CN110093379A - 利用高粱杆制备乙醇的方法与设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的利用高粱杆制备乙醇的方法与设备，其中，利用高粱杆制备乙醇的设备，包括：储存粉碎后高粱杆的青贮池；用于向青贮池输送热水，使青贮池内的高粱杆发酵的锅炉，与青贮池通过热水输送管连接；用于对青贮池排出的乙醇蒸汽进行冷凝的冷凝塔，与青贮池通过乙醇蒸汽排出管连接；青贮池的底部设置有漏水孔，漏水孔与用于容纳酵母液的酵母池连通，酵母池与锅炉的蒸汽排出管连接，以使酵母池的酵母液通过蒸汽经漏水孔输送回青贮池，完成酵母在酵母池与青贮池之间循环。本发明的利用高粱杆制备乙醇的方法，包括：将高粱杆粉碎；向粉碎后的高粱杆粉碎输送热水，使高粱杆发酵；对发酵的高粱杆蒸馏，使酵母在酵母池与青贮池之间循环；对青贮池排出的乙醇蒸汽进行冷凝。本发明的技术方案，具有高效、节能、环保的优点。

Description

利用高粱杆制备乙醇的方法与设备
技术领域
本发明涉及利用发酵的方法合成目标化合物领域，特别是涉及一种利用高粱杆制备乙醇的方法与设备。
背景技术
燃料乙醇是一种新型清洁燃料，是可再生能源开发利用的重要方向。燃料乙醇可以用玉米、小麦等粮食作物和甘蔗、木薯、红薯、高粱、甜菜等非粮作物通过生物发酵方式来生产，也可以利用植物纤维经过预处理、无机酸或纤维素酶水解、再通过生物发酵方式生产。将一定比例的燃料乙醇掺混在普通汽油即调和成乙醇汽油。乙醇汽油可以有效改善油品的性能和质量，降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物的排放。
我国人多地少，耕地资源紧缺，粮食供需处于紧平衡，以玉米、小麦为原料生产燃料乙醇将威胁到国家的粮食安全，影响粮食正常供应，并导致农产品价格上涨等连锁反应，所以我国严格控制以粮食为原料的燃料乙醇新建和扩能项目。燃料乙醇虽然在我国具有良好的使用及推广价值，但其发展趋势应立足于我国国情，做到不与人争粮，不与粮争地，走以非粮作物，如以甜高粱为原料的生产路线。
甜高粱是高粱的一个变种，起源于非洲，该作物耐涝、耐旱、耐盐碱，适应性极强，被称为“作物中的骆驼”，是近年来人们比较关注的能源作物之一。甜高粱是碳4植物，具有极高的光合速率，生物学产量极高，它不仅每公顷收获1.5～6.0t的高粱籽，更重要的是每公顷可产45.0～67.5t富含糖分的茎秆。常规的利用高粱制备乙醇的技术方案，均是将高粱果实的淀粉提取出来，再将淀粉转化为糖类，再使糖类发酵转化为乙醇。这种技术方案步骤繁琐、耗能高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有高效、节能、环保的优点的利用高粱杆制备乙醇的方法与设备。
本发明的利用高粱杆制备乙醇的设备，包括：
用于储存粉碎后高粱杆的青贮池；
用于向青贮池输送热水，使青贮池内的高粱杆发酵的锅炉，与所述青贮池通过热水输送管连接；
用于对青贮池排出的乙醇蒸汽进行冷凝的冷凝塔，与所述青贮池通过乙醇蒸汽排出管连接；
所述青贮池的底部设置有漏水孔，所述漏水孔与用于容纳酵母液的酵母池连通，所述酵母池与锅炉的蒸汽排出管连接，以使酵母池的酵母液通过蒸汽经漏水孔输送回青贮池，完成酵母在酵母池与青贮池之间循环。
