CN104893956A - 一种一体化餐厨垃圾发酵制取乙醇的设备 - Google Patents

一种一体化餐厨垃圾发酵制取乙醇的设备 Download PDF

Info

Publication number
CN104893956A
CN104893956A CN201510364064.4A CN201510364064A CN104893956A CN 104893956 A CN104893956 A CN 104893956A CN 201510364064 A CN201510364064 A CN 201510364064A CN 104893956 A CN104893956 A CN 104893956A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fermented distilled
still
distilled still
valve
fermented
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510364064.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104893956B (zh
Inventor
杨秀莲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201510364064.4A priority Critical patent/CN104893956B/zh
Priority to CN201710411083.7A priority patent/CN107058402B/zh
Publication of CN104893956A publication Critical patent/CN104893956A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104893956B publication Critical patent/CN104893956B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
    • C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/12—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing fuels or solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
    • C12M27/08—Stirrer or mobile mixing elements with different stirrer shapes in one shaft or axis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/20—Degassing; Venting; Bubble traps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M33/00—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M33/00—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
    • C12M33/16—Screw conveyor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/18—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
    • C12M41/22—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes in contact with the bioreactor walls
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/18—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
    • C12M41/24—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes inside the vessel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/40—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M43/00—Combinations of bioreactors or fermenters with other apparatus
    • C12M43/02—Bioreactors or fermenters combined with devices for liquid fuel extraction; Biorefineries
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
    • C12M45/20—Heating; Cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/12—Purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/18—Gas cleaning, e.g. scrubbers; Separation of different gases

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

一种一体化餐厨垃圾发酵制取乙醇的设备，主要由发酵蒸馏釜(2)、精馏塔(3)、冷凝器(4)、乙醇收集罐(5)、尾气净化罐(6)、空压机(或鼓风机)(7)、螺旋排渣机(8)等组成；本申请提供了可以排净换热设备内的冷凝水，且原料的消毒、发酵、乙醇蒸馏提纯以及发酵渣的干燥在同一装置内依次进行的用餐厨垃圾或/和有机物为原料发酵制取乙醇的设备。

