CN103394205B - 糖蜜酒精发酵成熟醪多效蒸发浓缩一体化设备及工艺 - Google Patents

糖蜜酒精发酵成熟醪多效蒸发浓缩一体化设备及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种糖蜜酒精发酵成熟醪多效蒸发浓缩一体化设备及工艺,设备包括:五效蒸发罐,前一效蒸发罐的分离室与后一效蒸发罐的加热室连通,成熟醪罐与第四效蒸发罐的加热室连通;第一效蒸发罐的加热室与汽凝水收集罐连通,第二、第三、第四效蒸发罐的加热室与纯水收集罐连通,第五效蒸发罐的加热室与酒精收集罐连通;第三效蒸发罐的加热室与浓缩废液收集罐连通。本发明的有益之处在于:以多效差压蒸发浓缩系统取代醪塔的酒精分离提取功能,并同时将剩余的废液进行浓缩,达到一定浓度后即可做为锅炉燃料,不仅节省了设备上的固定投资、降低了能耗,有效降低了生产运行成本,而且有效解决了糖蜜酒精生产过程中,废液处理难度大的问题。<!--1-->

Description

糖蜜酒精发酵成熟醪多效蒸发浓缩一体化设备及工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及一种设备及工艺,具体涉及一种糖蜜酒精发酵成熟醪多效蒸发浓缩一体化设备及工艺。
背景技术
[0002] 淀粉质酒精发酵成熟醪的处理工艺较为简单,即酒精在粗馏塔中被分离提取出来之后,剩余的酒糟一经压滤,滤液用于厌氧处理产生沼气可作为燃料,而滤渣经处理后可作为有机肥料原料或做饲料加工。因废液中物质成分以有机质为主,经处理后的废液基本都可以达标排放,而且运行成本也相对较低。
[0003] 而糖蜜酒精发酵成熟醪(即糖蜜经发酵后得到的酒精半成品)的处理工艺就相对复杂一些,用处理淀粉质酒精发酵成熟醪的工艺来做处理,是达不到相同的效果的。
[0004] 现有的糖蜜酒精发酵成熟醪处理工艺,是先通过醪塔的粗馏,使酒精成分从成熟醪当中分离出来,剩余的废液再进入生化环保工段或多效差压蒸发浓缩工段等做进一步处理。
[0005] 一、生化处理方法:如专利00128938.1,通过培养一种具有快速降解能力的好氧型基质物料,经多级池进行有机物降解处理,除掉废液的有害物质,使之达标排放。然而因糖蜜酒精废液COD含量高,色泽较深,属高浓度有机酸性废液,而且含有大量的无机盐等非发酵性物质,运用此处理工艺,很难达到理想的效果。
[0006] 二、多效差压蒸发浓缩工艺:如专利201110454668.X,糖蜜酒精废水在蒸发器中浓缩,得浓浆液。利用浓缩液的可燃性,把浓浆液通过焚烧炉焚烧后,制成干粉,废水在蒸发器中以蒸汽冷凝水回用于酒精生产。从而实现酒精生产闭路用水系统,无废弃物排放的目的。但设备投资及生产耗能等运行成本较高。
[0007] 综上前述,现有的糖蜜酒精生产工艺,不仅废液处理难度大,而且运行成本高。
发明内容
[0008] 为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种既可有效节省设备投资、降低能耗,又可简化废液处理工艺的糖蜜酒精发酵成熟醪多效蒸发浓缩一体化设备,以及应用该设备处理糖蜜酒精发酵成熟醪的工艺。
[0009] 为了实现上述目标,本发明采用如下的技术方案:
[0010] 一种糖蜜酒精发酵成熟醪多效蒸发浓缩一体化设备,其特征在于,包括:五效蒸发罐,前述每一效蒸发罐均包括设置在底部的加热室和设置在加热室上方的分离室,前一效蒸发罐的分离室与后一效蒸发罐的加热室通过蒸汽管道连通,第一效蒸发罐的加热室上还连接有蒸汽输入管道,成熟醪罐与第四效蒸发罐的加热室连通,第五效蒸发罐的分离室与真空冷凝器连通,前述真空冷凝器分别与酒精收集罐和真空泵连接;第一效蒸发罐的加热室通过第一冷凝管道与汽凝水收集罐连通,第二、第三、第四效蒸发罐的加热室分别通过第二、第三、第四冷凝管道与纯水收集罐连通,第五效蒸发罐的加热室通过第五冷凝管道与酒精收集罐连通;第一与第二效蒸发罐的加热室、第二与第三效蒸发罐的加热室、第四与第五效蒸发罐的加热室、第五与第一效蒸发罐的加热室分别通过醪液输送管道连通;第三效蒸发罐的加热室与浓缩液收集罐连通。
