CN103013817A - 淀粉质原料生产酒精的液化设备及液化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于淀粉质原料生产酒精用设备技术领域，具体涉及一种淀粉质原料生产酒精的液化设备及液化工艺，它是在现有的淀粉质原料生产酒精的液化设备的基础上，增加余热回收再利用设备，在真空条件下，将淀粉质原料液化后的液化醪的余热收集后，输送至淀粉质原料预煮设备，利用液化醪的余热对淀粉质原料进行预煮，从而实现液化醪的余热进行回收再利用，达到节能减排，降低酒精的生产成本，提高企业竞争力的目的。
Description
技术领域：
本发明属于淀粉质原料生产酒精用设备技术领域，具体涉及一种淀粉质原料生产酒精的液化设备及液化工艺。
背景技术：
现有技术中，在利用小麦粉、玉米粉等淀粉质原料生产酒精时，其采用的工艺方法一般包含原料粉碎——液化——糖化——发酵——蒸馏——糟渣分离等工艺步骤，在原料粉碎后，在液化过中需要将小麦粉或玉米粉先与液化酶混合搅拌后，送入预煮罐进行升温，之后送入蒸煮柱升温加热至100℃，在蒸煮柱内液化成液化醪，然后将液化醪送入汽液分离器，汽液分离，废蒸汽送入冷却装置，被冷却水冷凝，液化醪冷却降温为60℃后被送入糖化罐进行糖化，高温蒸汽直接冷却，造成大量热量的损失，液化醪温度由100℃冷却为60℃，同样造成大量的热量损失，造成大量的能源浪费。
综上所述，以小麦粉、玉米粉等淀粉质原料生产酒精，需要先将原料升温加热，然后再降温，此过程造成大量的能源浪费，使酒精生产的成本高，降低成本途径少，
如何能够将淀粉质原料蒸煮后的高温蒸汽的热量及液化醪的热量回收再利用，从而达到降低酒精生产成本，节能减排，提高企业竞争力，对行业技术人员来说还是个难题。
发明内容：
综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种淀粉质原料生产酒精的液化设备及液化工艺，它是在现有的淀粉质原料生产酒精的液化设备的基础上，增加余热回收再利用设备，将淀粉质原料液化后的液化醪的余热收集后，输送至淀粉质原料预煮设备，利用液化醪的余热对淀粉质原料进行预煮，从而实现液化醪的余热进行回收再利用，达到节能减排，降低酒精的生产成本，提高企业竞争力的目的。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种淀粉质原料生产酒精的液化设备，其中：包括绞龙、拌料罐、预煮装置及蒸煮装置，绞龙的出料口与拌料罐连通，拌料罐的出料口与预煮装置连通，预煮装置与蒸煮装置连通，蒸煮装置与放热装置连通，放热装置的出气口连通预煮装置，放热装置的出料口连通糖化混合罐；所述的预煮装置包括预煮罐、废热吸收罐及汽液分离器，预煮罐内设置有隔板，隔板将预煮罐分为冷料腔及热料腔，拌料罐的出料口与预煮罐的冷料腔连通，预煮罐的冷料腔通过上料管与废热吸收罐的进料口连通，废热吸收罐的出料口与预煮罐的热料腔连通，废热吸收罐的出气口与汽液分离器的进气口连通，汽液分离器的出气口连通真空泵，预煮罐的热料腔与蒸煮装置连通；所述的蒸煮装置为蒸煮柱，预煮罐的热料腔与蒸煮柱的进料口连通，蒸煮柱的出料口与放热装置连通，所述的放热装置为闪蒸放热罐，蒸煮柱的出料口与闪蒸放热罐的进料口连通，闪蒸放热罐的出料口连通糖化混合罐，闪蒸放热罐的出气口与废热吸收罐的进气口连通。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的拌料罐与蒸煮装置之间设置有四个相互串联的预煮装置，所述的放热装置包括四个相互串联的闪蒸放热罐，一个闪蒸放热罐对应一个预煮装置。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的蒸煮装置包括四个相互串联的蒸煮柱，蒸煮柱的下端通过清料管与糖化混合罐连通，清料管上设置有清料阀。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的上料管上设置有上料泵，上料泵与冷料腔之间设置于上料阀，预煮罐的热料腔通过管道与上料管连通，管道上设置有阀门。