Description

一种一体化餐厨垃圾发酵制取乙醇的设备
技术领域
本发明涉及一种一体化餐厨垃圾(有机物为原料)发酵制取乙醇的设备，属于节能环保以及生化设备领域。
技术背景
随着人们日常生活的不断改善，餐厨垃圾的量愈来愈多，低成本的利用和管理好餐厨垃圾，使其无害化、减量化和资源化，杜绝餐厨垃圾进入饲料食物链，维护人们的食品卫生与健康，是当今社会关注的大事，有着重大的环境社会意义。
有关餐厨垃圾为原料生产乙醇的方法和设备已有许多报导；在CN102174591A中，公开了“一种连续固态发酵餐厨垃圾生产乙醇的方法”；其原料的杀毒汽爆灌、发酵塔、乙醇蒸馏器以及发酵渣的干燥器等设备是都分离开的；其缺点是物料在各个设备之间的中转时间长，生产流程长、设备多、占地面积大，使用率低，及生产成本高；特别地，传统的发酵设备内的蒸汽加热或冷水降温的换热器多为列管式或盘管式，其缺点是管式换热器容易发生“汽阻、积水”现象，常常发生管体裂缝、焊缝脱落、破损或故障，人体维修不方便；
常规的有机物(如秸秆)为原料发酵制取乙醇、生物有机肥、生物饲料、药品、食品、有机溶剂或有机原料等所采用的设备一般都是分体式，即物料的灭火、水解、糖化、发酵、蒸馏提纯和发酵渣的干燥设备都是分开的，这极大地增加了物料在各个设备之间的中转时间，降低了设备单位时间内的生产量，增加了生产成本；
本发明的目的就是要克服上述设备的缺点，提供一体化餐厨垃圾或/和有机物为原料发酵制取乙醇的设备；具体地，提供一种可以排净换热设备内的冷凝水，且原料的消毒、水解、糖化、发酵、乙醇蒸馏提纯以及发酵渣的干燥在同一装置内依次进行的用餐厨垃圾或/和有机物为原料发酵制取乙醇的设备。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一体化餐厨垃圾或/和有机物为原料发酵制取乙醇的设备，主要由圆筒形发酵蒸馏釜、精馏塔、冷凝器、乙醇收集罐、尾气净化罐、空压机或鼓风机、螺旋排渣机等组成；其中，原料如餐厨垃圾、水、酶制剂通过加料阀门与发酵蒸馏釜的上部相连通；发酵蒸馏釜的中部垂直配置多根钢制换热列管，多根列管的中心均垂直配置带螺旋搅叶的旋转轴，轴的下端用固定套固定，轴的顶端由配置在发酵蒸馏釜顶部连接调速电机的变速箱轴套固定；圆筒形发酵蒸馏釜中心的那一根换热列管内的旋转轴的下方配置刮板；每根垂直列管的上下二端管口分别与带法兰盘的孔板焊接在一起，组合成常规的列管换热器；列管的外部与圆筒形的发酵蒸馏釜的内壁之间的空间属于热载体如水蒸汽的加热或降温的密闭换热室；配置在列管换热器上下二端的法兰盘与圆筒形发酵蒸馏釜的上部筒体和下部筒体的法兰盘分别联接固定，并相连通；圆筒形发酵蒸馏釜的顶部配置有驱动搅拌轴旋转的调速电机；所述的圆筒形发酵蒸馏釜的顶部结构，可以是圆形封头或平顶结构；所述的轴被调速电机驱动，也可以在轴的顶端配置齿轮或皮带轮，由另一电机驱动旋转；圆筒形发酵蒸馏釜的下部配置带小孔的隔板或滤网，其隔板上部的釜外壁上配置排渣孔，该排渣孔联接发酵渣出口阀门，并与螺旋排渣机的进口相联通将发酵渣排出釜外；发酵蒸馏釜的底部经阀门与空压机或鼓风机的送风出口相联通；发酵蒸馏釜的底部配置换热室；发酵蒸馏釜的上部经阀门联接乙醇精馏塔的底部，精馏塔的顶部与冷凝器的气相物质进口相联通，冷凝器的液体物料出口与乙醇收集罐的进料口相连通；乙醇收集罐的上部的废气出口与废气净化罐内部的废气接受管相连通；发酵蒸馏釜上部的废气排放管的出口经阀门与废气净化罐的废气接受管相连通；发酵蒸馏釜的上部与发酵渣加热干燥时水蒸气的排放阀门相联通；压力表配置在发酵蒸馏釜的顶部，温度计的探头插孔配置在换热钢制列管内；入孔配置在发酵蒸馏釜的上部侧壁上；
