[发明专利]用于乙醇制备的小型精炼系统

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2008年4月25日提交的美国专利申请No.12/110,242(“Method For Using Carbon Credits With Micro Refineries(将小型精炼系统与碳信用一起使用的方法)”)和2008年4月25日提交的美国专利申请No.12/110,158(“Micro Refinery System For Ethanol Production(用于乙醇制备的小型精炼系统)”的优先权，这两篇专利申请均以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及用于远程监测小型乙醇精炼系统并且处理来自小型精炼系统的数据的系统和方法，其中所述小型乙醇精炼系统将原料和/或废弃的含醇液体转化为乙醇。

背景技术

乙醇发酵涉及这样的生物过程，通过该过程，糖(例如)被转化为可以用作内燃机的燃料的乙醇。可以利用淀粉类或糖类原料制备乙醇或乙基醇。采用大型发酵器将糖和酵母转化为乙醇。在发酵后，采用蒸馏工艺将乙醇与其它液体分离。可以将无水乙醇与汽油混合，然后运送到汽油终端或销售商。

使用大型工业乙醇发酵设备的问题是制备需要产生大批量乙醇的大规模机械。然后必须将乙醇与添加剂混合，转移到输送车上，并且输送到加油站。这些大型的乙醇制备设备也需要大量的专门训练的技术人员，以在每天24小时工作时操作并监测精炼处理过程和装置。

所需要的是更简便的用于制备小批量的乙醇的小型精炼系统，该系统利用能够由未经训练的个人远程地和/或自动地操作并监测以保持最优的性能效率的机械。

发明内容

本发明涉及由糖或含醇饮料制备乙醇的小型精炼系统。小型精炼系统与计算机网络相连，所述计算机网络允许小型精炼系统与各种计算机通讯。小型精炼系统还可以包括提供系统操作数据的多个传感器。小型精炼系统可以提供状态信息，并且进行自动操作，例如根据储存或消耗速率投入所需的供应原料。该系统可以监测原料储存情况，并且估测保持用户乙醇消耗所需的供料。

小型精炼系统还可以通过与任何监管实体的电子通讯而提供制备信息。该系统还可以利用任何处理机制指示是否存在任何问题。如果系统需要维护或维修，则小型精炼系统可以传送指示所需服务的要求的信号。该系统可以将信息传送给用户计算机，从而使得用户可以请求服务，或者在另一个实施方案中，该系统可以自动地将服务请求传送给服务提供者。

当在用户所在地安装小型精炼系统时，该系统可以与电源、水源和液体排放源相连。由于系统包括燃料泵，因此应当将其安装在容易进入车辆的位置。小型精炼系统的设置需要位于水平面上，并且使其与水源、电源和废水排放源相连。小型精炼系统自动操作，并且由用户计算机或系统管理操作者计算机对系统操作进行监测和控制。可以通过用户界面监测和控制该系统，并且/或者可以通过传送器将数据传送到计算机网络，如因特网。然后可以通过网络将操作信息和系统控制信息传送到用户计算机或系统管理计算机，使得可以远程监测操作情况。

当将小型精炼系统安装在用户所在地并且用户打开该系统时，系统可以进入启动程序，以检测各系统是否操作适当。一旦系统准备开始工作，包含糖、酵母和酵母营养液的原料与水在发酵罐内混合。发酵罐是包括搅拌器、温度控制机构和测力仪的密封单元。测量系统检测置于发酵罐中的原料成分，以及与原料混合使得能够开始发酵过程的水的体积。控制系统管理泵、搅拌器、阀、通风机、传感器和电热冷却器，以便自动地保持合适的化学混合物和发酵环境。在该过程中，酵母菌消耗糖，并且将其转化为乙醇、二氧化碳气体和热量。在一个实施方案中，系统可以通过检测所释放的二氧化碳并且检测批料的化学成分，从而监测发酵过程。可以通过控制材料流入罐中的控制阀从而手工或自动地引入原料。

系统可以通过监测测力仪的输出信号，从而检测批料成分的初始重量。如果依次独立地输入原料成分，则在加入各原料成分之后将各成分的重量由重量的变化表示。基于所检测的原料重量，可以计算相应合适的水的重量/体积。可以通过测力仪或流量测量系统，从而检测引入到罐中的水的量。在一个实施方案中，罐还可以具有检测发酵罐中的液体体积的传感器。液体传感器可以包括与罐中的可变电阻相连的浮子。当罐充满的时候，电阻被设定为其较低电阻值。当罐空的时候，浮子沿着电阻滑动，从而改变电阻值。往下的移动可以增加液体传感器的电阻值，并且电阻在罐空的时候达到最高值。可以根据所检测的电阻值对系统进行校正，从而计算液体的体积。