[0011] 前述的糖蜜酒精发酵成熟醪多效蒸发浓缩一体化设备,其特征在于,成熟醪罐与第四效蒸发罐加热室之间安装有第一供料泵。
[0012] 前述的糖蜜酒精发酵成熟醪多效蒸发浓缩一体化设备,其特征在于,第一供料泵与第四效蒸发罐加热室之间还安装有第一加热器。
[0013] 前述的糖蜜酒精发酵成熟醪多效蒸发浓缩一体化设备,其特征在于,第五效蒸发罐加热室与第一效蒸发罐加热室之间安装有第二供料泵。
[0014] 前述的糖蜜酒精发酵成熟醪多效蒸发浓缩一体化设备,其特征在于,第二供料泵与第一效蒸发罐加热室之间还安装有第二加热器。
[0015] 利用前述的多效蒸发浓缩一体化设备蒸发浓缩糖蜜酒精发酵成熟醪的工艺,其特征在于,包括以下步骤:
[0016] (1)、向第一效蒸发罐加热室中通入蒸汽,调整第四效蒸发罐加热室、分离室的温度和压力;
[0017] ( 2 )、令成熟醪由成熟醪罐进入第四效蒸发罐加热室进行加热,酒精蒸汽通过蒸汽管道进入第五效蒸发罐加热室,进而进入酒精收集罐中;随后,成熟醪通过醪液输送管道进入第五效蒸发罐加热室进行加热;
[0018] (3)、酒精蒸汽通过真空冷凝器后进入酒精收集罐中;随后,成熟醪通过醪液输送管道进入第一效蒸发罐加热室进行加热;
[0019] (4)、水蒸汽通过蒸汽管道进入第二效蒸发罐加热室,进而进入纯水收集罐中;随后,成熟醪通过醪液输送管道进入第二效蒸发罐加热室进行加热;
[0020] (5)、水蒸汽通过蒸汽管道进入第三效蒸发罐加热室,进而进入纯水收集罐中;随后,成熟醪通过醪液输送管道进入第三效蒸发罐加热室进行加热;
[0021] (6)、水蒸汽通过蒸汽管道进入第四效蒸发罐加热室,成熟醪进入浓缩液收集罐中;
[0022] 其中,第一至第五效蒸发罐加热室的温度和压力均依次降低;前一效蒸发罐分离室的温度和压力与后一效蒸发罐加热室的温度和压力均保持一致,且第五效蒸发罐分离室的温度和压力均低于第五效蒸发罐加热室的温度和压力。
[0023] 前述的蒸发浓缩糖蜜酒精发酵成熟醪的工艺,其特征在于,第五效蒸发罐分离室与第五效蒸发罐加热室的温度相差10°c,压力相差14 KPao
[0024] 前述的蒸发浓缩糖蜜酒精发酵成熟醪的工艺,其特征在于,前述第一至第五效蒸发罐加热室的温度依次为:124〜132°C、112〜116°C、98〜102°C、76〜78°C、68〜70°C;第一至第五效蒸发罐加热室的压力依次为:0.15〜0.20 MPa,0.04〜0.05 MPa, -0.01〜
O MPa、-60 〜-62 KPa、-66 〜-68 KPa0
[0025] 前述的蒸发浓缩糖蜜酒精发酵成熟醪的工艺,其特征在于,成熟醪从成熟醪罐出来后、进入第四效蒸发罐加热室之前被加热,加热温度与第四效蒸发罐分离室的温度保持一致。
[0026] 前述的蒸发浓缩糖蜜酒精发酵成熟醪的工艺,其特征在于,成熟醪从第五效蒸发罐加热室出来后、进入第一效蒸发罐加热室之前被加热,加热温度与第一效蒸发罐分离室的温度保持一致。
[0027] 本发明的有益之处在于:本发明的多效蒸发浓缩一体化设备,以多效差压蒸发浓缩系统取代醪塔的酒精分离提取功能,并同时将剩余的废液进行浓缩,达到一定浓度后即可做为锅炉燃料,不仅节省了设备上的固定投资、降低了能耗,有效降低了生产运行成本,而且有效解决了糖蜜酒精生产过程中,废液处理难度大的问题。
附图说明
[0028]图1是本发明的多效蒸发浓缩一体化设备的组成示意图。