本发明中，原料的杀菌消毒采用高温水蒸气加热进行实施，其方式是将高温水蒸气经过阀门38通入发酵蒸馏釜2内，与物料直接接触进行加热升温，或将高温水蒸汽经阀门30通入发酵蒸馏釜2内的换热钢制列管19外壁的加热室29中，给管19内的物料间接升温加热；其蒸汽冷凝水经阀门17排出；或是将热载体如水蒸气或导热油输入换热室20，给发酵蒸馏釜2内的物料进行间接加热升温进行消毒灭活；
本发明中，原料在发酵蒸馏釜2内发酵完成时乙醇含量一般在10-30％左右，还需要进一步的加热浓缩和精馏，最后才得到95％以上的乙醇；本发明在加热浓缩或精馏时所需要的热量，主要采用如下加热方式：
将高温水蒸汽经阀门30通入发酵蒸馏釜2内的换热钢制列管19外壁的加热室29中，给管19内的物料间接加热升温；其蒸汽冷凝水经阀门17排出；或/和是将热载体如水蒸气或导热油输入换热室20，给发酵蒸馏釜2内的物料进行间接加热升温；发酵蒸馏釜2内受热后的乙醇从液相转变成气相，气相乙醇经阀门11进入精馏塔3进行提纯，然后，按传统技术进行收集和储备；
本发明中，发酵蒸馏釜2内的发酵渣干燥所需要的热量，主要采用如下加热方式：
将高温水蒸汽经阀门30通入发酵蒸馏釜2内的换热钢制列管19外壁的加热室29中，给管19内的发酵渣间接加热升温；其蒸汽冷凝水经阀门17排出；或/和是将热载体如水蒸气或导热油输入换热室20，给发酵蒸馏釜2内的物料进行间接加热升温；受热后的发酵渣中的水分从液相转变成水蒸汽，水蒸气经阀门13进入废气净化罐6进行吸附、冷凝和净化处理；
本发明中，可以定期的或不定期的将一定量的空气用空压机7经过阀门23输入到发酵蒸馏釜2内，空气串过铺有筛网的隔板24，以防网孔被阻塞，导致糟水向下流动时受阻；
本发明中，如果需要采取好氧发酵工艺，如用糖类、乙醇或醋酸为原料制造柠檬酸，需要氧气进行发酵时，其操作方法：将一定量的空气用空压机7经过阀门23输入到发酵蒸馏釜2内，空气串过铺有筛网的隔板24，气流上升，与发酵物料接触，进行发酵；
本发明的原料包括：餐厨垃圾、碳水化合物和生物质；其中包括：农业有机废弃物(如各类秸秆、稻壳、稻草、棉杆、壳、枝、叶、根、草)、林业废弃物(如零散木材、木屑、树枝、枝丫、截头、树皮、果壳、果皮)、畜禽粪便、污泥、生活污水和有机废水、草本和木本植物；
本发明与现有的技术比较具有如下优点：
用水蒸汽给发酵塔加热时不产生汽阻或冷凝积水，发酵设备内的换热管不易损害，经久耐用；原料的杀菌消毒、降温、发酵、乙醇的精馏提纯和发酵渣的干燥等主要工序，均在同一设备中进行，降低了产品单位产量的设备投资和设备的占地面积，缩短了各个设备之间的出料或加料的时间，降低了生产成本，提高了工作效益；
附图说明
图1为本发明的结构图；
图2为发酵蒸馏釜的剖面图
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述，但本实施例不受其限制；
在图1中，1-入孔；2-圆筒形发酵蒸馏釜；3-精馏塔；4-冷凝器；5-乙醇收集罐；6-尾气净化罐；7-空压机(或鼓风机)；8-螺旋排渣机；9-压力表；10-调速电机；11-精馏阀门；12-原料进塔阀门；13-发酵时废气出口阀门；14-法兰盘；15-温度计；16-冷水进釜阀门；17-冷凝水(疏水)出塔阀门；18-发酵渣出口阀门；19-钢制换热列管；20-热载体(水蒸气或导热油)换热室；21-热载体出口阀门；22-发酵废水出口阀门；23-空气进塔阀；24-滤网隔板；25-可旋转的刮板；26-热载体(水蒸气)进口阀门；27-旋转轴的固定套；28-带搅拌器的旋转轴；29-加热或降温的换热室；30-热载体(水蒸气)进釜阀门；31-热水出釜阀门；32-达标气体排放管；33-废气接受管；34-乙醇出料阀门；35-乙醇；36-净化液体；37-净化液排出阀门；38-热载体(水蒸气)进釜阀门；39-发酵渣干燥时水蒸气排泄阀门；
