TW201237161A - Low pressure distillation apparatus and distillation method thereof - Google Patents

Description

201237161 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種蒸顧塔的技術領域，特別是適用於含水 的液態混合物，例如酒、生質酒精或糠醇等物質的提純蒸顧塔 及其蒸餾方式。 【先前技術】 生質物質中’只要含有可發酵性糖，如蔗糖、葡萄糖、麥 芽糖、果糖、薄多糖等的’皆可以用來製造生質酒精。因 有可轉變為發酵性糖的原料，如甘蔗、甜菜、甜高粱等含糖 物’或含殿粉質的原料’如玉米、小麥、大麥、稻米、$5、 燕麥等糧榖類，和甘藷、樹薯、馬鈴薯等薯類，以及富維 素的稻稈、稻殼、玉米桿、麥桿、蔗渣、廢木塊、林木廢棄物、 樹葉等’都可加以利用。透過蒸煮以破壞植物組織，釋放儲 在植物細胞内的澱粉粒，然後再經過糖化過程，把澱粉質 轉化為糖，之後進入糖蜜發酵製程，再經由生物分解發酵、、蒗 餾、脫水，便能產製成酒精。 … 一般生質物質直接經酵母菌發酵製成約12%〜17%的 生質酒精，再經過蒸潑提高濃度到9〇%〜95%。傳統 是藉由多個蒸館塔相連，並依序進行第一次蒸館、第二次基ς f或第三次蒸鱗。其所需設備較多，讀成本高、佔用= 大空間，而且需要較長的蒸餾時間。 权 中國專利CN2_45377揭示-種高效雜細塔組 ^個或兩個以上的難塔、塔間冷卻塔和加鮮熱油 5故所述的蒸館塔包括塔身、塔膽蒸鶴裝置和塔底加叙裝 酒精尉ί與加熱裝置的接觸面積，使酒精原料得 刀加發，提高蒸餾效率，但其顯然是多個塔體的細 口，所以蒸餾設備所需要的空間大，而且蒸餾時間長。、、’ a勺利CN2197364揭示一種工業用的酒精蒸餾塔， 2括巧體、位於塔殼體上的酒汽出口管、原料進料管 π輸入管和顧管，制鍵在於所述的塔韻是由鐵板焊接^ 201237161 的整體結構’在塔殼體上設有人孔 工間=布的多通孔塔板，在每個塔 i有==歧。在順流板的下端對著的塔板處 蒸餾得設在架上。此設計所 板上。#會无留置於盛液盤’且溢滿後攤流在相鄰的塔 包括利創作系關於一種酒精蒸館器結構，係 之㈣:，未 ί發SC餾酒液中之醛類或其他雜質物者： 、 仗獅if日⑽目的係在提供-種低顧舰備，其具有在單-塔體的作频得高濃度蒸舰的功效。 、有在早 單-在提供—種低财*，其能夠在 _，藉此在較短的時間下取得高濃度的 苯潑2據：^述 =的與功效，本發騎揭示的_設備包含一 ‘试二，:”’、早疋配置在該蒸館塔内部；一預熱槽位在該蒸 ° ’ ’並且用以預置待蒸餾液體，·一連接管穿過該預埶 二Π咖_轉_; — ^:匕= 預熱槽，另一端伸入該塔體内。 己上述蒸館設備所使執行的蒸顧方法為在一預熱槽 其體；ί著將部份待蒸舰體注入蒸娜内，使 ，而完成蒸德的高溫氣體可被導人預熱槽内， 體的溫度；崎再將已提高溫度的待某館液 體注入4齡内與高溫的酒水_氣體混合並一同進行基館。 …广I即？據本發明的目的、功效及結構組態，舉出較ί實 施例，並配合圖式詳細說明。 权住貫 201237161 【實施方式】 閱第1圖1圖中揭示蒸館設備包含一蒸館塔1〇、-預熱槽20、一冷凝器30及一暫存槽4〇。 蒸餾塔10具有一塔體12，且在該塔體12的頂 蒸顧出口 14。其次_ 12的内紙余且設有複數個塔盤 些塔盤16分層地組設在塔體12的軸向。 一又一加熱單元18配置在組設在塔體12内部下 以是高溫蒸氣或是其他形式的熱媒。^二 熱早疋18可提供1〇〇度C以上的溫度。 " 預熱槽20位在蒸顧塔1〇的一側，其可用以容納待蒸館液 體22 ’例如酒、生質酒精或是糠醇等含水的混合物。… 的蒸顧ΪΪΤ4㈣穿過預熱槽2〇,且其-端連接蒸潑塔丨。 一供液管26係-端連接預熱槽2〇，另 的塔體12内。 ,π八為锱给川 其次，冷凝器30的入口端係用以結合連接管24 人 穿^預熱槽2G的連接管；暫存槽4G肋結合冷難如的^ 16a Hi第—2 f ^盤16係具有複數個貫穿構造的穿孔 而且在母-穿孔16的一側(如圖式 於擋面16b與塔盤16表面相離，所㈣=^ ^偷之間形成侧向通孔16c。其:欠，在塔盤16的側邊可 貫穿構造的的空孔⑹；該空孔⑹的孔徑明顯大於 成於盤16是單一片體;而穿孔⑹與空孔⑹皆形 16= 參第Λ圖，圖中揭示另—種塔片16的構成。該塔片 穿板17所組成，且各子板17的表面開設有 =16a形成有擋面16b。以各子板17組成 σ 其了使各子板17方便組裝於塔體内。 201237161 板丨姆喻配置子 熱槽20内。、有約义至2〇%的酒精濃度，並被置於預 基發ί待入蒸儲塔1〇内受加熱單元18加熱而 升過程，會逐二 由穿孔16a通過，所以塔盤16可以有效 田 :時效地增加蒸餾氣體留置在蒸餾塔二 =水;出口14可以取得的具有較高酒精濃度的 ^Ϊΐΐ4的是’高溫蒸館氣體係流入連接管24内，而且 二24可以穿過預熱槽20内部；因此高溫基館氣體可透 =接官24與預熱槽20 _待蒸傲液體22進行妖交換 蒸，液體22的溫度。此方式可以讓預熱槽2〇益需搭配 Ϊ卜Ϊίΐ兀件而能提高待蒸餾液體22的溫度，達到預埶效 ί田卜在’細的過財，因加熱單元18 _提供加執 作用’所以塔體12内為高溫高壓的狀態。 …、 接著將已提高溫度的待蒸館液體22由供液管26注入 ’使賴舰體>22與塔體12 _高溫的财蒸顧= 混a。此時可以降低塔體12内的溫度與壓力。 ’、 更重要的是，酒精的汽化溫度約在78 3度c， 溫度為100度C，而加熱單元18可以提供超過1〇〇产c =田 度’所以先前塔體12内部的溫度可升至約i⑻产C此= 皆可ί汽化但當待蒸顧液體22注二高溫狀態Ξ 。 且與/酉水蒸顧氣體混合後，先前的酒水蒸館氣體的⑺ 度可降至約9G度C(或更低)’此時酒精仍為汽化H，而大部 201237161 由蒸餾出口^結成水曰滴而落下，進而促使酒精與水分離；此時 成液鵰洒择所取得的高溫酒水蒸餾氣體再經冷凝器30凝結 雖未’ϋ轉在暫存槽4G n;崎濃度可達90%; 以降低精的程度，但已具有高的產業利用價值，且可 降低再精館成無水酒精的困難度。 餘t由於待蒸餾液體22已具有較高溫度，所以後續進行 態，@22^。22树崎㈣溫汽化狀 ，參閱第5 ® ’由於塔盤16上的穿孔⑹上方具有 的靜高溫蒸館氣體通過穿孔⑽時，其可受到擋面脱 然後再由側邊的側向通孔16c穿出；如此不但可以使蒸 7巧及均勻化，還可以有效地延緩蒸餾氣體上升速度， ^及提高受熱細時間，財祕提高蒸域齡的酒精濃 λ :再參閱第4圖，若塔盤16的穿孔16a受阻塞，而導致 蒸餾氣體無法通過穿孔16a，則蒸餾氣體可以穿過空孔16d ; 且因為相鄰塔盤16的空孔16d係對應成相錯狀，所以可增加 蒸餾氣體的行進路程，以提高蒸餾效果。 凊參閱第6圖，本發明可在塔盤16的一側配置一擋板19, 且擋板19的一端高於塔盤16的表面。 在一般穿孔16a呈現暢通的狀態下，擋板19具有局部限 制酒水蒸餾氣體通過空孔l6d ;然而當穿孔16a阻塞時，高溫 的酒水蒸餾氣體便可通過檔板19下緣的間隙i9a，然後再上 升通過空孔16d。是以配設擋板19可以增加高溫蒸餾氣體輿 塔盤16的碰撞機率與次數’並據此增加蒸餾時間及提高蒸甸 效果。此外擋板19搭配空孔16d的設計，可在穿孔i6a受尸且 塞時，使蒸餾塔仍保持可以正常運作。 另外，經適當計算後’本發明的穿孔16a孔徑與孔數的格 配可使待蒸餾液22流落到塔板16上時，逐漸累積成一酒水液 體層，如此高溫酒水蒸德氣體在通過穿孔16a與酒水液體； 201237161 2 19 — ” 2的_乳體混合以進行蒸館，同時降低顯氣體的、、 内的壓力，藉此使酒精與水分離，-=== 镏效果，並取得高酒精濃度的_氣體。 風蒸 以下^據本發明的使用狀態，可進一步歸納其蒸顧方法包含 «^參步驟S51係於一前述的預熱槽内注人待基 潑液體’該顧顧液體為含水的混合物 ； 糠醇等。本件說明書以生質酒精為實施^如/酉生質酒精或 典赦if S5i係將部份待細賴注人前述的蒸瓣内，使其 此時含酒精及水的驗氣體呈現高溫狀態，而 且不斷的與蒸餾峪内的塔盤碰撞而均勻化。 