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的前一个预煮装置的上料管通过排料管与下一个预煮装置的预煮罐连通，排料管上设置有排料阀。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的最后一个预煮装置的预煮罐的冷料腔与蒸煮装置的蒸煮柱的进料口通过输送管道连接，输送管道上设置有输送泵及输送阀。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的相互串联的两个闪蒸放热罐之间设置有放热阀，闪蒸放热罐的底部通过出料管与糖化混合罐连通，出料管上设置有出料阀。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的后一个预煮装置的汽液分离器的出气口与前一个预煮装置的废热吸收罐的进气口通过出气管连通，所述的第一个预煮装置的汽液分离器的出气口连通真空泵。
利用上述淀粉质原料生产酒精的液化设备对淀粉质原料进行液化的液化工艺包括以下工艺步骤：
一、混料
将淀粉质原料与高温拌料水、糟渣分离工艺中的滤清液在绞龙内混合搅拌并输送至拌料罐，在拌料罐内加入液化酶，并搅拌，将淀粉质原料混合搅拌为淀粉质混合料，混合拌料后的温度为50℃；
二、预热
将混合搅拌后的淀粉质混合料输送至预煮装置进行预煮，使淀粉质混合料的温度由50℃升温至90℃；
三、蒸煮
用生蒸汽将90℃的淀粉质混合料蒸煮至100℃，淀粉质混合料液化成为液化醪，液化醪的温度为100℃；
四、闪蒸放热，
将液化醪输送至放热装置，在放热装置内闪蒸放热，热蒸汽输送至预煮装置，为淀粉质混合料提供预煮所需的热源；液化醪冷却至60℃，将60℃的液化醪输送至糖化装置，进行糖化工艺，至此完成淀粉质原料生产酒精的液化工艺。
本发明的有益效果为：
1、本发明是在现有的淀粉质原料生产酒精的液化设备的基础上，增加余热回收再利用设备，将淀粉质原料液化后的液化醪的余热收集后，输送至淀粉质原料预煮设备，利用液化醪的余热对淀粉质原料进行预煮，从而实现液化醪的余热进行回收再利用，达到节能减排，降低酒精的生产成本，提高企业竞争力的目的。
2、本发明设置四个预煮装置及四个闪蒸放热罐，每个闪蒸放热罐对应一个预煮装置，可将混合搅拌后的50℃的淀粉质原料逐级预煮至90℃，然后再将90℃的淀粉质原料输送至蒸煮柱进行蒸煮液化，在蒸煮时，只需将淀粉质原料加热10℃，即可达到液化所需的温度，而淀粉质原料的预煮采用的是液化醪闪蒸放热后的热蒸汽，大大节约了能源，有效地降低酒精生产时的能源使用量。
3、本发明的液化装置结构简单，构思新颖，操作方便快捷，本发明在使用时，生产一吨酒精，在液化时只需要0.2吨左右的蒸汽，比传统液化工艺节约蒸汽0.6吨左右，并且节约了大量的冷却水。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，一种淀粉质原料生产酒精的液化设备，包括绞龙1、拌料罐2、预煮装置及蒸煮装置7，绞龙1的出料口与拌料罐2连通，拌料罐2的出料口与预煮装置连通，预煮装置与蒸煮装置7连通，蒸煮装置7与放热装置8连通，放热装置8的出气口连通预煮装置，放热装置8的出料口连通糖化混合罐9；拌料装置与蒸煮装置7之间设置有串联的四个预煮装置，分别为一级预煮装置3、二级预煮装置4、三级预煮装置5及四级预煮装置6，一级预煮装置3包括一级预煮罐312、一级废热吸收罐311及一级汽液分离器310，二级预煮装置4包括二级预煮罐412、二级废热吸收罐411及二级汽液分离器410，三级预煮装置5包括三级预煮罐512、三级废热吸收罐511及三级汽液分离器510，四级预煮装置6包括四级预煮罐612、四级废热吸收罐611及四级汽液分离器610，所述的放热装置8包括四个串联的闪蒸放热罐，分别为一级闪蒸放热罐801、二级闪蒸放热罐802、三级闪蒸放热罐803及四级闪蒸放热罐804，一级闪蒸放热罐801与二级闪蒸放热罐802的连接管道上、二级闪蒸放热罐802与三级闪蒸放热罐803的连接管道上、三级闪蒸放热罐803与四级闪蒸放热罐804的连接管道上均设置有放热阀805。一级闪蒸放热罐801、二级闪蒸放热罐802、三级闪蒸放热罐803及四级闪蒸放热罐804均通过出料管807与糖化混合罐9连通，出料管807上设置有出料阀806。