一体化餐厨垃圾或/和有机物为原料发酵制取乙醇的设备，主要由圆筒形发酵蒸馏釜2、精馏塔3、冷凝器4、乙醇收集罐5、尾气净化罐6、空压机或鼓风机7、螺旋排渣机8等组成；其中，原料如餐厨垃圾、水、酶制剂通过加料阀门12与发酵蒸馏釜2的上部相连通；发酵蒸馏釜2的中部垂直配置多根钢制换热列管19，多根列管19的中心均垂直配置带螺旋搅叶的旋转轴28，轴28的下端用固定套27固定，轴28的顶端由配置在发酵蒸馏釜2顶部连接调速电机的变速箱轴套固定；圆筒形发酵蒸馏釜2中心的那一根换热列管内的旋转轴28的下方配置刮板25；每根垂直列管19的上下二端管口分别与带法兰盘14的孔板焊接在一起，组合成常规的列管换热器；列管19的外部与圆筒形的发酵蒸馏釜2的内壁之间的空间属于热载体如水蒸汽的加热或降温的密闭换热室29；配置在列管换热器上下二端的法兰盘14与圆筒形发酵蒸馏釜2的上部筒体和下部筒体的法兰盘14分别联接固定，并相连通；圆筒形发酵蒸馏釜2的顶部配置有驱动搅拌轴28旋转的调速电机10；所述的圆筒形发酵蒸馏釜2的顶部结构，可以是圆形封头或平顶结构；所述的轴28被调速电机10驱动，也可以在轴28的顶端配置齿轮或皮带轮，由另一电机驱动旋转；圆筒形发酵蒸馏釜2的下部配置带小孔的隔板或滤网24，其隔板24上部的釜2外壁上配置排渣孔，该排渣孔联接发酵渣出口阀门18，并与螺旋排渣机8的进口相联通将发酵渣排出釜2外；发酵蒸馏釜2的底部经阀门23与空压机或鼓风机7的送风出口相联通；发酵蒸馏釜2的底部配置换热室20；发酵蒸馏釜2的上部经阀门11联接乙醇精馏塔3的底部，精馏塔3的顶部与冷凝器4的气相物质进口相联通，冷凝器4的液体物料出口与乙醇收集罐5的进料口相连通；乙醇收集罐5的上部的废气出口与废气净化罐6内部的废气接受管33相连通；发酵蒸馏釜2上部的废气排放管的出口经阀门13与废气净化罐6的废气接受管相连通；发酵蒸馏釜2的上部与发酵渣加热干燥时水蒸气的排放阀门39相联通；压力表9配置在发酵蒸馏釜2的顶部，温度计15的探头插孔配置在换热钢制列管19内；入孔1配置在发酵蒸馏釜2的上部侧壁上。
实施例1将某宾馆收集的餐厨垃圾首先进行油水分离，得到固体餐厨垃圾，每100克固体餐厨垃圾的成分分析：总糖25.3克，非还原性糖13.1克，还原性糖9.6克，蛋白质3.4克，脂肪9.9克，纤维素11.2克；将此固体餐厨垃圾经过破碎机进行粉碎成浆，通过阀门12加入到发酵蒸馏釜2内，将一定量的水经阀门12加入发酵蒸馏釜2内，受螺旋搅拌轴28和刮板25的转动，原料与水在发酵蒸馏釜2内进行充分混合均匀，然后，进行如下工序：
1.杀菌消毒处理：
将高温水蒸汽经阀门38输入发酵蒸馏釜2内，水蒸气均匀地串过隔板24小孔，不断地上升，与搅拌中的物料均匀的接触而发酵蒸馏使釜2内的物料温度升温至150℃，消毒灭活时间为10分钟，发酵蒸馏釜2内的温度由温度计15监控，压力由压力表9显示监控；彻底杀灭有害细菌和病毒；
2.发酵：
关闭杀菌消毒过程中的高温蒸汽阀门38，给发酵蒸馏釜2内的物料降温至发酵工艺要求的低温如15-35℃，发酵是放热的生化反应，物料温度会自行上升，为了控制发酵工艺所要求的25-35℃的温度范围，发酵蒸馏釜2内的物料的降温方法是：
