[实用新型]一种高密度发酵CO2气提乙醇的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用酵母发酵产生的CO₂气提酵母发酵产物乙醇的装置，特别是涉及一种高密度发酵CO₂气提乙醇的装置。

背景技术

高密度发酵制乙醇技术是一项非常有前景的技术，它具有不必对现有设备进行大的改造，节省蒸煮和蒸馏的能耗，减少废水排放等优点。根据测算，从蒸馏时酒精浓度在7％以下时耗能最大。如果将发酵醪酒精浓度提高4％约可以减少30％的蒸馏能耗，并且可以减少废水排放。高密度发酵过程中代谢物抑制是培养中导致酵母生长停止的主要原因，主要体现在对细胞膜和膜通透性的影响上，解除产物抑制一直是提高高密度发酵效率的关键因素。为降低其抑制作用，常采用热冲击蛋白、增加细胞海藻糖和甘油含量，改变细胞膜脂类成分以及增强质膜ATP酶活性，调节离子交换过程，合成谷胱甘肽-超氧化物歧化酶等方法调控代谢。膜分离、抽提及闪蒸等工艺也常用于发酵过程中连续分离移除酒精。而利用发酵产生的二氧化碳做介质，通过调整工艺最大化发酵罐中气体-发酵液接触面积，通过扩散作用使酒精转移到CO₂中，最后冷凝分离CO₂和酒精，被认为是一种更有效的乙醇提取途径。目前一些乙醇气提设备需要额外鼓入空气或氮气进入发酵罐，这一方面给发酵带来较大的染菌风险，另一方面增加了设备投资。另外，目前的常见的气提装置中，气体介质气在发酵罐内与料液的接触不够充分，容易出现气体短路，使气提效率大为降低，气提介质气量大，气提物料中乙醇洗脱不充分。

发明内容

本实用新型为了解决上述技术存在的缺陷，提供一种高密度发酵气提酵母发酵产物乙醇的装置，该装置是在现有气提设备的基础上，根据高密度发酵的醪液特点，采用发酵自身产物CO₂做气提介质，提高发酵罐内气提介质气和物料的接触效率，简化气提装置并提高发酵效率，其具有发酵强度大，乙醇移出效率高的特点。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种高密度发酵CO₂气提乙醇的装置，其特征在于，该装置包括发酵罐、气液分离器、压缩风机、气体调节阀和气体分布器，所述发酵罐顶部与气液分离器的进料口相连通，气液分离器的出气口与压缩风机相连通，压缩风机通过气体调节阀与气体分布器相连；所述发酵罐罐体内侧线倾斜安装一对搅拌桨，该搅拌桨由安装在发酵罐外侧线的搅拌电机驱动；所述气体分布器安装于发酵罐内的底部，且沿发酵罐切线方向安装，使进入发酵罐的CO₂气体在发酵罐内产生切线速度，与发酵罐内倾斜安装的搅拌桨形成协同，使发酵罐内醪液成翻滚状态，防止气体短路，增加气体与醪液的接触面积和接触时间，有效提取乙醇。

优选地，所述气液分离器包括分离器本体和挡风筒体，所述分离器本体上部为分离器筒体，下部为分离器锥体，分离器筒体顶部设有出气口和散水口，在临接分离器筒体顶部或靠近顶部的筒体侧壁上设有进料口，分离器锥体的底部设有出液口；所述挡风筒体位于分离器筒体内的中心位置且固定于分离器筒体的顶部，挡风筒体与分离器筒体的直径比为1∶1.1～1.2，长度比为1∶1.5～1.8；所述挡风筒体内水平设置3～5层筛板。

优选地，所述搅拌桨安装的倾斜角度为30～45度。

优选地，所述散水口设于出气口处。

本实用新型与现有技术相比具有具有如下优点：

1)本实用新型气提装置结构简单、效果佳。通过采用发酵罐侧线搅拌(指从设备的侧面安装搅拌设备进行搅拌，一般是对较大的设备才能采用)、气体分布器与发酵罐切线安装以及采用高效的气液分离装置，能有效增大发酵罐内的气体接触面积，提高气提乙醇量，并有效实现气液分离，使整个气提装置结构简单。

2)气提效果调节方便。通过调节发酵罐底部进气量和发酵罐侧线搅拌速率，能有效调节气体夹带量，使气提物料中乙醇充分洗脱，气提效果调节方便简洁。

附图说明

图1是一种高密度发酵CO₂气提酵母发酵产物乙醇的装置示意图；

图2是一种高密度发酵CO₂气提气液分离器示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。

实施例1