[实用新型]一种耦合分离补料发酵秸秆乙醇的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于发酵生产乙醇技术领域，具体涉及一种耦合分离补料发酵秸秆乙醇的系统。

背景技术

随着石油、煤炭等不可再生资源的消耗，利用生物质资源生产可再生的替代能源正引起全世界的关注。其中，利用数量巨大的农作物秸秆为原料生产乙醇是可再生能源领域的热点。

由于秸秆原料具有比重小、管道输送困难和混合不均匀等特点，造成了秸秆乙醇发酵的困难。目前常见的发酵系统包括酶解装置与发酵罐，秸秆酶解为可发酵的糖，然后将糖转化为乙醇；也有单独的发酵罐，酶解和发酵均在发酵罐中进行。但是现有发酵系统存在产物抑制、酶用量较大且不易回收等不足。因此如何提高发酵液中的乙醇含量，并同时降低产物抑制是提高秸秆乙醇发酵水平的关键。

围绕如何提高乙醇含量、消除产物抑制、实现酶回收利用等问题，开发出新型的发酵系统，将对提高秸秆乙醇发酵水平，降低生产成本起到重要的促进作用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能提高乙醇收率的耦合分离补料发酵秸秆乙醇的系统。

本实用新型采用以下技术方案：

一种耦合分离补料发酵秸秆乙醇的系统，包括发酵罐，发酵罐的出料口与固液分离装置的进料口连接，固液分离装置的液体出口与真空闪蒸器连接。

所述固液分离装置的固体出口与发酵罐上部连接。

所述真空闪蒸器的闪蒸气体出口与冷却器连接，冷却器的液体出口与乙醇收集器连接。

所述真空闪蒸器的底部液体出口通过泵与发酵罐的上部连接。

所述发酵罐的上部设有补料器。

所述冷却器和乙醇收集器之间设有真空泵。

本实用新型采用秸秆补料与真空分离相结合的方式，设置真空分离器，用于真空分离乙醇，真空分离器可以降低发酵过程中乙醇的抑制，提高产品乙醇的浓度和收率，还可以降低后期精馏能耗，并有利于发酵过程中酶的回收；在发酵罐与真空闪蒸器之间设置固液分离装置，使得发酵物料先经过固液分离，液体部分进入真空闪蒸器进行闪蒸分离乙醇，闪蒸分离乙醇后剩余的物料和固液分离后的固体部分继续返回发酵罐发酵，使发酵过程中的发酵物料保持较好的流动性；发酵罐上部设置的补料器用于向发酵罐内补料，从而控制发酵罐内的物料浓度和整个发酵周期的物料浓度。本实用新型的结构简单，能够提高产品乙醇的浓度和收率，还可以降低后期精馏能耗，并有利于发酵过程中酶的回收，从而提高秸秆乙醇发酵水平，降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的耦合分离补料发酵秸秆乙醇的系统，包括发酵罐2，发酵罐2的上部设有补料器1，发酵罐2的出料口21与固液分离装置8的进料口83连接，固液分离装置8的固体出口82与发酵罐2上部连接，固液分离装置8的液体出口81与真空闪蒸器3连接，真空闪蒸器3的闪蒸气体出口32与冷却器4连接，冷却器4的液体出口41与乙醇收集器6连接，真空闪蒸器3的底部液体出口31通过泵7与发酵罐2的上部连接，冷却器4和乙醇收集器6之间设有真空泵5。

本实用新型使用时，秸秆类原料在发酵罐2内发酵，当发酵罐2内发酵物料的乙醇浓度大于3％(v/v)时，放出发酵罐2的物料进入固液分离装置8，固液分离后的液体部分进入真空闪蒸器3，固体部分返回发酵罐2继续发酵，开启真空闪蒸器3和真空泵5，在真空闪蒸器3内进行闪蒸分离，气化后的乙醇经冷却器4冷却后收集在乙醇收集器6内等待下一步处理，真空闪蒸器3底部的未气化的液体通过泵7返回发酵罐2继续发酵；闪蒸结束后关闭真空闪蒸器3和真空泵5，同时通过补料器1向发酵罐2内补料，控制原料浓度在15％，继续发酵，以上过程循环不断地进行，直至发酵罐2内固体物料浓度达到50％后，不再进行补料，发酵结束。

图1中箭头为物料走向。