一级预煮罐312内均设置有一级隔板306，一级隔板306将一级预煮罐312分为一级冷料腔301及一级热料腔307；二级预煮罐412内均设置有二级隔板406，二级隔板406将二级预煮罐412分为二级冷料腔401及二级热料腔407；三级预煮罐512内均设置有三级隔板506，三级隔板506将三级预煮罐512分为三级冷料腔501及三级热料腔507；四级预煮罐612内均设置有四级隔板606，四级隔板606将四级预煮罐612分为四级冷料腔601及四级热料腔607。
拌料罐2的出料口与一级预煮罐312的一级冷料腔301连通，一级冷料腔301通过一级上料管309与一级废热吸收罐311的进料口连通，一级废热吸收罐311的出料口与一级热料腔307连通，一级热料腔307通过管道连接二级预煮罐412的二级冷料腔401，一级废热吸收罐311的出气口连通一级汽液分离器310的进气口，一级汽液分离器310的出气口连通真空泵10，一级汽液分离器310的出液口连通一级热料腔307，一级废热吸收罐311的进气口与四级闪蒸放热罐804的出气口及二级汽液分离器410的出气口连通，一级上料管309上设置有一级上料泵302，一级上料泵302与一级冷料腔301与之间设置有一级上料阀303，一级热料腔307通过管道与一级上料管309连通，管道上设置有一级阀门304，一级上料管309通过一级排料管308与二级预煮罐412连通，一级排料管308上设置有一级排料阀305。
二级预煮罐412的二级冷料腔401通过二级上料管409与二级废热吸收罐411的进料口连通，二级废热吸收罐411的出料口与二级热料腔407连通，二级热料腔407通过管道连接三级预煮罐512的三级冷料腔501，二级废热吸收罐411的出气口连通二级汽液分离器410的进气口，二级汽液分离器410的出气口连通一级废热吸收罐311的进气口，二级汽液分离器410的出液口连通二级热料腔407，二级废热吸收罐411的进气口与三级闪蒸放热罐803的出气口及三级汽液分离器510的出气口连通，二级上料管409上设置有二级上料泵402，二级上料泵402与二级冷料腔401与之间设置有二级上料阀403，二级热料腔407通过管道与二级上料管409连通，管道上设置有二级阀门404，二级上料管409通过二级排料管408与三级预煮罐512连通，二级排料管408上设置有二级排料阀405。
三级预煮罐512的三级冷料腔501通过三级上料管509与三级废热吸收罐511的进料口连通，三级废热吸收罐511的出料口与三级热料腔507连通，三级热料腔507通过管道连接四级预煮罐612的四级冷料腔601，三级废热吸收罐511的出气口连通三级汽液分离器510的进气口，三级汽液分离器510的出气口连通二级废热吸收罐411的进气口，三级汽液分离器510的出液口连通三级热料腔507，三级废热吸收罐511的进气口与二级闪蒸放热罐802的出气口及四级汽液分离器610的出气口连通，三级上料管509上设置有三级上料泵502，三级上料泵502与三级冷料腔501与之间设置有三级上料阀503，三级热料腔507通过管道与三级上料管509连通，管道上设置有三级阀门504，三级上料管509通过三级排料管508与四级预煮罐612连通，三级排料管508上设置有三级排料阀505。
四级预煮罐612的四级冷料腔601通过四级上料管609与四级废热吸收罐611的进料口连通，四级废热吸收罐611的出料口与四级热料腔607连通，四级热料腔607通过输送管道608连接蒸煮装置7，输送管道608上设置有输送泵605，四级废热吸收罐611的出气口连通四级汽液分离器610的进气口，四级汽液分离器610的出气口连通三级废热吸收罐511的进气口，四级汽液分离器610的出液口连通四级热料腔607，四级废热吸收罐611的进气口与一级闪蒸放热罐801的出气口及三级汽液分离器510的出气口连通，四级上料管609上设置有四级上料泵602，四级上料泵602与四级冷料腔601与之间设置有四级上料阀603，四级热料腔607通过管道与四级上料管609连通，管道上设置有四级阀门604。
