CN1037732A - 丙酮发酵生产中内循环换热工艺 - Google Patents

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Abstract

一种丁醇丙酮工业发酵生产换热系统中内循环 换热的工艺。它分为配醪、醪蒸煮、稀释、冷却、粗馏 等工艺。这种工艺方法,把醪液蒸煮浓度从原来的 16%提高到20%—28%,又把粗馏前的发酵成熟醪 预热到85℃。同时,在工艺设备中,增加了三个内装 有上、下行盘管的换热槽及两个汽液分离器。本发明 的优点在于,回收热量,节约能源,与现有工艺比较, 节汽率40%。

Description

本发明为一种丙酮、丁醇工业发酵换热系统内循环换热的工艺方法。
丙酮、丁醇淀粉发酵法工业生产已是一种成型工艺,但运用这种工艺生产所耗费的能量是很高的。在传统的工艺中,以上海溶剂厂的生产工艺为例,将醪液蒸煮浓度由过去的8%提高到16%,实现了节约蒸汽23%。但这种浓度还可以提高。同时,在传统工艺中,在对稀释后的热醪进行冷却时,仍有大部分热量被流失,而未能被有效地回收利用。
本发明的目的在于克服原有工艺的不足,而提供一种内循环换热的工艺。
本发明的工艺过程如下:
1、投料、糊化。
按配醪浓度要求(20%-28%重量比)定时定量向糊化锅投入原料粉和回收热水。然后进行搅拌,充分混匀后投入蒸煮锅,再由供水泵向蒸煮锅提供回收热水。随着蒸煮次数的递增,三个换热槽中水温逐级升高,此后,生产用的不同温度的热水或废醪液便可由此来提供。
2、糊化醪蒸煮
关闭蒸煮锅所有阀门,打开蒸汽阀通入蒸汽,加热至初沸时,短时间开启锅顶与汽液分离器相通的管道阀门,排除锅内空气后关闭,继续通入蒸汽,使锅内温度升到140℃,停止升温,维持30-40分钟。
3、高浓度蒸煮醪的稀释
把80℃的热水,泵入蒸煮锅,使锅内的醪液降压、降温、降低浓度。
4、冷却醪液,回收热能
引稀释后的热熟醪,通过换热槽中的上行盘管与三级换热槽中的冷相水作热交换。冷却醪液,回收热能。
投料前期,因换热系统中冷却水温度低,蒸煮醪很快降低到发酵适温,可直接泵入发酵罐。随冷却水温的升高,换热效率降低,此后,则需通过螺旋板式冷却器上水阀门,用调解冷却水流量的办法来保证培养基达到发酵适温。
5、接种与发酵
6、粗馏
自发酵成熟罐流出的发酵成熟醪通过下行盘管,先后通过三个换热槽,醪温逐级升高,部分低沸区溶剂产物在管道内汽化,并冲入汽液分离器被分离。粗馏前醪液的基础温度可升高到85℃。
本发明还具有以下特点:
1、在换热系统中,采用了三个内装有蛇形盘管的串连的换热水槽,另外在原来设备的基础上,增加了两个汽液分离器。其中一级换热槽分别与发酵罐、汽液分离器、二级换热槽相通。二级换热槽分别与过滤机、汽液分离器、一级换热槽相通。三级换热槽分别与汽液分离器、蒸煮锅、过滤机相通。汽液分离器分别与换热槽和粗馏塔相通。
2、过滤醪渣,回收热能
粗馏后的废醪,从粗馏塔底部引出(105℃),一部分被直接泵入糊化锅,以提高糊化液蒸煮前的底温,其余部分则通过第三级换热槽的上行盘管,经初步降温后进入过滤机。滤液的一部分首先补足废液贮槽(二级换热槽)中已被消耗的液量,剩余部分继续沿上行盘管通过第一、二级换热槽热回收后放弃。
3、热水递补
第三级换热槽内不断耗用的水量,由第一级换热槽中的温水进行补充,而第一级换热槽中被消耗的水是由蒸馏系统50℃以上的冷却水来补充的。
附图说明:
图1是本发明工艺流程示意图。
下行盘管1,上行盘管2,蒸汽管道3,汽液分离器4,糊化供水泵5,糊化锅6,玉米粉投料口7,粗馏塔8,螺旋板式冷却器9,发酵罐组10,蒸煮醪输送泵11,一级换热槽12,二级换热槽13,过滤机14,三级换热槽15,压水泵16,两用供水泵17,贮水槽18,蒸煮锅19,水管20,废醪液流出管21。
图2是原工艺流程示意图
回收水给水管1,玉米粉投料口2,蒸汽管路3,蒸煮器4,一级后熟器5,混合器6,二级后熟器7,汽液分离器8,一级螺旋板式冷却器9,二级螺旋板式冷却器10,发酵罐组11,糊化锅12,废醪液输入泵13,回收水输送泵14,回收水贮槽15,冷却水上水管16,过滤器17,粗馏塔18。
实施例:(见新旧工艺衡算对照表)
以1吨投料(干粉)为计算基准。
原工艺(上海溶剂厂)热衡算
附表1
Figure 881050660_IMG1
”醪液量12.667T,减去发酵过程中发酵气体逸出量0.53T。
新工艺热衡算
附表2
**”醪液量12.667T,减去发酵过程中发酵气体逸出量0.53T,再减去汽液分离器溶剂产物馏出量0.05T。
本发明相比现有技术具有如下优点:
从上述实施例的比较表中可以看出,在发明的工艺中,在粗馏前的醪液予热中耗汽量原工艺为总耗汽量的45-50%,而本发明工艺的蒸汽耗只占总耗汽量的18%。在蒸煮工艺上,把蒸煮浓度提高到25%(重量比),工序节汽率达27%。

Claims (3)

1、一种丙酮、丁醇发酵法生产中内循环换热工艺。该工艺分以下几个步骤:
a、糊化醪配制:b、糊化醪蒸煮;c、蒸煮醪的稀释;d、稀释醪的冷却;e、发酵成熟醪的予热与粗馏;
其特征在于:发酵成熟醪先流经换热装置予热升温到85℃。醪液蒸煮浓度为20-28%(重量比)。
2、一种根据权利要求1所述的方法对热醪冷却时进行热回收的装置,其特征在于它有三个内装有上行盘管和下行盘管的换热贮水槽(21、19、17),以及两个汽液分离器(8、9)。
3、根据权利要求2所述的装置,经管路连接,组成内循环换热网,其特征是:
a、一级换热槽21分别与三级换热槽17,联用输液泵10、补水泵20相串连;
b、二级换热槽19分别与联用输液泵10,滤渣机18、稀释液压水泵15相串连;
c、三级换热槽17分别与一级换热槽21、联用输液泵10、稀释液压水泵15相串连;
d、两级汽液分离器8、9分别与一、二级换热槽中的下行盘管6、粗馏塔13汽液相通;
e、上行盘管7始端接于蒸煮锅14和粗馏塔13,末端经冷却醪输料泵5、螺旋板冷却器3、4与发酵(活化)罐1相连;
f、下行盘管6始端与发酵(成熟醪)罐1相接,末端与粗馏塔13相连。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101302542B (zh) * 2008-04-29 2010-07-14 江苏联海生物科技有限公司 一种丁醇丙酮生产方法
CN101302545B (zh) * 2008-04-29 2010-07-14 江苏联海生物科技有限公司 一种生产丙酮丁醇的方法

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