本发明专利技术提供了一种常压气源微界面强化生物发酵的装置，包括发酵罐，所述发酵罐的侧面设置有用于是发酵原料回流的回流通道，所述回流通道内部设置有复合式微界面发生器，所述复合式微界面发生器包括气动式微界面发生器和液动式微界面发生器，所述液动式微界面发生器通过连通管道与所述气动式微界面发生器相连；所述复合式微界面发生器与CO进气管道相连；所述回流通道的底部连接有进料管道用于发酵原料进入到所述发酵罐中。通过在发酵罐的侧壁的顶部设置有回流通道，提高了发酵原料的利用率，避免了发酵原料的浪费；通过设置有气液联动式微界面机组，使得CO更容易被发酵原料更吸收，在生产过程中节约了资源。在生产过程中节约了资源。在生产过程中节约了资源。
【技术实现步骤摘要】
一种常压气源微界面强化生物发酵的装置及方法
[0001]本专利技术属于乙醇的制备
，具体而言，涉及一种常压气源微界面强化生物发酵的装置及方法。
技术介绍
[0002]乙醇是目前世界上生产历史最悠久、产量最大的发酵工业产品。乙醇生产实现工业化始于19世纪末，至今已经有百余年历史。它广泛应用于食品、化工、医药、染料、国防等行业，又是十分重要的清洁资源——乙醇。乙醇是指体积分数在99.5％以上的无水乙醇，可以与汽油按照一定的比例调和达到不同辛烷值的调和乙醇汽油，是辛烷值调和的良好组分，还能够燃烧增氧作为汽油增氧剂的成分，在我国推广使用的E10汽油就是10％体积分数的乙醇和90％体积的汽油调和而成，因此乙醇作为清洁资源不仅可替代四乙基铅作汽油的防爆剂，还可制造乙醇汽油作汽车燃料，大大减少汽油燃烧时对环境的污染。
[0003]乙醇的生产方法分为以植物系物质为原料的发酵法和以石油系物质为原料的化学合成法。发酵法乙醇生产是当今生物工业中基础最大的产业，主要利用玉米、稻谷、高粱、小麦、薯类等淀粉质原料、糖蜜等糖质原料和玉米芯等纤维质原料，在微生物的作用下经发酵、蒸馏而制取乙醇。
[0004]在工业生产上，目前我国主要采用发酵法来生产乙醇，即基本上都是采用淀粉质原料、糖质原料或纤维质原料经发酵工艺来生产乙醇。据统计，我国约有95％以上的工厂是采用发酵法生产乙醇。随着食用和工业乙醇，特别是乙醇产业的发展和需求量的上升，原料短缺问题也日益突出，致使国内粮食供应日渐趋紧，导致粮食短缺物价急涨，影响了国家经济稳定和社会安定和谐。
[0005]现有技术中心，生产乙醇的过程中需要耗费大量的资源，发酵原料的利用率低，导致发酵原料的浪费。
[0006]有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
[0007]本专利技术的第一目的在于提供一种常压气源微界面强化生物发酵的装置，本装置通过在发酵罐的侧壁的顶部设置有回流通道，将发酵罐未反应完全的发酵物回流至发酵罐的底部，提高了发酵原料的利用率，避免了发酵原料的浪费；通过在回流通道内部设置有复合式微界面发生器，将CO破碎分散为微米级气泡，增大CO与发酵原料之间的相界传质面积，使得CO更容易被发酵原料吸收，在生产过程中节约了资源。
[0008]本专利技术的第二目的在于提供一种采用上述装置的方法，该方法操作简便，节约资源。
[0009]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0010]本专利技术提供了一种常压气源微界面强化生物发酵的装置，包括发酵罐，所述发酵罐的侧面设置有用于使发酵原料回流的回流通道，所述回流通道内部设置有复合式微界面
发生器，所述复合式微界面发生器包括气动式微界面发生器和液动式微界面发生器，所述液动式微界面发生器通过连通管道与所述气动式微界面发生器相连；
[0011]所述复合式微界面发生器与CO进气管道相连；
[0012]所述回流通道的底部连接有进料管道用于发酵原料进入到所述发酵罐中。
[0013]现有技术中，CO发酵生产乙醇时，发酵原料的利用率低，由于发酵原料是粮食，粮食的生长周期较长，发酵原料的利用率低就造成了浪费，直接影响了国内粮食供应。因此，现有技术中CO与发酵原料反应会耗费大量资源，在资源上造成了浪费。
[0014]本专利技术通过在发酵罐的侧壁的顶部设置有回流通道，将发酵罐未反应完全的发酵物回流至发酵罐的底部，提高了发酵原料的利用率，避免了发酵原料的浪费；通过在回流通道内部设置有气液联动式微界面机组，将CO破碎分散为微米级气泡，增大CO与发酵原料之间的相界传质面积，使得CO更容易被发酵原料更吸收，在生产过程中节约了资源。
[0015]本专利技术液动式微界面发生器设置在气动式微界面发生器的正上方，因为发酵原料中大多含有碎渣，会造成气动式微界面发生器上的微米级气泡的堵塞，当气动式微界面发生器堵塞时，关闭CO进气管道连接气动式微界面发生器的气体阀门，仅靠液动式微界面发生器里的气体和发酵原料通过管道自上而下冲刷气动式微界面发生器来清洗气动式微界面发生器，当气动式微界面发生器堵塞问题解决后可以打开CO进气管道连接气动式微界面发生器的气体阀门，重新让气动式微界面发生器工作。
