一种连续固态发酵及固态蒸馏制取燃料乙醇的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种连续固态发酵及固态蒸馏制取燃料乙醇的系统，依次包括相互配合联接的第一皮带输送机、物料缓冲计量仓、第二皮带输送机、螺旋加热输送机、连续混合输送机、发酵装置混合布料螺旋机系统、连续固态发酵装置、第一多点进料螺旋收集输送机、第一螺旋输送机、螺旋预热输送机、蒸馏装置混合布料螺旋机系统、连续固态蒸馏装置、第二多点进料螺旋收集输送机、第二螺旋输送机。本实用新型专利技术的有益效果：采用分级布料结构，取代了现有的集中布料的方式和整体强力搅拌的方式；物料的排出采用多排螺旋机，实现了物料无死角均匀的排送；并实现物料的密封传送；具有产量大、效率高、能耗低、故障率低，运行费用低、运行稳定无堵塞、连续性强、系统无死角不染杂菌等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种连续固态发酵及固态蒸馏制取燃料乙醇的系统
本技术涉及连续固态发酵及连续固态蒸馏生产燃料乙醇的
；具体涉及一种甜高粱秸秆生产燃料乙醇的连续固态发酵及连续固态蒸馏系统。
技术介绍
目前，以非粮作物生产燃料乙醇已成为发展趋势，甜高粱以其抗旱、耐盐碱、适应力强、生物质产量高、茎秆含糖量高等特性，成为广泛种植的能源作物。如，利用甜高粱秸秆生产乙醇，主要有液态和固态发酵两种方式：液态发酵是将新鲜甜高粱秸秆压榨取汁，并对汁液进行浓缩储存，储存汁液要加入防腐剂等化学品，不利于酵母的发酵。而压榨后的物料中有残留糖分，降低了糖分的利用率。榨取、浓缩蒸发、储存、废水处理等需增加固定资产投入和运行费用，导致投资和成本大幅上升。固态发酵是将甜高粱秸秆粉碎后直接进行发酵，直接将糖分转化为乙醇。流程简单、固定资产投资少、运行费用低、糖分利用率高、无化学品添加、产生废水少，具有较大的成本优势。现有技术中也公布了相关的技术，如：中国专利CN102115713B公布了回转式全密封乙醇连续发酵反应罐；中国专利CN102071222B公布了一种制取燃料乙醇的连续固态发酵装置；中国专利CN103509712B公布了一种具备自控系统的连续固态发酵制取乙醇。以上专利的主体结构，均借用的造纸行业用于处理废纸的设备转鼓式碎浆机，可以实现连续进料、连续出料、物料连续强力翻转混合。但是，这种装置的设计初衷，是为了对通过筒体内的物料施加强力的机械作用实现搅拌，能耗较高。固态发酵物料混合均匀后，发酵全过程一直连续强力混合，额外增加无效的能耗。由于筒体内物料不停翻转，物料堆积密度约60-75kg/m3(绝干)，翻转需要空间，筒体内物料充满系数约55-65％。螺旋进料密度不会高于75kg/m3(绝干)，大量空气随物料连续进入筒体内，连续翻转的物料始终与空气充分混合，会影响厌氧发酵效果。固态发酵物料的混合，是少量酵母与大量成固态状秸秆料片的混合，只是相对均匀，并不是每一个单独的料片都均等的与酵母混合，在发酵过程中，物料需要紧密接触，不断地进行酵母、糖等物质的传导交换，才能最终实现均匀良好发酵的效果。而连续强力的混合形式，会使固态物料始终处于松散翻转状态，每一个料片之间不能有效接触，每个料片形成一个孤岛，只能与初期混合的酵母发生作用，无法有效进行糖与酵母的交换传导。而随着发酵过程的进展，酵母与糖的分布将更加不均匀，严重影响了物料发酵过程的传质作用，最终会严重影响发酵效果。现有传统固态酿酒方法是将蒸煮后糖化的粮食加入到老窖池内，靠老窖池内的老窖泥所含微生物发酵产生酒精，池内物料是需要压实的，就是为了发酵过程的物质传导和减少空气的影响，如果将物料松散装入老窖池是不行的，这是酿酒领域基本的常识。该种强力搅拌装置其直径越大，转动提升的物料高度越高，翻转作用也越强，转化成势能的动力消耗就越大。而转速越慢，装置托板缓慢托举物料至高点转化成提升势能时间越持久，动力消耗也越大。其转速仅0.03--0.4rpm，不能使离心力有效转化为势能，转变为提升物料高度的力。