[0029] 图中附图标记的含义:1_成熟醪罐,2-第一供料泵,3-第一加热器,4-分离室,5-加热室,6-分尚室,7-加热室,8-分尚室,9-加热室,10-分尚室,11-加热室,12-分尚室,13-加热室,14-真空冷凝器,15-第二加热器,16-汽凝水收集罐,17-泵,18-浓缩液收集罐,19-泵,20-第二供料泵,21-纯水收集罐,22-泵,23-酒精收集罐,24-泵,25-真空泵,26-蒸汽输入管道。
具体实施方式
[0030] 以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
[0031] 参照图1,本发明的糖蜜酒精发酵成熟醪多效蒸发浓缩一体化设备,包括:五效蒸发罐,即第一效蒸发罐、第二效蒸发罐、第三效蒸发罐、第四效蒸发罐、第五效蒸发罐,每一效蒸发罐均包括设置在底部的加热室,即加热室5、加热室7、加热室9、加热室11、加热室13,以及设置在加热室上方的分离室,即分离室4、分离室6、分离室8、分离室10、分离室12,前一效蒸发罐的分离室与后一效蒸发罐的加热室通过蒸汽管道连通,其中,第一效蒸发罐的加热室5上还连接有蒸汽输入管道26,成熟醪罐I与第四效蒸发罐的加热室11连通,第五效蒸发罐的分离室12与真空冷凝器14连通,该真空冷凝器14还分别与酒精收集罐23和真空泵25连接;此外,第一效蒸发罐的加热室5通过第一冷凝管道与汽凝水收集罐16连通,第二效蒸发罐的加热室7、第三效蒸发罐的加热室9、第四效蒸发罐的加热室11分别通过第二、第三、第四冷凝管道与纯水收集罐21连通,第五效蒸发罐的加热室13通过第五冷凝管道与酒精收集罐23连通,第三效蒸发罐的加热室9还与浓缩液收集罐18连通;同时,各蒸发罐的加热室之间也是连通的,用于转运成熟醪,具体的,第一效蒸发罐的加热室5与第二效蒸发罐的加热室7通过醪液输送管道连通,第二效蒸发罐的加热室7与第三效蒸发罐的加热室9通过醪液输送管道连通,第四效蒸发罐的加热室11与第五效蒸发罐的加热室13通过醪液输送管道连通,第五效蒸发罐的加热室13与第一效蒸发罐的加热室5通过醪液输送管道连通。
[0032] 作为一种优选的方案,成熟醪罐I与第四效蒸发罐的加热室11之间安装有第一供料泵2,用于将成熟醪罐I中的成熟醪泵入第四效蒸发罐的加热室11中。
[0033] 更为优选的是,第一供料泵2与第四效蒸发罐的加热室11之间还安装有第一加热器3,用于对成熟醪进行预加热,使其尽快达到第四蒸发罐的加热室11的温度。
[0034] 作为一种优选的方案,第五效蒸发罐的加热室13与第一效蒸发罐的加热室5之间安装有第二供料泵20,用于将第五效蒸发罐的加热室13中的成熟醪泵入第一效蒸发罐的加热室5中。
[0035] 更为优选的是,第二供料泵20与第一效蒸发罐的加热室5之间还安装有第二加热器15。由于第五效蒸发罐的加热室13与第一效蒸发罐的加热室5之间的温度相差较多,利用第二加热器15对成熟醪进行加热,可使其尽快达到第一效蒸发罐的加热室5的温度。
[0036] 下面以质量浓度为16〜18%、酒分的体积百分含量为10〜12%的糖蜜酒精发酵成熟醪为试验原料,利用上述多效蒸发浓缩一体化设备对其进行蒸发浓缩,并对试验结果进行统计。
[0037] 在该蒸发浓缩工艺中,第一至第五效蒸发罐的加热室的温度和压力均依次降低;前一效蒸发罐的分离室的温度和压力与后一效蒸发罐的加热室的温度和压力均保持一致,且第五效蒸发罐的分离室的温度和压力均低于第五效蒸发罐的加热室的温度和压力,优选的,第五效蒸发罐的分离室与第五效蒸发罐的加热室的温度相差10°c,压力相差14 KPa。具体如下:
[0038] 1、向第一效蒸发罐的加热室5中通入蒸汽,调整第四效蒸发罐的加热室11的温度至76〜78°C、调整压力至-60〜-62 KPa,同时调整分离室10的温度至68〜70°C、调整压力至-66 〜-68 Kpa。