所述的蒸煮装置7包括四个串联的蒸煮柱701，四个蒸煮柱701的下端通过清料管703与糖化混合罐9连通，清料管703上设置有清料阀702，两个相邻的蒸煮柱701之间设置有蒸煮阀704。
利用上述淀粉质原料生产酒精的液化设备对淀粉质原料进行液化的液化工艺包括以下工艺步骤：
一、混料
将淀粉质原料与高温拌料水、糟渣分离工艺中的滤清液在绞龙1内混合搅拌并输送至拌料罐2，在拌料罐2内加入液化酶，并搅拌，将淀粉质原料混合搅拌为淀粉质混合料，混合拌料后的温度为50℃；
二、预热
将混合搅拌后的淀粉质混合料通过搅拌罐的出料口输送至一级预煮装置3的一级冷料腔301，然后通过一级上料泵302输送至一级废热吸收装置，在一级废热吸收装置内，四级闪蒸放热装置8产生的60℃的蒸汽将淀粉质混合料加热至60℃，60℃的蒸汽降温后从一级废热吸收装置的出气口进入一级汽液分离器310进行汽液分离器，气体通过真空泵10抽走，液体进入一级热料腔307，一级废热吸收装置内的60℃的淀粉质混合料通过一级废热吸收装置的出料口进入一级热料腔307，然后再从一级热料腔307的出料口输送至二级预煮装置4的二级冷料腔401，至此实现将50℃的淀粉质混合料预煮升温至60℃。
依次类推，60℃的淀粉质混合料依次通过二级预煮装置4、三级预煮装置5及四级预煮装置6，依次被加热至70℃、80℃、90℃，四级预煮装置6的四级热料腔607内的淀粉质混合料的温度为90℃，至此，完成对淀粉质混合料的预煮，使淀粉质混合料的温度由50℃升温至90℃。
三、蒸煮
将90℃的淀粉质混合料输送至蒸煮柱701，同时在蒸煮柱701内通入高温生蒸汽，将淀粉质混合料由90℃蒸煮至100℃，在四个相互串联的蒸煮柱701内，淀粉质混合料液化成为液化醪，液化醪的温度为100℃。
四、闪蒸放热，
将100℃液化醪输送至一级闪蒸放热罐801，在一级闪蒸放热罐801内，100℃的液化醪闪蒸放热，液化醪降温至90℃，液化醪内的热蒸汽温度也为90℃，90℃的蒸汽从一级闪蒸放热罐801的出气口进入四级废热吸收罐611，90℃的液化醪被输送至二级闪蒸放热罐802，在二级闪蒸放热罐802内90℃的液化醪降温至80℃，80℃的蒸汽从二级闪蒸放热罐802的出气口进入三级废热吸收罐511，80℃的液化醪被输送至三级闪蒸放热罐803，以此类推，在三级闪蒸放热罐803、四级闪蒸放热罐804内，液化醪依次被闪蒸放热至70℃及60℃，液化醪的温度为60℃时达到糖化工艺的需要，从四级闪蒸放热罐804的底部被输送至糖化混合罐9，进入糖化工艺，至此完成淀粉质原料生产酒精的液化工艺。
当停止生产时，需要将设备内的淀粉质混合料清空，启动一级阀门304、一级排料阀305、二级阀门404、二级排料阀405、三级阀门504、三级排料阀505、四级阀门604，一级预煮罐312内残存的淀粉质混合料经一级阀门304，一级上料泵302，一级排料阀305及一级排料管308，被输送至二级预煮罐412，然后跟二级预煮罐412内的淀粉质混合料经二级阀门404，二级上料泵402、二级排料阀405及二级排料管408进入三级预煮罐512，跟三级预煮罐512内的淀粉质混合料一起经过三级阀门504、三级上料泵502、三级排料阀505及三级排料管508进入四级预煮罐612，然后从四级预煮罐612进入蒸煮柱701，从蒸煮柱701下部设置的清料管703进入糖化混合罐9。
放热装置8需要清空时，打开出料阀806，放热装置8内的淀粉质混合料从出料管807排向糖化混合罐9。
要说明的是，以上所述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。
Claims (9)