筒体直径越大，传导至动力装置的反作用力扭矩越大，转速越慢，物料作用于筒壁的反作用力大且持久，动力消耗大幅增加，就像单手握住一个长柄的锤子，伸直手臂甩动起来，可以很轻松的连续甩成圈，用力很小，但是伸直手臂单手握长柄锤子缓慢举起转圈，力气再大也很难实现。实际使用中，这种装置启动和未达到额定转速之前，动力消耗非常大。而密封进料缓冲仓的底部收口，会使极易搭桥的秸秆物料在收窄的进料口处形成搭桥堵塞，无法正常运行。出料口设在大直径筒体尾端的中心，出料口直径远小于筒体直径，形成筒体尾端一周圈的90°死角，此处必然存料产生杂菌，影响发酵效果。中国专利CN101724661B公布了甜高梁秸秆固态连续发酵及蒸馏生产乙醇工艺及系统，其固态发酵是在多层、多段式固态连续发酵装置中连续完成。其固态连续发酵装置，是在矩形箱体内安装埋刮板输送机、多组对称的布料倾斜刮板、将箱体分隔为多层发酵室的多层可开关式托料装置、每层发酵室内固定托料板等组成。秸秆物料有极易缠绕聚团的趋势：一是极易在刮板、斜刮板、托料板之间堵塞物料；二是过于复杂的结构必然夹料、挂料、存料，导致大量死角处产生杂菌，影响发酵效果；三是底部收窄的接料口会造成秸秆物料的搭桥堵塞；四是出料使用的水平带式输送机会使大量乙醇挥发损失。上述的固态蒸馏是在多层差压式固态连续蒸馏装置中连续完成，其连续蒸馏装置：一是在塔体内同轴固装有可开关式上、中、下塔板，上、下塔板的孔板及隔板上均有对称的扇形出料口，通过连杆机构开关出料口。以秸秆物料易缠绕挂料搭桥的特性，此处必堵无疑；二是塔体底端锥形出料仓与螺旋出料器连接处，也必然会造成秸秆物料搭桥堵塞；三是在上、中、下塔板上方的搅拌轴固装有搅拌桨叶，且每层塔板上桨叶均有两层。这种多层搅拌桨叶，在充满秸秆物料的塔体内，很难转动搅拌，如要实现转动搅拌，传动机构及搅拌桨叶的机械强度要求、动力消耗都将高到无法接受。此种结构的连续蒸馏装置只能应用于粮食类颗粒物料，在甜高粱秸秆类物料的蒸馏中，是无法使用的，就像把手臂伸进粮食堆里可以搅动，伸手进入压实的湿碎草垛里无法搅动是一个原理。粉碎后的秸秆类物料，具有相互缠绕、易搭桥、没有流动性、与菌种混合不均匀等特点，目前还没有可行的大型工业化装置运行。因此，开发新型装备装置，提高秸秆糖分利用率，降低成本，实现甜高粱秸秆固态发酵和蒸馏的连续化生产，是发展生物质燃料乙醇产业的当务之急。
技术实现思路
本技术的目的便是提供一种连续固态发酵及固态蒸馏制取燃料乙醇的系统，具有产量大、效率高、能耗低、故障率低，运行费用低、运行稳定无堵塞、连续性强、系统无死角不染杂菌、可实现自动化的优点。为实现上述目的，本技术的一种连续固态发酵及固态蒸馏制取燃料乙醇的系统，其技术方案如下：该系统依次包括相互配合联接的第一皮带输送机(1)、物料缓冲计量仓(2)、第二皮带输送机(3)、螺旋加热输送机(4)、连续混合输送机(5)、发酵装置混合布料螺旋机系统(6)、连续固态发酵装置(7)、第一多点进料螺旋收集输送机(8)、第一螺旋输送机(9)、螺旋预热输送机(10)、蒸馏装置混合布料螺旋机系统(11)、连续固态蒸馏装置(12)、第二多点进料螺旋收集输送机(13)、第二螺旋输送机(14)。所述物料缓冲计量仓(2)的上端与第一皮带输送机(1)联接、下端与第二皮带输送机(3)配合联接。所述螺旋加热输送机(4)的下端通过连续混合输送机(5)与发酵装置混合布料螺旋机系统(6)密封联接、上端与第二皮带输送机(3)配合联接，连续固态发酵装置(7)的上端与发酵装置混合布料螺旋机系统(6)密封联接、下端通过第一多点进料螺旋收集输送机(8)与第一螺旋输送机(9)密封联接。所述连续固态蒸馏装置(12)的上端通过蒸馏装置混合布料螺旋机系统(11)与螺旋预热输送机(10)密封联接、下端通过第二多点进料螺旋收集输送机(13)与第二螺旋输送机(14)连接，该螺旋预热输送机(10)与第一螺旋输送机(9)的右端密封联接。即螺旋加热输送机(4)后面的各个设备之间均为密封连接，可采用法兰密封连接的方式，或其他连接方式均可。