CN105602845A - 提高乙醇回收率的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高乙醇回收率的装置，包括进料泵、酶解罐、发酵罐、精馏罐、冷凝器、缓冲罐和乙醇接收器，它们依次连接；所述酶解罐和发酵罐底部分别设有减速机，减速机的上方连接有搅拌棒，酶解罐的底部还设有蒸汽进口管A，酶解罐的顶部设有热回流管A；所述发酵罐通过U型导管与酶解罐连接，发酵罐的顶部还设有加料口，发酵罐的顶部设有与精馏罐连接的热回流管B；所述精馏罐的底部设有蒸汽进口管B，所述冷凝器与精馏罐顶部的导汽管连接，冷凝器的底部连接有缓冲罐，所述缓冲罐的顶部还连接有真空泵，缓冲罐的下方连接有乙醇接收器。本发明装置设有真空系统，能降低精馏温度，缩短精馏时间，降低能耗、降低生产成本。

Description

提高乙醇回收率的装置
技术领域
本发明属于精细化工技术领域，具体是涉及一种提高乙醇回收率的装置。
背景技术
随着化石资源渐趋枯竭和其产生的污染越来越严重，生物质可再生清洁能源越来越受到世界各国的高度重视，越来越多的国家将燃料乙醇等替代能源作为能源战略的一个主要方向。燃料乙醇主要通过化学合成法和生物发酵法制得，生物发酵法主要以淀粉质、糖蜜或纤维素等为原料，通过微生物代谢产生乙醇，也是目前生产乙醇最为常用的方法。
生产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，再经过蒸馏提纯，即可得到乙醇。在乙醇生产过程中，现有的生产设备中往往存在耗能大、生产效率低、污染大、冷却水用量大、乙醇回收率低等问题，因此，在乙醇生产过程中减少能量消耗和提高设备的利用率对降低生产成本十分重要。
发明内容
本发明针对现有乙醇生产设备存在的问题，提供一种低能耗、生产效率高、回收率高、产品纯度高、生产成本低的乙醇生产设备。
为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现：
一种提高乙醇回收率的装置，包括进料泵、酶解罐、发酵罐、精馏罐、冷凝器、缓冲罐和乙醇接收器，它们依次连接；所述酶解罐和发酵罐底部分别设有减速机，所述减速机通过联轴器与电机连接，减速机的上方连接有搅拌棒，酶解罐的底部还设有蒸汽进口管A，酶解罐的顶部设有热回流管A；所述发酵罐通过U型导管与酶解罐连接，发酵罐的顶部还设有加料口，发酵罐的顶部设有与精馏罐连接的热回流管B；所述精馏罐的底部设有蒸汽进口管B，所述冷凝器与精馏罐顶部的导汽管连接，冷凝器的底部连接有缓冲罐，所述缓冲罐的顶部还连接有真空泵，缓冲罐的下方连接有乙醇接收器。
优选地，以上所述精馏罐的内部还设有温度计。
优选地，以上所述酶解罐和发酵罐内部还分别设有温度计和pH计。
优选地，以上所述U型导管上还设有流量计。
优选地，以上所述蒸汽进口管A和蒸汽进口管B的上方还设有喷头。
优选地，以上所述冷凝器为列管冷凝器。
优选地，以上所述真空泵为水环真空泵。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明装置设有真空系统，能降低精馏温度，缩短精馏时间，提高设备利用率，提高产品质量和得率，降低生产成本。
2、本发明装置设有热回流管，能将热能充分的回收利用，降低了能耗，进而降低乙醇的生产成本，有效克服了现有设备耗能大、成本高的问题。
3、本发明装置设有缓冲罐，一方面可降低装置的真空度，便于乙醇蒸汽进入冷凝器，另一方面防止真空泵吸入其他介质而损坏真空泵。
4、本发明设备中还有精馏罐，发酵后的乙醇经过精馏后可得到高纯度的乙醇，精馏与常规的减压蒸馏相比，乙醇的回收率更高、纯度更高。
5、本发明在酶解罐的底部设有U型导管，避免了管道阻塞的问题，而大大提高了酶解效率和发酵效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
附图标识中：1-酶解罐，2-进料泵，3-蒸汽进口管A，4-搅拌棒，5-减速机，6-U型导管，7-加料口，8-发酵罐，9-精馏罐，10-冷凝器，11-缓冲罐，12-乙醇接收器，13-真空泵，14-回流管A,15-流量计，16-热回流管B，17-蒸汽进口管B，18-导汽管。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明进一步说明，但不限于本发明的保护范围。
实施例1
如附图1所示，所述提高乙醇回收率的装置，包括进料泵2、酶解罐1、发酵罐8、精馏罐9、冷凝器10、缓冲罐11和乙醇接收器12，它们依次连接；所述酶解罐1和发酵罐8底部分别设有减速机5，所述减速机5通过联轴器与电机连接，减速机5的上方连接有搅拌棒4，酶解罐1的底部还设有蒸汽进口管A3，酶解罐1的顶部设有热回流管A14；所述发酵罐8通过U型导管6与酶解罐1连接，U型导管6上还设有流量计15，所述酶解罐1和发酵罐8内部还分别设有温度计和pH计，发酵罐8的顶部还设有加料口7，发酵罐8的顶部设有与精馏罐9连接的热回流管B16；所述精馏罐9的底部设有蒸汽进口管B17，精馏罐9的内部还设有温度计，所述冷凝器10与精馏罐9顶部的导汽管18连接，所述冷凝器10为列管冷凝器；冷凝器10的底部连接有缓冲罐11，所述缓冲罐11的顶部还连接有真空泵13，缓冲罐11的下方连接有乙醇接收器12。所述真空泵13为水环真空泵。
使用时，开启进料泵2,用进料泵2将淀粉浆液输送至酶解罐1，从蒸汽进口管3通入蒸汽，控制温度在65℃，然后用进料泵2将淀粉酶溶液输送至酶解罐1，控制酶解的温度为85℃、pH为6.5、酶解时间为60min，酶解过程中开启减速机5对物料进行搅拌，得酶解产物；打开酶解罐1下方的U型导管6上的阀门，将酶解产物送入发酵罐，酶解产物排出后即可打开热回流管A14上方的阀门，剩余的水蒸气即可用于第二批淀粉浆液的发酵，打开热回流管B16上方的阀门，酶解产物冷却过程中产生的热量排入精馏罐9，可用于粗酒精的蒸馏，将酶解产物冷却至32℃后，打开进料口7上方的盖子，从进料口7加入酵母，将盖子盖上，控制pH为5，开启减速机5对物料进行搅拌，发酵培养60h，即可得到粗乙醇；打开发酵罐8底部导管上的阀门，将粗乙醇输送至精馏罐9，打开真空泵13上方的阀门，启动真空泵13，从精馏罐9的底部通入蒸汽，在真空状态下对粗乙醇进行蒸馏，控制温度为80℃，精馏罐9不挥发的液体从罐底部的出液管排除，乙醇蒸发后从精馏罐9顶部的导汽管进入冷凝器10冷凝，冷凝得到的乙醇先进入缓冲罐11，然后再进入乙醇接收器12，打开乙醇接收器12下方的阀门即可收集乙醇。

