[发明专利]制备乙醇/水混合物的方法及装置

权利要求书

1.一种制备乙醇/水混合物的方法，其中将可发酵原料(1)和任何必要的辅助物质(2，3)输入反应器(4)，所述可发酵原料选自糖和能够水解为可发酵糖的原料；所述原料在反应器(4)中发酵；乙醇/水混合物在蒸发器(13)中从反应器发酵液中分离出来；并且将未发酵的物质(6)从反应器移出；其特征在于，在发酵过程中，将反应器(4)的发酵液(7，9)连续地输入第一降膜蒸发器(13)中；乙醇/水混合物在该第一降膜蒸发器中蒸发，将从该蒸发器获得的蒸发物(14)冷凝，并将冷凝的乙醇/水混合物在第二降膜蒸发器(18)中浓缩，该第二降膜蒸发器与第一降膜蒸发器(13)串联设置；水从第二降膜蒸发器(18)中作为底流(20)移出；并且将不挥发物质(15)从第一降膜蒸发器(13)中移出并循环回反应器(4)。

2.如权利要求1所定义的方法，其特征在于所述反应器为发酵容器(4)。

3.如权利要求1或2所定义的方法，其特征在于所述在第二降膜蒸发器(18)中分离的水在该蒸发器中进行循环，以便在从该蒸发器中移出水(20)之前使水中乙醇浓度降到最小。

4.如权利要求1-3之一所定义的方法，其特征在于将发酵液从反应器(4)输入一个固体物质分离器(8)中，在该分离器中将含固体物质的淤浆(10，11)从发酵液中分离出来，并将发酵液(12)从该固体物质分离器输入第一降膜蒸发器(13)中。

5.如权利要求4所定义的方法，其特征在于将固体物质分离器中分离的含固体物质的淤浆(10)循环回反应器(4)。

6.如权利要求4所定义的方法，其特征在于将固体物质分离器中分离的含固体物质的淤浆(11)从流程中移出。

7.如权利要求1-6之一所定义的方法，其特征在于所述方法使用两个以上串联的降膜蒸发器(13，18)，用于分离和浓缩乙醇/水混合物。

8.如权利要求1-7之一所定义的方法，其特征在于将乙醇/水混合物浓缩到约35-65重量％乙醇的浓度。

9.如权利要求1-7之一所定义的方法，其特征在于将乙醇/水混合物浓缩到约40-50重量％乙醇的浓度。

10.如权利要求1-9之一所定义的方法，其特征在于原料经管道(1)输入发酵容器(4)；任何必要的辅助物质经管道(2)和(3)输入该发酵容器；当清空发酵容器(4)时，未发酵的物质经管道(6)移出；在发酵容器(4)中由于乙醇发酵产生的气体经管道(5)从发酵容器中移出；依据发酵液的组成，将发酵液通过管道(7)、经固体物质分离器(8)输入第一降膜蒸发器(13)，或者直接从发酵容器(4)经管道(9)输入第一降膜蒸发器(13)；富含固体物质的淤浆通过管道(10)从固体物质分离器(8)循环回发酵容器(4)，或者将固体物质分离器(8)中富含固体物质的淤浆经管道(11)移出流程；来自第一降膜蒸发器(13)的蒸发物经管道(14)输入冷凝器(16)，液化的物流自该冷凝器经管道(17)输入串联的第二降膜蒸发器(18)；从第一降膜蒸发器出来的不挥发物质经管道(15)输入发酵容器(4)；第二降膜蒸发器(18)的底流主要由水构成，其通过管道(20)移出；第二降膜蒸发器(18)的蒸发物经管道(19)输入冷凝器(21)，并从该冷凝器中经管道(22)输入最终冷凝器(23)，冷凝的乙醇/水混合物从该最终冷凝器中经管道(24)输入乙醇/水混合物的储罐(25)；并且将该最终冷凝器的排放气经管道(26)从流程中移出。

11.一种用于制备乙醇/水混合物的装置，该装置包括一个反应器(4)，原料和任何必要的辅助物质输入该反应器中，并且原料在该反应器中发酵为发酵液；一个蒸发器(13)，在该蒸发器中，乙醇/水混合物从发酵液中分离出来；一条用于从反应器(4)中排出发酵液并将其引入蒸发器(13)的管道(7，9，12)；以及一条用于从反应器排出未发酵物质的排放管(6)；其特征在于，该装置包括用于从发酵液中分离乙醇/水混合物的第一降膜蒸发器(13)和用于浓缩乙醇/水混合物的第二降膜蒸发器(18)，并且该第二降膜蒸发器(18)与该第一降膜蒸发器(13)串联设置；在将从第一蒸发器(13)获得的乙醇/水混合物输入第二蒸发器(18)之前用于将其冷凝的一个冷凝器；一条用于将第二蒸发器中的水作为底流排放的排放管(20)；以及一条用于排出第一蒸发器(13)中不挥发物质并将其循环回反应器(4)的管道(15)。