将冷水经阀门16输入到换热室29内，热水从阀门31排出，或将冷水从阀门21进入换热室20，热水从阀门26排出；通过温度计15和冷水的流速控制整个发酵过程中的物料25-35℃的温度范围；当发酵蒸馏釜2内的物料温度降至30℃时，将一定配比的酶制剂按照每100克餐厨垃圾加入：4000U糖化酶、200IU纤维素酶、300U酸性蛋白酶和0.015克“丹宝利”牌耐高温酿酒活性干酵母经阀门12，加入到发酵蒸馏釜2内，进行糖化和/或发酵；发酵中发酵蒸馏釜2内的温度由温度计15监控，压力由压力表9显示监控；在带搅拌器的旋转轴的顺转或逆转搅拌下，餐厨垃圾、酶制剂和水进行充分接触和混合，隔绝空气，进行厌氧发酵制取乙醇，发酵时间为39小时，PH控制在4-5，用醋酸、柠檬酸或糟液调节发酵物料的酸碱度；温度控制在25-35℃的温度范围，发酵中产生的废气经过阀门13进入尾气净化罐6进行环保达标净化处理，环保合格的气体从管32的出口排放；经检测原料转化率合格后，发酵完毕，关闭冷水进釜阀门16；
3.乙醇的加热蒸发和精馏提纯：
采用高温水蒸气给发酵蒸馏釜2和精馏塔3供热制取高浓度的乙醇；具体地，将高温水蒸汽经阀门30输入到发酵蒸馏釜2内的换热室29，20内，从发酵蒸馏釜2的底部和中部间接地给发酵蒸馏釜2的物料加热，加热的水蒸汽从阀门30、26进入换热室，蒸汽的冷凝水从阀门17、21排出；在搅拌装置10、28、25的搅拌下，物料被均匀地加热，当物料温度上升至乙醇的汽化温度时，乙醇从液相转化成气相乙醇，气相乙醇被蒸发，经阀门11进入精馏塔3进行常规方法的精馏，高浓度乙醇的气相物质从精馏塔3的顶部流出，进入冷凝器4进行冷凝成液态，得到纯度为95％Wt％的乙醇，并流入乙醇收集罐5内储备待用，乙醇35经阀门34排出装置；按照通用公知的分子筛塔脱水法吸附法处理95％Wt％的乙醇，最后，得到无水乙醇产品；蒸馏乙醇中产生的不凝结性气体经过管道33通入尾气净化罐6的净化液体36中，进行吸附和净化环保达标处理，环保合格的气体从管32的出口排放；在乙醇加热蒸发和精馏提纯中，发酵蒸馏釜2和精馏塔3内的温度，由温度计15监控；压力由压力表9显示监控；当釜2内的乙醇蒸发完毕后，停止加热，终止蒸发及精馏程序；
3.发酵渣的干燥：
采用高温水蒸气给发酵蒸馏釜2内的蒸馏剩余物或发酵渣进行脱水，然后进行加热干燥；具体地，将阀门22打开，将釜2内发酵渣中含有的发酵剩余的糟水经过铺有滤网的带孔隔板24进行过滤，发酵渣在滤网上面，而糟水串过滤网隔板24自动向下流出，排出圆筒形罐体1外，至不能自动流出明水为止，关闭阀门22，并按传统工艺设备收集、利用或净化排出的糟水；对发酵渣加热干燥时，将高温水蒸汽经阀门30输入到发酵蒸馏釜2内的换热室29，20内，从发酵蒸馏釜2的底部和中部间接地给发酵蒸馏釜2的物料加热，加热的水蒸汽从阀门30、26进入换热室，蒸汽的冷凝水从阀门17、21排出；在搅拌装置10、28、25的搅拌下，发酵渣被均匀地加热，发酵渣中的水分不断地受热后汽化，转变水蒸气，水蒸气经阀门39不断地向发酵蒸馏釜2的外面排出，并按传统工艺设备收集和处理水蒸气；当发酵渣中的水分含量蒸发降至15％Wt％时，停止加热干燥；打开排渣阀门18，启动搅拌装置10、25、28和螺旋排渣机8，不断地将干燥合格的发酵渣经过排渣阀18排出发酵蒸馏釜2外；
实施例2玉米秸秆经过除石、除铁、清洗、用切割机切成1公分以下，通过公知的方法进行预处理或汽爆，将预处理后的玉米秸秆碎片通过阀门12加入到发酵蒸馏釜2内，将一定量的水经阀门12加入发酵蒸馏釜2内，配成10％的玉米秸秆发酵基料，加入适量的营养盐，接入里斯木酶Rut-C30菌种纤维素酶，在50℃保温30小时进行发酵，纤维素转化成糖液，其转化率达到72.6％Wt％；糖化完毕后，将物料在发酵蒸馏釜2内降温至30℃，然后，依照上述实施例1的方法和设备，进行酒精的发酵，经过30℃发酵24小时，乙醇的生成浓度达到10％体积百分比，糖的乙醇转化率达到92.5％；乙醇经过蒸馏塔的蒸馏、分子筛塔的吸附脱水，最后得到无水乙醇产品。