[0039] 2、发酵成熟醪在第一供料泵2的作用下,由成熟醪罐I进入第四效蒸发罐的加热室11中进行加热,由分离室10蒸发分离出来的酒精蒸汽通过蒸汽管道进入第五效蒸发罐的加热室13中被冷凝下来,冷凝液通过第五冷凝管道进入酒精收集罐23中;经统计,此时加热室11中剩余成熟醪的质量浓度为20〜22%、酒分的体积百分含量为0.2〜1.0%,将加热室11中的成熟醪通过醪液输送管道输送进入第五效蒸发罐的加热室13中进行加热,加热室13的温度为68〜70°C、压力为-66〜-68 KPa,分离室12的温度为58〜60°C、压力为-80 〜-82 KPa。
[0040] 3、由分离室12蒸发分离出来的少量酒精蒸汽通过真空冷凝器14后被冷凝下来,冷凝液进入酒精收集罐23中,酒精收集罐23中的料液的酒分的体积百分含量为23〜27%,经泵24输送至蒸馏工序进一步加工处理;经统计,此时加热室13中剩余成熟醪的质量浓度为24〜27%、酒分的体积百分含量在0.02%以下,将加热室13中的成熟醪利用第二供料泵20由醪液输送管道输送进入第一效蒸发罐的加热室5中进行加热,加热室5的温度为124〜132°C、压力为0.15〜0.20 MPa,分离室4的温度为112〜116°C、压力为0.04〜0.05 MPa0
[0041] 4、由分离室4蒸发分离出来的水蒸汽通过蒸汽管道进入第二效蒸发罐的加热室7中被冷凝下来,冷凝液进入纯水收集罐21中;经统计,此时加热室5中剩余成熟醪的质量浓度为32〜36%,将加热室5中的成熟醪通过醪液输送管道输送进入第二效蒸发罐的加热室7中进行加热,加热室7的温度为112〜116°0、压力为0.04〜0.05 MPa,分离室6的温度为98〜102°C、压力为-0.01〜O MPa。
[0042] 5、由分离室6蒸发分离出来的水蒸汽通过蒸汽管道进入第三效蒸发罐的加热室9中被冷凝下来,冷凝液进入纯水收集罐21中;经统计,此时加热室7中剩余成熟醪的质量浓度为42〜47%,将加热室7中的成熟醪通过醪液输送管道进入第三效蒸发罐的加热室9中进行加热,加热室9的温度为98〜102°C、压力为-0.01〜O MPa,分离室8的温度为76〜78 °C、压力为-60 〜-62 KPa0
[0043] 6、由分离室8蒸发分离出来的水蒸汽通过蒸汽管道进入第四效蒸发罐的加热室11中被冷凝下来,冷凝液进入纯水收集罐21中,纯水收集罐21中的料液由泵22送回车间回收利用;经统计,此时加热室9中剩余成熟醪的质量浓度为65〜70%,将加热室9中成熟醪输送进入醪液收集罐18中即可,最后由泵19送至浓缩液储存罐(未图示)作为锅炉燃料,浓缩液质量浓度为65〜70%,浓缩液热值为:Qdwy=1600〜1800Kcal/Kg,每吨酒精约产2〜3吨浓缩废液。
[0044] 第一效蒸发罐的加热室5冷凝下来的汽凝水,回收至汽凝水收集罐16中,并由泵17送回锅炉(未图示)回用。
[0045] 蒸发过程中产生的不凝气体组分由真空泵25抽取,并排出系统。
[0046] 作为一种优选的方案,成熟醪从成熟醪罐I出来后、进入第四效蒸发罐的加热室11之前被加热,加热温度与第四效蒸发罐的分离室10的温度保持一致,对成熟醪进行预加热,可以使其尽快达到第四蒸发罐的加热室11的温度。优选采用加热器进行加热。
[0047]由于第五效蒸发罐的加热室13与第一效蒸发罐的加热室5之间的温度相差较大,为了使成熟醪能够尽快达到第一效蒸发罐的加热室5的温度,作为一种优选的方案,成熟醪从第五效蒸发罐的加热室13出来后、进入第一效蒸发罐的加热室5之前被加热,加热温度与第一效蒸发罐的分离室4的温度保持一致。优选采用加热器进行加热。
[0048]由此可见,本发明的多效蒸发浓缩一体化设备,以多效差压蒸发浓缩系统取代醪塔的酒精分离提取功能,并同时将剩余的废液进行浓缩,达到一定浓度后即可做为锅炉燃料,不仅节省了设备上的固定投资、降低了能耗,有效降低了生产运行成本,而且有效解决了糖蜜酒精生产过程中,废液处理难度大的问题。