[0016]为了节省资源，也可以在运行时关闭或关小CO进气管道与液动式微界面发生器之间的气体阀门和循环泵，因为循环管道中的反应物料和气体会受重力和负压的影响穿过液动式微界面发生器，这样就节省了CO送往液动式微界面发生器和循环泵的资源。
[0017]优选的，所述气动式微界面发生器设置在所述液动式微界面发生器的正下方。所述气动式微界面发生器之所以设置在液动式微界面发生器的正下方，是因为发酵原料中可能含有细小颗粒或残渣，会堵塞气动式微界面发生器，当气动式微界面发生器堵塞时，关闭连接气动式微界面发生器的气体阀门，利用正上方液动式微界面发生器向下的发酵原料来冲刷气动式微界面发生器内部，冲刷后气动式微界面发生器不再堵塞可以打开气体阀门，正常工作。
[0018]本领域所属技术人员可以理解的是，本专利技术所采用的微界面发生器在本专利技术人在先专利中已有体现，如申请号CN201610641119.6、CN201610641251.7、CN201710766435.0、CN106187660、CN105903425A、CN109437390A、CN205833127U及CN207581700U的专利。在先专利CN201610641119.6中详细介绍了微米气泡发生器(即微界面发生器)的具体产品结构和工作原理，该申请文件中记载了“微米气泡发生器包括本体和二次破碎件、本体内具有空腔，本体上设有与空腔连通的进口，空腔的相对的第一端和第二端均敞开，其中空腔的横截面积从空腔的中部向空腔的第一端和第二端减小；二次破碎件设在空腔的第一端和第二端中的至少一个处，二次破碎件的一部分设在空腔内，二次破碎件与空腔两端敞开的通孔之间形成一个环形通道。微米气泡发生器还包括进气管和进液管。”从该申请文件中公开的具体结构可以知晓其具体工作原理为：液体通过进液管切向进入微米气泡发生器内，超高速旋转并切割气体，使气体气泡破碎成微米级别的微气泡，从而提高液相与气相之间的传质面积，而且该专利中的微米气泡发生器属于气动式微界面发生器。
[0019]另外，在先专利201610641251.7中有记载一次气泡破碎器具有循环液进口、循环
气进口和气液混合物出口，二次气泡破碎器则是将进料口与气液混合物出口连通，说明气泡破碎器都是需要气液混合进入，另外从后面的附图中可知，一次气泡破碎器主要是利用循环液作为动力，所以其实一次气泡破碎器属于液动式微界面发生器，二次气泡破碎器是将气液混合物同时通入到椭圆形的旋转球中进行旋转，从而在旋转的过程中实现气泡破碎，所以二次气泡破碎器实际上是属于气液联动式微界面发生器。其实，无论是液动式微界面发生器，还是气液联动式微界面发生器，都属于微界面发生器的一种具体形式，然而本专利技术所采用的微界面发生器并不局限于上述几种形式，在先专利中所记载的气泡破碎器的具体结构只是本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种常压气源微界面强化生物发酵的装置，其特征在于，包括发酵罐，所述发酵罐的侧面设置有用于使发酵原料回流的回流通道，所述回流通道内部设置有复合式微界面发生器，所述复合式微界面发生器包括气动式微界面发生器和液动式微界面发生器，所述液动式微界面发生器通过连通管道与所述气动式微界面发生器相连；所述复合式微界面发生器与CO进气管道相连；所述回流通道的底部连接有进料管道用于发酵原料进入到所述发酵罐中。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气动式微界面发生器设置在所述液动式微界面发生器的正下方。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述液动式微界面发生器的顶部设置有Y型管道，所述Y型管道一边连接有所述CO进气管道，另一边连接有所述发酵罐顶端的气体回收口，用以将CO和所述发酵罐的顶部气体回收混合。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述回流通道的上端口与所述发酵罐顶部的液面平齐，所述回流通道的下端口设置在所述发...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志炳，孟为民，周政，王宝荣，杨高东，罗华勋，张锋，李磊，杨国强，田洪舟，曹宇，
申请(专利权)人：南京延长反应技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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