CN214437974U - 一种水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置，涉及反渗透技术领域，包括依次连接成回路的储存箱、反渗透装置、发酵罐和蒸馏塔，所述反渗透装置内设有反渗透系统膜，所述反渗透系统膜将反渗透装置分设为内腔空间和外圈空间，储存箱的顶部和所述内腔空间的顶部通过管道连通；所述内腔空间的底部与发酵罐的顶部通过管道连通；所述外圈空间连通于废液箱；废液箱的设计便于收集反渗透过程中渗透出的残余物；所述发酵罐和蒸馏塔之间还设有取样器；蒸馏塔和储存箱之间还设有水泵；所述蒸馏塔的顶部设有第一出口和第二出口；本实用新型将水解液发酵产生的乙醇，一部分回流至储存箱中的水解液中，提高乙醇的有效利用率，从而降低生产制造成本。

Description

一种水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置

技术领域

本实用新型涉及一种水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置，涉及反渗透技术技术领域。

背景技术

反渗透技术是一种以压力差作为推动力的膜分离技术。自然状态下，相同体积的稀溶液和浓溶液分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜，向浓溶液侧流动，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差，达到渗透平衡状态，此时压力差即为渗透压。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此时溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称为反渗透。反渗透过程在压力驱动下，借助半透膜的选择透过性将溶液中的溶质与溶剂分开。反渗透过程简单、能耗低，已大规模应用于海水和苦咸水淡化，并已开始用于生化和生物制剂的分离和浓缩，工业应用前景广阔。

纤维素乙醇作为一种可再生且相对清洁的生物燃料，对解决当前国际社会面临的能源及污染问题具有重要价值。但其炼制过程中原料纤维素水解液中葡萄糖的浓度偏低且含有呋喃甲醛、乙酸等残余物质，显著影响后续的乙醇发酵效率，成为乙醇炼制及应用的制约因素。现有反渗透装置一般是一组含有反渗透膜的箱体。

综上，一种可有效利用乙醇，提高工作效率的水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置有待研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：克服现有技术存在的缺陷，提供一种水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置，本实用新型的水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置采用全新设计的循环回流式的设计，可避免停歇装置额外添加乙醇，节约生产成本；采用高度集成的循环回流式结构，充分利用回流结构设计，高效利用产物乙醇，大大提高了工作效率。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：

一种水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置，包括依次连接成回路的储存箱、反渗透装置、发酵罐和蒸馏塔；所述蒸馏塔的顶部设有第一出口和第二出口，所述第一出口连通于储存箱。

进一步的是，所述反渗透装置内设有反渗透系统膜，所述反渗透系统膜将反渗透装置分设为内腔空间和外圈空间。反渗透装置中反渗透系统膜将其分设为两个空间，水解液进入内腔空间后，残余物从内腔空间穿过反渗透系统膜，进入外圈空间，含有糖类的水解液依然在内腔空间，然后通入发酵罐。

进一步的，所述储存箱的顶部和所述内腔空间的顶部通过管道连通。

进一步的，所述内腔空间的底部与发酵罐的顶部通过管道连通。

进一步的，所述外圈空间连通于废液箱。废液箱的设计便于收集反渗透过程中渗透出的残余物。

进一步的，所述发酵罐和蒸馏塔之间还设有取样器。取样器的设计便于操作人员在操作过程中实时监控发酵液的发酵程度。

进一步的，所述蒸馏塔和储存箱之间还设有水泵。水泵的设计便于将乙醇通入储存箱。

进一步的，水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、收集预处理水解液；

S2、将预处理水解液接通入储存箱中，然后通入反渗透装置反渗透去除残余物；

S3、将反渗透后的水解液集中至发酵罐中发酵，然后经蒸馏塔蒸馏得到乙醇；

S4、从第一出口流出的乙醇回流至储存箱，将第二出口流出的乙醇另行储存。

反渗透系统就是借助半透膜的选择透过性将溶液中的溶质与溶剂部分分离，提高或降低液体溶液中某种组分的浓度，残余物即呋喃甲醛、乙酸等。本实用新型中液体溶液中溶质为呋喃甲醛或呋喃甲醛和其他组分，溶剂为水，反渗透系统的作用就是将溶剂水分离出原来的液体溶液，提高溶质浓度，但是通常原液体溶液中含有呋喃甲醛和其他组分，实验的目的是降低呋喃甲醛等残余物的浓度，所以本实用新型通过添加乙醇于原液体溶液中，使得乙醇对反渗透膜的作用，从而反渗透膜选择透过性发生变化，呋喃甲醛等残余物可更大程度的通过膜层进行分离，降低了呋喃甲醛截留率。现有技术表明在反渗透系统中呋喃甲醛可以穿过反渗透膜，但是分离效果不佳，呋喃甲醛的截留率较高，在不改变反渗透系统结构和操作参数的情况下，本实用新型在反渗透装置中添加乙醇，就降低了呋喃甲醛的截留率，通过回流设计使得部分乙醇可以循环利用，提高工作效率。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型提供的水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置，通过加乙醇至水解液，可强化呋喃甲醛等残余物反渗透分离过程的脱除效果，降低呋喃甲醛等残余物截留率；

(2)本实用新型将水解液发酵产生的乙醇，一部分回流至储存箱中的水解液中，一部分收集储存，回流的乙醇继续在反渗透步骤中发挥强化呋喃甲醛等残余物的脱离效果，提高乙醇的有效利用率，从而降低生产制造成本；

(3)本实用新型一体化循环回流的设计方式，可以有效利用场地空间，工业化集成度更高，便于监控和操作，提高工作效率，尤其适宜于工业大批量生产，生产效益显著提升。

附图说明

图1为本实用新型的结构图；

图中：1、储存箱；2、反渗透装置；3、发酵罐；4、蒸馏塔；5、反渗透系统膜；6、内腔空间；7、外圈空间；8、废液箱；9、取样器；10、水泵；11、第一出口；12、第二出口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图；对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本实用新型的装置参数依据实际情况在数值范围内设定即可。

实施例1

如图1所示，一种水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置，包括依次连接成回路的储存箱1、反渗透装置2、发酵罐3和蒸馏塔4；所述反渗透装置2内设有反渗透系统膜5，所述反渗透系统膜5将反渗透装置2分设为内腔空间6和外圈空间7；所述储存箱1的顶部和所述内腔空间6的顶部通过管道连通；所述内腔空间6的底部与发酵罐3的顶部通过管道连通；所述外圈空间7连通于废液箱8；所述发酵罐3和蒸馏塔4之间还设有取样器9；所述蒸馏塔4和储存箱1之间还设有水泵10；所述蒸馏塔4的顶部设有第一出口11和第二出口12，所述第一出口11连通于储存箱1。

水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置的工作原理为：储存箱1中存储有需要发酵处理的玉米秸秆水解液，回流乙醇混合玉米秸秆水解液，经反渗透分离后的液体使用运动发酵单胞菌开展乙醇发酵实验，反渗透装置2底部的废液箱8用于收集残余物，废液箱8连接于反渗透装置2的外圈空间7，发酵罐3连通于反渗透装置2的内腔空间6，反渗透后的混合液通入发酵罐3发酵，发酵后产生的乙醇经蒸馏塔4蒸馏，部分乙醇经由第一出口11进入储存箱1中，另一部分乙醇经由第二出口12收集即可。

水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、收集预处理水解液；

S2、将预处理水解液接通入储存箱1中，然后通入反渗透装置2反渗透去除残余物；

S3、将反渗透后的水解液集中至发酵罐3中发酵，然后经蒸馏塔4蒸馏得到乙醇；

S4、从第一出口11流出的乙醇回流至储存箱1，将第二出口12流出的乙醇另行储存。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置，其特征在于，包括依次连接成回路的储存箱(1)、反渗透装置(2)、发酵罐(3)和蒸馏塔(4)；所述蒸馏塔(4)的顶部设有第一出口(11)和第二出口(12)，所述第一出口(11)连通于储存箱(1)。

2.根据权利要求1所述的水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置，其特征在于，所述反渗透装置(2)内设有反渗透系统膜(5)，所述反渗透系统膜(5)将反渗透装置(2)分设为内腔空间(6)和外圈空间(7)。

3.根据权利要求2所述的水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置，其特征在于，所述储存箱(1)的顶部和所述内腔空间(6)的顶部通过管道连通。

4.根据权利要求2所述的水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置，其特征在于，所述内腔空间(6)的底部与发酵罐(3)的顶部通过管道连通。

5.根据权利要求2所述的水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置，其特征在于，所述外圈空间(7)连通于废液箱(8)。

6.根据权利要求1所述的水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置，其特征在于，所述发酵罐(3)和蒸馏塔(4)之间还设有取样器(9)。

7.根据权利要求1所述的水解液反渗透糖浓缩脱毒回流装置，其特征在于，所述蒸馏塔(4)和储存箱(1)之间还设有水泵(10)。

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