Claims (1)

1.一体化餐厨垃圾发酵制取乙醇的设备，主要由圆筒形发酵蒸馏釜(2)、精馏塔(3)、冷凝器(4)、乙醇收集罐(5)、尾气净化罐(6)、空压机(或鼓风机)(7)、螺旋排渣机(8)组成，其特征在于：原料通过加料阀门(12)与发酵蒸馏釜(2)的上部相连通；发酵蒸馏釜(2)的中部垂直配置多根钢制换热列管(19)，多根列管(19)的中心均垂直配置带螺旋搅叶的旋转轴(28)，轴(28)的下端用固定套(27)固定，轴(28)的顶端由配置在发酵蒸馏釜(2)顶部连接调速电机的变速箱轴套固定；圆筒形发酵蒸馏釜(2)中心的那一根换热列管内的旋转轴(28)的下方配置刮板(25)；每根垂直列管(19)的上下二端管口分别与带法兰盘(14)的孔板焊接在一起；列管(19)的外部与圆筒形的发酵蒸馏釜(2)的内壁之间的空间属于热载体的加热或降温的密闭换热室(29)；配置在列管换热器上下二端的法兰盘(14)与圆筒形发酵蒸馏釜(2)的上部筒体和下部筒体的法兰盘(14)分别联接固定，并相连通；圆筒形发酵蒸馏釜(2)的顶部配置有驱动搅拌轴(28)旋转的调速电机(10)；所述的圆筒形发酵蒸馏釜(2)的顶部结构，可以是圆形封头或平顶结构；所述的轴(28)被调速电机(10)驱动，也可以在轴(28)的顶端配置齿轮或皮带轮，由另一电机驱动旋转；圆筒形发酵蒸馏釜(2)的下部配置带小孔的隔板或滤网(24)，其隔板(24)上部的釜(2)外壁上配置排渣孔，该排渣孔联接发酵渣出口阀门(18)，并与螺旋排渣机(8)的进口相联通将发酵渣排出釜(2)外；发酵蒸馏釜(2)的底部经阀门(23)与空压机(7)的送风出口相联通；发酵蒸馏釜(2)的底部配置换热室(20)；发酵蒸馏釜(2)的上部经阀门(11)联接乙醇精馏塔(3)的底部，精馏塔(3)的顶部与冷凝器(4)的气相物质进口相联通，冷凝器(4)的液体物料出口与乙醇收集罐(5)的进料口相连通；乙醇收集罐(5)的上部的废气出口与废气净化罐(6)内部的废气接受管(33)相连通；发酵蒸馏釜(2)上部的废气排放管的出口经阀门(13)与废气净化罐(6)的废气接受管相连通；发酵蒸馏釜(2)的上部与发酵渣加热干燥时水蒸气的排放阀门(39)相联通；压力表(9)配置在发酵蒸馏釜(2)的顶部，温度计(15)的探头插孔配置在换热钢制列管(19)内；入孔(1)配置在发酵蒸馏釜(2)的上部侧壁上。
CN201510364064.4A 2015-06-29 2015-06-29 一种一体化餐厨垃圾发酵制取乙醇的设备 Expired - Fee Related CN104893956B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510364064.4A CN104893956B (zh) 2015-06-29 2015-06-29 一种一体化餐厨垃圾发酵制取乙醇的设备
CN201710411083.7A CN107058402B (zh) 2015-06-29 2015-06-29 一种一体化餐厨垃圾发酵制取乙醇的设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510364064.4A CN104893956B (zh) 2015-06-29 2015-06-29 一种一体化餐厨垃圾发酵制取乙醇的设备

