[其他]乙醇制备方法

说明书

本发明是一种在发酵罐中使含有酶作用物的碳水化合物连续发酵以生产乙醇的方法，在此法的生产过程中，从发酵罐连续地取出发酵液，随后，在一离心分离设备中发酵液被分离成一股浓集了酵母的物流和一股基本上除去了酵母的物流，前者循环返回发酵罐，后者在第一个蒸馏塔中被分离为浓集了乙醇的塔顶馏出物和塔底釜液，塔底釜液的一部分循环返回发酵罐，其余部分加入第二个蒸馏塔以便把它分离成含有余留乙醇的汽流和除去了乙醇的釜液。

在已知的如上述介绍性提出的这类乙醇连续发酵工艺过程中（如申请者的国际申请WO83/01627所公开的方法），从发酵罐中连续取出的发酵液首先在一个过滤设备中分离出粗的固体颗粒，随后，通过滤网的液流送到离心分离设备并被分离成酵母相和除去了酵母的液相，前者循环返回发酵罐，后者送到蒸馏车间的第一蒸馏塔。与原料一起连续加入生产系统的部分不能发酵的或惰性的固体物质就以粗颗粒的形态从过程回路中排出，这种粗颗粒不能透过滤网从而可以从过程回路中排放出去，所提的过程回路包括发酵罐和第一蒸馏塔。惰性固体物质的余下部分，也必需连续的排出，它们是随第一蒸馏塔的塔釜流出液一起排出，此流出液加入第二蒸馏塔（也称蒸出塔），在这里将余留的乙醇蒸出，并将液体浓缩成为最终的釜液。因此，在稳定的操作条件下滤网不能滤掉的那一部分惰性固体物质必然在第一蒸馏塔的塔底釜液中聚积到一定的浓度，并随送至蒸出塔的部份该塔底釜液按确定的量从过程回路中排出。

在某些情况下，例如用谷物作原料的发酵过程中，进出第一蒸馏塔的液流中的细颗粒的浓度相当高，例如达4～6%（重量）。此外，可以预期在发酵罐一酵母分离器的回路中这类细颗粒的浓度必然会达到更高的程度，因为惰性颗粒趋向于进一步在酵母相中浓集，而此酵母相则是从酵母分离器的外缘出来循环返回发酵罐。进一步说，因为从发酵罐取出的发酵液中干固体的含量一般不大于2%（干固体重量），所以酵母分离器的残渣容量的一大部分被惰性物质占掉了。结果，加入酵母分离器的物料的很大部分（对于谷物的发酵为60-70%）必须以残渣相的形态循环返回发酵罐。因此，分离器的能力需要很大，因为在这里残渣量是决定设备尺寸的因素。

减小所需酵母分离器能力的一种方法是改变残渣相与流出液的流量比，即增加流出液流量，减少残渣相流量。这样一来进出第一蒸馏塔的液流中固体惰性物质的含量可能达到要求的浓度，同时在发酵罐一酵母分离器回路中固体惰性物质的浓度只需维持较低的稳定值，这就使得有可能减小酵母分离器的能力。但是这种方法使酵母的损失增加是一个缺点，因为随流出液进入第一蒸馏塔的酵母量将增加，而在蒸馏塔中酵母将被杀死。

本发明的目的是降低在发酵罐一酵母分离器回路中固体惰性物质的浓度，减小所需酵母分离器的能力而同时使酵母损失保持在一不变的低水平。

按照本说明书序言中提出的这类方法，本发明的上述目的通过下列途径来实现，即至少将一部分加入第一蒸馏塔的液流或者从第一蒸馏塔出来的一部分液流，在后续的离心分离设备中，分离成为一股除去了细颗粒的液流和一股浓集了细颗粒的残渣流，然后将该残渣流从循环回路中排出，所述的循环回路包括发酵罐和第一蒸馏塔。

本发明的一个较好的实施方案是把后续的离心分离设备放在第一蒸馏塔之后。这个方案与把离心分离设备放在第一蒸馏塔之前的方案相比较至少有两个优点。一个优点是分离出来的残渣浓缩物相对说含乙醇少，因而可以与滤网滤出的物料和从第一蒸馏塔出来的釜液中可能余下的部分一起直接加入第二蒸馏塔以进行最终的蒸出。第二个优点是，进入第一蒸馏塔的料液中以溶解或胶体状态存在的不能分离的蛋白质的某些部分，由于与从第一蒸馏塔出来的循环液流进行热交换的过程中的加热作用以及进一步在蒸馏塔本身中的加热作用可以通过凝聚而转变成为可分离的形态。这样形成的蛋白质凝聚体就能直接分离出去而不会再循环回到发酵罐去。

对于后续的离心分离设备放在第一蒸馏塔之前的情况，所得出的分离出来的残渣相中的乙醇浓度大致与进入第一蒸馏塔的加料液中的乙醇浓度相同，一般为4-6%（重量）。如果分离条件的选择使得在分离设备中得到的残渣相中的固体物料的浓度较高，因而可使残渣流的总量较少，那末即使它的乙醇浓度较高残渣相也可以直接加到蒸出塔中而不会引起乙醇产率的明显降低。如果残渣相的量相对地比较大，即它占需进行蒸出成最终釜液的液流的很大一部分，则一种可避免乙醇产率降低的可行的方法是在一个独立的较小的塔中将残渣相中的大部分乙醇蒸出。这样从这个小塔出来的塔釜液就可以直接加到蒸出塔中去，这个蒸出塔同时用来蒸出滤网滤出的物料和从第一蒸馏塔出来的釜液中可能余下的部分。