步驟S53是將完成蒸顧的高溫氣體導入 ，，體的溫度，·注得注意的是，「將高溫 可以疋利用前述的連接管穿過預熱槽的結構形式，使 體=寺蒸顧液體進行熱交換’也可以將部份的高溫蒸餘&混 ΐΪί潑液體内或預熱槽入。無論那一種形式皆無需以加献器 或加熱設備_待_液舰行加熱，故可以達省能&的 效果。 >步驟S54可再將已提尚溫度的待蒸館液體注入蒸館塔内 與高溫的細氣體混合並—同進行細；由於酒翻g化^度 低於水’所以若蒸餾氣體的溫度低於水的汽化溫度，且高於& 精的汽化溫度，則蒸餾氣體中大部份的水會凝結落下，如此在 蒸餾出口所取到的蒸餾氣體中便會含有較高比例的酒精濃度。 f用者可以重覆進行步驟S53及步驟S54以取得更多^高 漠度蒸館氣體。 137 步驟S55是將取自蒸餾出口的高溫蒸餾氣體導向一冷凝 201237161 =進行液化收集；而且所取到的液體可以存置在適當的暫存 以ίΐ明之較佳實施例以及設計圖式，惟較佳實施例 以®式僅是糊制，麟驗關本發明技藝之權利 ϋι凡以均等之技藝手段、或為下述「中請專利範圍」内容 所涵盍之獅綱而實施者，均不脫離本發明之齡 人之權利範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明的結構示意圖。 第2圖係本發明塔盤結構示意圖。 第3圖係本發明塔盤的另一結構示意圖。 第4圖係本發明使用狀態示意圖。 第5圖係本發明蒸餾氣體通過塔盤受阻的狀態示意圖。 第6圖係本發明之塔盤配置擋板及蒸餾氣體運動狀態示意圖。 第7圖係本發明蒸顧方法的步驟方塊圖蒸潑。 【主要元件符號說明】 12塔體 16塔盤 16b擔面 ⑹空孔 18加熱單元 20預熱槽 24連接管 30冷凝器 10蒸餾塔 14蒸餾出口 16a穿孔 16c侧向通孔 Π子板 19擋板 22待蒸餾液體 26供液管 40暫存槽

Claims (1)

1. 201237161 七、申請專利範圍： 1. 一種低壓蒸餾設備，其包含： 一蒸镏塔’係具有一塔體，該塔體的頂端為蒸餾出口，該塔 體的内部組設有複數個塔盤，且每一個塔盤皆具有複數個穿 子匕， 一加熱單元，係配置在該蒸餾塔内部； 一預熱槽’係位在該蒸餾塔一側，用以預置待蒸餾液體； 一連接f ’係穿過該預熱槽内部，且一端連接該蒸餾出口； 一供液管，係一端連接於該預熱槽，另一端伸入該塔體内； 其中’由該蒸餾出口流出的高溫蒸餾氣體藉該連接管與預熱 槽内的待蒸餾液體形成熱交換，藉此提高待蒸餾液體的溫度。' 2. ^申請專利範圍第1項所述之低壓蒸餾設備，更包含一冷凝 器及一暫存槽’其中該冷凝器連接該連接管，且該暫存槽連 接該冷凝器。 3. 如=請專利範圍第1項所述之低壓蒸餾設備，其中該塔盤上 的每一穿孔皆具有一擋面，且該檔面與該穿孔間具有側向通 孔。 4·如申請專利範圍第丨項所述之低壓蒸餾設備，其中該塔盤上 具有空孔，s玄空孔的孔徑大於該穿孔，且相鄰塔盤 相錯排列。 ^ 5·如申請專利範圍第1項所述之低壓蒸餾設備，其中該塔盤的 一側配置有一擋板。 。 6. 如申請專利範圍第5項所述之低壓蒸餾設備，其中該 一端高於塔盤的表面。 田 7. —種低壓蒸顧方法，係包含以下步驟： (1) 於一預熱槽内注入待蒸餾液體； (2) 將部份待蒸餾液體注入蒸餾塔内，使其受熱汽化上升； 將完成蒸餾的高溫氣體導入預熱槽，藉此提高待蒸餾液體 的溫度； (4)再將已提咼溫度的待蒸餾液體注入蒸餾塔内與高溫的蒸 201237161 鐵氟體是合並一同進行蒸顧； (5)重覆進行(3)及(4)二個步驟。 8’如申晴專利範圍第7項所述之低壓蒸館方法，更包含將取自 蒸餾出口的高溫蒸餾氣體導向一冷凝器以進行液化收集。 9. 如申請專利範圍第7項所述之低壓蒸餾方法，其中該待蒸餾 液體為含水的液態混合物。 10. 如申請專利範圍第7項所述之低壓蒸餾方法’其中步驟(3) 所述之將完成蒸德的高溫氣體導入預熱槽’係將部份高溫氣 體混入預熱槽内或使高溫氣體混入預熱槽内。