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710411083.7A Division CN107058402B (zh) 2015-06-29 2015-06-29 一种一体化餐厨垃圾发酵制取乙醇的设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104893956A true CN104893956A (zh) 2015-09-09
CN104893956B CN104893956B (zh) 2017-09-12

Family

ID=54026924

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710411083.7A Active CN107058402B (zh) 2015-06-29 2015-06-29 一种一体化餐厨垃圾发酵制取乙醇的设备
CN201510364064.4A Expired - Fee Related CN104893956B (zh) 2015-06-29 2015-06-29 一种一体化餐厨垃圾发酵制取乙醇的设备

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710411083.7A Active CN107058402B (zh) 2015-06-29 2015-06-29 一种一体化餐厨垃圾发酵制取乙醇的设备

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN107058402B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112723643A (zh) * 2021-01-04 2021-04-30 重庆工程职业技术学院 一种餐厨垃圾发酵液四相分离系统
EP3778852A4 (en) * 2018-03-27 2021-12-22 Sekisui Chemical Co., Ltd. DEVICE FOR MANUFACTURING AN ORGANIC SUBSTANCE, AND GAS TREATMENT SYSTEM
CN117582731A (zh) * 2024-01-18 2024-02-23 宿迁南翔化学品制造有限公司 针对大规模丙二酸生产的多级冷凝蒸馏机构

