[发明专利]生物质发酵-分离耦合装置及制备乙醇的方法

权利要求书

1.一种生物质发酵-分离耦合装置，包括生物质发酵罐，其特征在于：在发酵罐的液面下设置超声波雾化器，设置收集发酵罐液面上产生的雾化物得到乙醇溶液的雾化物捕集器，雾化物捕集器采用喷淋-填料塔耦合的结构，设置收集到的乙醇溶液进一步提浓回收的装置。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：设置超滤装置，收集到的乙醇溶液在进入提浓回收装置之前先通过超滤装置。

3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于：所述超滤装置使用可以截留分子量为50-170的超滤膜。

4.按照权利要求3所述的装置，其特征在于：设置截留液循环回发酵罐的管路。

5.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：乙醇溶液进一步提浓回收装置为超声波雾化提浓装置，蒸馏提浓装置或吸附提浓装置。

6.按照权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的超声波雾化提浓装置至少设置一级，在超声波雾化提浓装置内液面以下设置超声波雾化器，雾化物提浓装置雾化物捕集器捕集的液相为浓度提高的乙醇溶液。

7.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：雾化物捕集器采用的是喷淋-填料塔耦合为一体的结构，由上面喷淋捕集室和下面填料塔两部分组成。

8.按照权利要求1或7所述的装置，其特征在于：所述的雾化物捕集器设置在发酵罐外部，在发酵罐液面以上位置设置雾化物排出口，在发酵罐内雾化物排出口相对的位置设置气相输送装置，雾化物排出口与雾化物捕集器相连通，雾化物捕集器排出的液相进入进一步处理装置，设置雾化物捕集器排出气相循环至发酵罐的管路或者设置雾化物捕集器排出气相吸附装置。

9.按照权利要求1或7所述的装置，其特征在于：喷淋捕集室内顶部设置喷嘴，在喷淋捕集室内周围也设置喷嘴，喷嘴通过循环泵与喷淋捕集室的底部相连，喷淋液循环操作。

10.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：超声波雾化器设置在发酵罐液面以下，距液面1～10cm。

11.按照权利要求10所述的装置，其特征在于：设置发酵罐液面控制器或超声波雾化器位置确定结构。

12.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：超声波雾化器为高频超声波，频率为1～10MHz。

13.一种制备乙醇的方法，采用生物质发酵方法制备乙醇，其特征在于：使用权利要求1至12任一权利要求所述的发酵-分离耦合装置。

14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于：制备乙醇的过程包括将发酵原料放入发酵罐中，加入发酵菌体，在发酵制备乙醇的条件下进行发酵处理，当发酵液中乙醇体积浓度达到2％～8％，启动超声波雾化器，从雾化物中回收乙醇溶液。

15.按照权利要求14所述的方法，其特征在于：所述的发酵原料来自纤维水解糖。

16.按照权利要求15所述的方法，其特征在于：将纤维水解结合到发酵-分离过程中，即纤维素水解、纤维素水解糖发酵、发酵得到乙醇的分离同时在所述的发酵-分离耦合装置中进。