1.一种淀粉质原料生产酒精的液化设备，其中：包括绞龙（1）、拌料罐（2）、预煮装置及蒸煮装置（7），绞龙（1）的出料口与拌料罐（2）连通，拌料罐（2）的出料口与预煮装置连通，预煮装置与蒸煮装置（7）连通，蒸煮装置（7）与放热装置（8）连通，放热装置（8）的出气口连通预煮装置，放热装置（8）的出料口连通糖化混合罐（9）；所述的预煮装置包括预煮罐、废热吸收罐及汽液分离器，预煮罐内设置有隔板，隔板将预煮罐分为冷料腔及热料腔，拌料罐（2）的出料口与预煮罐的冷料腔连通，预煮罐的冷料腔通过上料管与废热吸收罐的进料口连通，废热吸收罐的出料口与预煮罐的热料腔连通，废热吸收罐的出气口与汽液分离器的进气口连通，汽液分离器的出气口连通真空泵（10），预煮罐的热料腔与蒸煮装置（7）连通；所述的蒸煮装置（7）为蒸煮柱（701），预煮罐的热料腔与蒸煮柱（701）的进料口连通，蒸煮柱（701）的出料口与放热装置（8）连通，所述的放热装置（8）为闪蒸放热罐，蒸煮柱（701）的出料口与闪蒸放热罐的进料口连通，闪蒸放热罐的出料口连通糖化混合罐（9），闪蒸放热罐的出气口与废热吸收罐的进气口连通。
2.根据权利要求1所述的淀粉质原料生产酒精的液化设备，其特征在于：所述的拌料罐（2）与蒸煮装置（7）之间设置有四个相互串联的预煮装置，所述的放热装置（8）包括四个相互串联的闪蒸放热罐，一个闪蒸放热罐对应一个预煮装置。
3.根据权利要求1所述的淀粉质原料生产酒精的液化设备，其特征在于：所述的蒸煮装置（7）包括四个相互串联的蒸煮柱（701），蒸煮柱（701）的下端通过清料管（703）与糖化混合罐（9）连通，清料管（703）上设置有清料阀（702）。
4.根据权利要求1所述的淀粉质原料生产酒精的液化设备，其特征在于：所述的上料管上设置有上料泵，上料泵与冷料腔之间设置于上料阀，预煮罐的热料腔通过管道与上料管连通，管道上设置有阀门。
5.根据权利要求2所述的淀粉质原料生产酒精的液化设备，其特征在于：所述的前一个预煮装置的上料管通过排料管与下一个预煮装置的预煮罐连通，排料管上设置有排料阀。
6.根据权利要求2所述的淀粉质原料生产酒精的液化设备，其特征在于：所述的最后一个预煮装置的预煮罐的冷料腔与蒸煮装置（7）的蒸煮柱（701）的进料口通过输送管道（608）连接，输送管道（608）上设置有输送泵（605）及输送阀。
7.根据权利要求2所述的淀粉质原料生产酒精的液化设备，其特征在于：所述的相互串联的两个闪蒸放热罐之间设置有放热阀（805），闪蒸放热罐的底部通过出料管（807）与糖化混合罐（9）连通，出料管（807）上设置有出料阀（806）。
8.根据权利要求2所述的淀粉质原料生产酒精的液化设备，其特征在于：所述的后一个预煮装置的汽液分离器的出气口与前一个预煮装置的废热吸收罐的进气口通过出气管连通，所述的第一个预煮装置的汽液分离器的出气口连通真空泵（10）。
9.利用权利要求1所述的淀粉质原料生产酒精的液化设备对淀粉质原料进行液化的液化工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：
一、混料
将淀粉质原料与高温拌料水、糟渣分离工艺中的滤清液在绞龙（1）内混合搅拌并输送至拌料罐（2），在拌料罐（2）内加入液化酶，并搅拌，将淀粉质原料混合搅拌为淀粉质混合料，混合拌料后的温度为50℃；
二、预热
将混合搅拌后的淀粉质混合料输送至预煮装置进行预煮，使淀粉质混合料的温度由50℃升温至90℃；
三、蒸煮
用生蒸汽将90℃的淀粉质混合料蒸煮至100℃，淀粉质混合料液化成为液化醪，液化醪的温度为100℃；
四、闪蒸放热，
将液化醪输送至放热装置（8），在放热装置（8）内闪蒸放热，热蒸汽输送至预煮装置，为淀粉质混合料提供预煮所需的热源；液化醪冷却至60℃，将60℃的液化醪输送至糖化装置，进行糖化工艺，至此完成淀粉质原料生产酒精的液化工艺。
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Denomination of invention: Liquefaction equipment and process for producing alcohol from starchy raw materials Granted publication date: 20140618 Pledgee: Bank of China Limited Zhongmou Branch Pledgor: ZHENGZHOU BODA CONCENTRATED DRYING EQUIPMENT CO.,LTD. Registration number: Y2024980026956 |