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113975941B (zh) * 2021-09-27 2024-04-16 湖北来凤腾升香料化工有限公司 一种智能化香料香精废料空气净化设备及其使用方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101220378A (zh) * 2008-01-30 2008-07-16 清华大学 一种基于糖质原料生产乙醇的固态发酵方法与系统
CN101235391A (zh) * 2008-02-01 2008-08-06 清华大学 基于固态发酵料连续分离乙醇与余热利用的方法和系统
CN101503713A (zh) * 2009-03-11 2009-08-12 清华大学 糖质原料生产乙醇发酵/蒸馏一体化工艺及装置
CN201942664U (zh) * 2011-01-18 2011-08-24 马荣昌 发酵罐
CN102174591A (zh) * 2011-02-01 2011-09-07 中国科学院过程工程研究所 一种连续固态发酵餐厨垃圾生产乙醇的方法
WO2013166458A1 (en) * 2012-05-04 2013-11-07 Butamax (Tm) Advanced Biofuels Llc Processes and systems for alcohol production and recovery
CN103627621A (zh) * 2013-12-23 2014-03-12 秦宪义 固态立式发酵、自循环冷却、蒸馏一体化装置及方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101220378A (zh) * 2008-01-30 2008-07-16 清华大学 一种基于糖质原料生产乙醇的固态发酵方法与系统
CN101235391A (zh) * 2008-02-01 2008-08-06 清华大学 基于固态发酵料连续分离乙醇与余热利用的方法和系统
CN101503713A (zh) * 2009-03-11 2009-08-12 清华大学 糖质原料生产乙醇发酵/蒸馏一体化工艺及装置
CN201942664U (zh) * 2011-01-18 2011-08-24 马荣昌 发酵罐
CN102174591A (zh) * 2011-02-01 2011-09-07 中国科学院过程工程研究所 一种连续固态发酵餐厨垃圾生产乙醇的方法
WO2013166458A1 (en) * 2012-05-04 2013-11-07 Butamax (Tm) Advanced Biofuels Llc Processes and systems for alcohol production and recovery
CN103627621A (zh) * 2013-12-23 2014-03-12 秦宪义 固态立式发酵、自循环冷却、蒸馏一体化装置及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
黄亚东等: "《酒精生产技术》", 28 February 2014 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3778852A4 (en) * 2018-03-27 2021-12-22 Sekisui Chemical Co., Ltd. DEVICE FOR MANUFACTURING AN ORGANIC SUBSTANCE, AND GAS TREATMENT SYSTEM
CN112723643A (zh) * 2021-01-04 2021-04-30 重庆工程职业技术学院 一种餐厨垃圾发酵液四相分离系统
CN112723643B (zh) * 2021-01-04 2023-06-02 重庆工程职业技术学院 一种餐厨垃圾发酵液四相分离系统
CN117582731A (zh) * 2024-01-18 2024-02-23 宿迁南翔化学品制造有限公司 针对大规模丙二酸生产的多级冷凝蒸馏机构
CN117582731B (zh) * 2024-01-18 2024-03-19 宿迁南翔化学品制造有限公司 针对大规模丙二酸生产的多级冷凝蒸馏机构

Also Published As

Publication number Publication date
CN107058402A (zh) 2017-08-18
CN107058402B (zh) 2020-08-18
CN104893956B (zh) 2017-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109534636B (zh) 一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产系统
JP5519893B2 (ja) スラリー分離及びバイオガス生成についてのコンセプト
CN101058097B (zh) 一种餐饮垃圾资源化利用方法
CN104609916A (zh) 农业废弃物高温快速发酵生产有机肥的方法及装置
JP2004506487A5 (zh)
CN104893956A (zh) 一种一体化餐厨垃圾发酵制取乙醇的设备
CN103664247A (zh) 餐厨垃圾处理系统
CN107513540A (zh) 一种集成式厌氧发酵工艺及系统
CN104893961A (zh) 餐厨废弃物能源与肥料一体化处理装置及方法
CN110064642A (zh) 一种餐厨垃圾处理系统及其使用方法
KR20060015682A (ko) 유기물을 함유한 폐기물 및 배설물 처리방법과 장치
CN108018206A (zh) 一种基于超声波的发酵系统
CN108821867A (zh) 利用鱼鳞、鱼内脏及其清洗污水制备生物液态肥的方法
CN206188669U (zh) 一种快速堆肥反应器
CN209712729U (zh) 一种生态保护卫生防疫厕所系统
CN209872801U (zh) 养殖粪污中温太阳能好氧发酵罐
CN111777434A (zh) 一种畜禽养殖粪污发热微生物腐熟方法及其腐熟装置
CN100562561C (zh) 一种山楂核馏油的提取纯化方法与装置
CN201006869Y (zh) 利用生态废料产生燃气的斜坡管式装置
CN202829861U (zh) 餐厨垃圾处理系统
CN212682010U (zh) 厨余垃圾处理系统中进气预热装置
CN108147844A (zh) 有机肥生产线装置及有机肥生产制作方法
CN107200642A (zh) 一种秸秆肥的制备方法
CN210103937U (zh) 一种有机物厌氧干式发酵装置
CN103086756A (zh) 餐厨垃圾处理方法及设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170912

Termination date: 20210629

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee