）的顶端高于闪蒸塔（210）中浆料的液面。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述连通器（270）的顶端高于闪蒸塔（210）的顶端。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述连通器（270）的顶端与闪蒸塔（210）的顶端之间的高度差为1-2.5米。
22.根据权利要求19-21中任意一项所述的方法，其中，所述连通器（270）为弯形管。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述连通器（270）为倒置的U形管或蛇形管。
24.根据权利要求1所述的方法，其中，所述热介质与浆料逆流接触。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述热介质为100-170℃的水蒸气，来自物料源（240）的所述浆料为20-40℃的薯类原料淀粉浆液，所述接触的时间为5-10分钟。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，在闪蒸塔（210）中接触的浆料与热介质的重量比例为15-30:1。
27.根据权利要求1所述的方法，其中，所述闪蒸塔（210）的表压为-0.3至-0.01兆帕。
28.根据权利要求1所述的方法，其中，所述浆料为薯类原料淀粉浆液，所述酶解的条件包括酶解的温度为50-90℃，所述酶解的时间为20-240分钟，所述酶解的pH值为3-7；所述酶解使用的酶为淀粉酶，以每克浆料的干重计，所述淀粉酶的用量为4-50酶活力单位；所述淀粉酶为α-淀粉酶、糖化酶中的一种或几种。
29.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括使与浆料接触后的热介质进行冷凝。
30.根据权利要求1所述的方法，其中，所述浆料的平均颗粒直径为1.5-10毫米。
31.根据权利要求1所述的方法，其中，以每克酶解产物计，所述发酵所使用的酵母的接种量为103-108菌落形成单位，所述发酵的温度为30-36℃，发酵的时间为50-75小时。
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