本发明的利用高粱杆制备乙醇的设备，其中，还包括：
用于对冷凝塔排出的乙醇液体加热复蒸的蒸馏罐，与所述冷凝塔通过管路连接；
用于对蒸馏罐排出的乙醇蒸汽冷却使所述乙醇蒸汽冷凝为液体的出酒冷凝塔，与所述蒸馏罐通过管路连接。
本发明的利用高粱杆制备乙醇的设备，其中，所述漏水孔与所述酵母池通过漏水管连通，漏水管上设置有阀门，所述漏水孔与排水管连接，所述排水管上设置有阀门。
本发明的利用高粱杆制备乙醇的设备，其中，所述青贮池的顶部设置有进料口，所述利用高粱杆制备乙醇的设备还包括第一风机，所述第一风机的抽风管伸入所述青贮池的内部，以使所述青贮池内部产生负压。
本发明的利用高粱杆制备乙醇的方法，包括：
将高粱杆粉碎；
向粉碎后的高粱杆粉碎输送热水，使高粱杆发酵；
对发酵的高粱杆蒸馏，使酵母在酵母池与青贮池之间循环；
对青贮池排出的乙醇蒸汽进行冷凝。
本发明的利用高粱杆制备乙醇的方法，还包括：
对冷凝塔排出的乙醇液体加热复蒸；
对蒸馏罐排出的乙醇蒸汽冷却使所述乙醇蒸汽冷凝为液体。
本发明的技术方案，具有高效、节能、环保的优点。
附图说明
图1为本发明的利用高粱杆制备乙醇的设备的结构示意图的主视图；
图2为青贮池的结构示意图的右视图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明的利用高粱杆制备乙醇的设备，包括：
用于储存粉碎后高粱杆的青贮池1；
用于向青贮池1输送热水，使青贮池1内的高粱杆发酵的锅炉2，与青贮池1通过热水输送管10连接；
用于对青贮池1排出的乙醇蒸汽进行冷凝的冷凝塔3，与青贮池1通过乙醇蒸汽排出管11连接；
青贮池1的底部设置有漏水孔4，漏水孔4与用于容纳酵母液的酵母池5 连通，酵母池与锅炉的蒸汽排出管20连接，以使酵母池的酵母液通过蒸汽经漏水孔输送回青贮池，完成酵母在酵母池与青贮池之间循环。
当本发明的利用高粱杆制备乙醇的设备工作时，锅炉2向青贮池1输送热水，热水及水蒸气将青贮池内温度提高，这样青贮池内的高粱杆在酵母的作用下开始发酵，这样高粱杆中的糖直接发酵转化为乙醇，同时，酵母被热水冲刷进酵母池，为防止这一部分的酵母浪费，酵母池与锅炉的蒸汽排出管20连接，锅炉的水蒸气进入酵母池，随着水蒸气升腾，酵母通过蒸汽经漏水孔输送回青贮池，这样完成酵母在酵母池与青贮池之间的循环。
本发明的利用高粱杆制备乙醇的设备，其中，还包括：
用于对冷凝塔3排出的乙醇液体加热复蒸的蒸馏罐6，与冷凝塔3通过管路连接；
用于对蒸馏罐排出的乙醇蒸汽冷却使乙醇蒸汽冷凝为液体的出酒冷凝塔 7，与蒸馏罐6通过管路连接。
本发明的利用高粱杆制备乙醇的设备，其中，漏水孔4与漏水管14连通，漏水管14上设置有阀门，漏水管14下方设置有倾斜放置的接水板15，接水板15的下端伸入酵母池5。
接水板15一方面对漏水孔的漏水导流，另一方面又对酵母池上来的水蒸气导流，防止蒸汽浪费损失。
漏水管与排水管连通，排水管上设置有阀门。
当设备停止工作时，排水管用于清理青贮池，排出废水。
本发明的利用高粱杆制备乙醇的设备，其中，青贮池的顶部设置有进料口 8，进料口设置有密封盖，利用高粱杆制备乙醇的设备还包括第一风机13，第一风机的抽风管伸入青贮池1的内部，以使青贮池内部产生负压，这样利用负压可以更好地对青贮池密封，防止青贮池漏气带来热量损失及发酵效果不佳。
本发明的利用高粱杆制备乙醇的设备，其中，冷凝塔3上连接沟通管16，沟通管16上设置有第二风机17，第二风机17用于将青贮池内的乙醇蒸汽抽取出来。
本发明的利用高粱杆制备乙醇的设备，其中，青贮池的内部设置有喷淋装置18，喷淋装置18与热水输送管10连接。
本发明的利用高粱杆制备乙醇的方法，包括：
将高粱杆粉碎；
向粉碎后的高粱杆粉碎输送热水，使高粱杆发酵；
对发酵的高粱杆蒸馏，使酵母在酵母池与青贮池之间循环；
对青贮池排出的乙醇蒸汽进行冷凝。
本发明的利用高粱杆制备乙醇的方法，还包括：
对冷凝塔排出的乙醇液体加热复蒸；
对蒸馏罐排出的乙醇蒸汽冷却使乙醇蒸汽冷凝为液体。
常规的利用高粱果实制备乙醇的技术方案，均是将高粱果实的淀粉提取出来，再将淀粉转化为糖类，再使糖类发酵转化为乙醇。这种技术方案步骤繁琐、耗能高。本发明的技术方案直接利用高粱杆中的糖，使糖直接发酵转化为乙醇，相比常规技术方案，步骤减少，耗能大量减少。
本发明的利用高粱杆制备乙醇的设备，在青贮池内可完成储存、发酵、粗蒸三个工序，耗能大量减少。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种利用高粱杆制备乙醇的设备，其特征在于，包括：
用于储存粉碎后高粱杆的青贮池；
用于向青贮池输送热水，使青贮池内的高粱杆发酵的锅炉，与所述青贮池通过热水输送管连接；
用于对青贮池排出的乙醇蒸汽进行冷凝的冷凝塔，与所述青贮池通过乙醇蒸汽排出管连接；
所述青贮池的底部设置有漏水孔，所述漏水孔与用于容纳酵母液的酵母池连通，所述酵母池与锅炉的蒸汽排出管连接，以使酵母池的酵母液通过蒸汽经漏水孔输送回青贮池，完成酵母在酵母池与青贮池之间循环。
2.如权利要求1所述的利用高粱杆制备乙醇的设备，其特征在于，还包括：
用于对冷凝塔排出的乙醇液体加热复蒸的蒸馏罐，与所述冷凝塔通过管路连接；
用于对蒸馏罐排出的乙醇蒸汽冷却使所述乙醇蒸汽冷凝为液体的出酒冷凝塔，与所述蒸馏罐通过管路连接。
3.如权利要求2所述的利用高粱杆制备乙醇的设备，其特征在于，所述漏水孔与所述酵母池通过漏水管连通，漏水管上设置有阀门，所述漏水孔与排水管连接，所述排水管上设置有阀门。
4.如权利要求3所述的利用高粱杆制备乙醇的设备，其特征在于，所述青贮池的顶部设置有进料口，所述利用高粱杆制备乙醇的设备还包括第一风机，所述第一风机的抽风管伸入所述青贮池的内部，以使所述青贮池内部产生负压。
5.一种利用高粱杆制备乙醇的方法，其特征在于，包括：
将高粱杆粉碎；
向粉碎后的高粱杆粉碎输送热水，使高粱杆发酵；
对发酵的高粱杆蒸馏，使酵母在酵母池与青贮池之间循环；
对青贮池排出的乙醇蒸汽进行冷凝。
6.如权利要求5所述的利用高粱杆制备乙醇的方法，其特征在于，还包括：
对冷凝塔排出的乙醇液体加热复蒸；
对蒸馏罐排出的乙醇蒸汽冷却使所述乙醇蒸汽冷凝为液体。
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