[0049] 需要说明的是,上述实施例不以任何形式限制本发明,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.糖蜜酒精发酵成熟醪多效蒸发浓缩一体化设备,其特征在于,包括:五效蒸发罐,所述每一效蒸发罐均包括设置在底部的加热室和设置在加热室上方的分离室,前一效蒸发罐的分离室与后一效蒸发罐的加热室通过蒸汽管道连通,第一效蒸发罐的加热室上还连接有蒸汽输入管道,成熟醪罐与第四效蒸发罐的加热室连通,第五效蒸发罐的分离室与真空冷凝器连通,所述真空冷凝器分别与酒精收集罐和真空泵连接;第一效蒸发罐的加热室通过第一冷凝管道与汽凝水收集罐连通,第二、第三、第四效蒸发罐的加热室分别通过第二、第三、第四冷凝管道与纯水收集罐连通,第五效蒸发罐的加热室通过第五冷凝管道与酒精收集罐连通;第一与第二效蒸发罐的加热室、第二与第三效蒸发罐的加热室、第四与第五效蒸发罐的加热室、第五与第一效蒸发罐的加热室分别通过醪液输送管道连通;第三效蒸发罐的加热室与浓缩液收集罐连通;所述成熟醪罐与第四效蒸发罐加热室之间安装有第一供料泵;所述第五效蒸发罐加热室与第一效蒸发罐加热室之间安装有第二供料泵。
2.根据权利要求1所述的糖蜜酒精发酵成熟醪多效蒸发浓缩一体化设备,其特征在于,第一供料泵与第四效蒸发罐加热室之间还安装有第一加热器。
3.根据权利要求1所述的糖蜜酒精发酵成熟醪多效蒸发浓缩一体化设备,其特征在于,第二供料泵与第一效蒸发罐加热室之间还安装有第二加热器。
4.利用权利要求1、2或3所述的多效蒸发浓缩一体化设备蒸发浓缩糖蜜酒精发酵成熟醪的工艺,其特征在于,包括以下步骤: (1)、向第一效蒸发罐加热室中通入蒸汽,调整第四效蒸发罐加热室、分离室的温度和压力; (2)、令成熟醪由成熟醪罐进入第四效蒸发罐加热室进行加热,酒精蒸汽通过蒸汽管道进入第五效蒸发罐加热室,进而进入酒精收集罐中;随后,成熟醪通过醪液输送管道进入第五效蒸发罐加热室进行加热; (3)、酒精蒸汽通过真空冷凝器后进入酒精收集罐中;随后,成熟醪通过醪液输送管道进入第一效蒸发罐加热室进行加热; (4)、水蒸汽通过蒸汽管道进入第二效蒸发罐加热室,进而进入纯水收集罐中;随后,成熟醪通过醪液输送管道进入第二效蒸发罐加热室进行加热; (5)、水蒸汽通过蒸汽管道进入第三效蒸发罐加热室,进而进入纯水收集罐中;随后,成熟醪通过醪液输送管道进入第三效蒸发罐加热室进行加热; (6)、水蒸汽通过蒸汽管道进入第四效蒸发罐加热室,成熟醪进入浓缩液收集罐中; 其中,第一至第五效蒸发罐加热室的温度和压力均依次降低;前一效蒸发罐分离室的温度和压力与后一效蒸发罐加热室的温度和压力均保持一致,且第五效蒸发罐分离室的温度和压力均低于第五效蒸发罐加热室的温度和压力。
5.根据权利要求4所述的蒸发浓缩糖蜜酒精发酵成熟醪的工艺,其特征在于,第五效蒸发罐分离室与第五效蒸发罐加热室的温度相差10°c,压力相差14KPa。
6.根据权利要求5所述的蒸发浓缩糖蜜酒精发酵成熟醪的工艺,其特征在于,所述第一至第五效蒸发罐加热室的温度依次为:124〜132°C、112〜116°C、98〜102°C、76〜78°C,68〜70°C ;第一至第五效蒸发罐加热室的压力依次为:(λ 15〜0.20MPa,0.04〜0.05MPa、-0.01 〜OMPa、-60 〜_62KPa、-66 〜_68KPa。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的蒸发浓缩糖蜜酒精发酵成熟醪的工艺,其特征在于,成熟醪从成熟醪罐出来后、进入第四效蒸发罐加热室之前被加热,加热温度与第四效蒸发罐分离室的温度保持一致。
8.根据权利要求4-6任意一项所述的蒸发浓缩糖蜜酒精发酵成熟醪的工艺,其特征在于,成熟醪从第五效蒸发罐加热室出来后、进入第一效蒸发罐加热室之前被加热,加热温度与第一效蒸发罐分离室的温度保持一致。
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