以此实现了取代现有的强力整体搅拌的方式，改变了现有的通过中间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续固态发酵及固态蒸馏制取燃料乙醇的系统，其特征在于：依次包括相互配合联接的第一皮带输送机(1)、物料缓冲计量仓(2)、第二皮带输送机(3)、螺旋加热输送机(4)、连续混合输送机(5)、发酵装置混合布料螺旋机系统(6)、连续固态发酵装置(7)、第一多点进料螺旋收集输送机(8)、第一螺旋输送机(9)、螺旋预热输送机(10)、蒸馏装置混合布料螺旋机系统(11)、连续固态蒸馏装置(12)、第二多点进料螺旋收集输送机(13)、第二螺旋输送机(14)；所述物料缓冲计量仓(2)的上端与第一皮带输送机(1)联接、下端与第二皮带输送机(3)配合联接；所述螺旋加热输送机(4)的下端通过连续混合输送机(5)与发酵装置混合布料螺旋机系统(6)密封联接、上端与第二皮带输送机(3)配合联接，连续固态发酵装置(7)的上端与发酵装置混合布料螺旋机系统(6)密封联接、下端通过第一多点进料螺旋收集输送机(8)与第一螺旋输送机(9)密封联接；所述连续固态蒸馏装置(12)的上端通过蒸馏装置混合布料螺旋机系统(11)与螺旋预热输送机(10)密封联接、下端通过第二多点进料螺旋收集输送机(13)与第二螺旋输送机(14)连接，该螺旋预热输送机(10)与第一螺旋输送机(9)的右端密封联接。...

【技术特征摘要】
1.一种连续固态发酵及固态蒸馏制取燃料乙醇的系统，其特征在于：依次包括相互配合联接的第一皮带输送机(1)、物料缓冲计量仓(2)、第二皮带输送机(3)、螺旋加热输送机(4)、连续混合输送机(5)、发酵装置混合布料螺旋机系统(6)、连续固态发酵装置(7)、第一多点进料螺旋收集输送机(8)、第一螺旋输送机(9)、螺旋预热输送机(10)、蒸馏装置混合布料螺旋机系统(11)、连续固态蒸馏装置(12)、第二多点进料螺旋收集输送机(13)、第二螺旋输送机(14)；所述物料缓冲计量仓(2)的上端与第一皮带输送机(1)联接、下端与第二皮带输送机(3)配合联接；所述螺旋加热输送机(4)的下端通过连续混合输送机(5)与发酵装置混合布料螺旋机系统(6)密封联接、上端与第二皮带输送机(3)配合联接，连续固态发酵装置(7)的上端与发酵装置混合布料螺旋机系统(6)密封联接、下端通过第一多点进料螺旋收集输送机(8)与第一螺旋输送机(9)密封联接；所述连续固态蒸馏装置(12)的上端通过蒸馏装置混合布料螺旋机系统(11)与螺旋预热输送机(10)密封联接、下端通过第二多点进料螺旋收集输送机(13)与第二螺旋输送机(14)连接，该螺旋预热输送机(10)与第一螺旋输送机(9)的右端密封联接。2.根据权利要求1所述的一种连续固态发酵及固态蒸馏制取燃料乙醇的系统，其特征在于：所述物料缓冲计量仓(2)的仓体(201)下部为锥台型，仓体(201)的内部下端布满多个平行的变径变螺距的组合计量螺旋机(202)，组合计量螺旋机(202)出料口(203)的下侧与所述第二皮带输送机(3)配合联接，仓体(201)的顶部为敞开的进料口(204)，仓体(201)的外壁设有加强筋板(205)。3.根据权利要求1所述的一种连续固态发酵及固态蒸馏制取燃料乙醇的系统，其特征在于：所述螺旋加热输送机(4)和螺旋预热输送机(10)的壳体(401，1001)一端上部设有进料口(402，1002)、另一端下部设有出料口(403，1003)，进料口(402，1002)侧壁和壳体(401，1001)的中部分别设有温度计接口(404，1004)，壳体(401，1001)的侧壁设有多个均匀分布的蒸汽入口(405，1005)。4.根据权利要求1所述的一种连续固态发酵及固态蒸馏制取燃料乙醇的系统，其特征在于：所述连续混合输送机(5)壳体(501)一端的上部设有进料口(502)、另一端下部设有出料口(503)，进料口(502)侧壁设有多个发酵菌种加入口(504)，进料口(502)下部和出料口(503)上部分别设有温度计接口(505)，出料口(503)侧壁设有取样口(506)，所述壳体(501)内部的驱动轴(507)侧壁通过连接板(508)固定连接有螺旋叶片(509)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘同林，袁同琦，杨文斌，刘笑辰，
申请(专利权)人：刘同林，
类型：新型
国别省市：山东,37