Claims (7)

1.一种提高乙醇回收率的装置，其特征在于：包括进料泵（2）、酶解罐（1）、发酵罐（8）、精馏罐（9）、冷凝器（10）、缓冲罐（11）和乙醇接收器（12），它们依次连接；所述酶解罐（1）和发酵罐（8）底部分别设有减速机（5），所述减速机（5）通过联轴器与电机连接，减速机（5）的上方连接有搅拌棒（4），酶解罐（1）的底部还设有蒸汽进口管A（3），酶解罐（1）的顶部设有热回流管A(14)；所述发酵罐（8）通过U型导管（6）与酶解罐（1）连接，发酵罐（8）的顶部还设有加料口（7），发酵罐（8）的顶部设有与精馏罐（9）连接的热回流管B(16)；所述精馏罐（9）的底部设有蒸汽进口管B(17)，所述冷凝器（10）与精馏罐（9）顶部的导汽管（18）连接，冷凝器（10）的底部连接有缓冲罐（11），所述缓冲罐（11）的顶部还连接有真空泵（13），缓冲罐（11）的下方连接有乙醇接收器（12）。
2.根据权利要求1所述的一种提高乙醇回收率的装置，其特征在于：所述精馏罐（9）的内部还设有温度计。
3.根据权利要求1所述的一种提高乙醇回收率的装置，其特征在于：所述酶解罐（1）和发酵罐（8）内部还分别设有温度计和pH计。
4.根据权利要求1所述的一种提高乙醇回收率的装置，其特征在于：所述U型导管（6）上还设有流量计（15）。
5.根据权利要求1所述的一种提高乙醇回收率的装置，其特征在于：所述蒸汽进口管A（3）和蒸汽进口管B(17)的上方还设有喷头。
6.根据权利要求1所述的一种提高乙醇回收率的装置，其特征在于：所述冷凝器（10）为列管冷凝器。
7.根据权利要求1所述的一种提高乙醇回收率的装置，其特征在于：所述真空泵（13）为水环真空泵。
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