一種用秸稈生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種用秸桿生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對能源的消耗日益加劇，如何應(yīng)對能源枯竭已是世界各國所面臨的重大課題，以秸桿為原料，采用微生物發(fā)酵工藝生產(chǎn)燃料乙醇，目前是大多數(shù)國家緩解能源危機(jī)的重要舉措。
[0003]但是，現(xiàn)有的用秸桿生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)都是將固態(tài)原料秸桿和水解產(chǎn)物發(fā)酵在一個容器中進(jìn)行，導(dǎo)致水解或發(fā)酵不完全；現(xiàn)有的用秸桿生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，在發(fā)酵過程中，不能將發(fā)酵出的乙醇進(jìn)行排出，導(dǎo)致發(fā)酵速率降低；現(xiàn)有的用秸桿生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，不能直觀的看出發(fā)酵單元內(nèi)產(chǎn)生氣體的量，存在安全隱患。
[0004]因此，有必要對現(xiàn)有的用秸桿生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，使得用秸桿生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)能夠發(fā)酵完全并且效率高，操作安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服【背景技術(shù)】中存在的問題，本實用新型提供了一種用秸桿生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，能夠?qū)⑽锪系拿附?，發(fā)酵分開，保證物料的完全酶解和發(fā)酵，節(jié)省物料；能夠?qū)l(fā)酵出來的乙醇進(jìn)行過濾收集，提高發(fā)酵效率；能夠直觀的觀察發(fā)酵單元內(nèi)的氣體的含量，保證操作者的安全。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實用新型是按如下技術(shù)方案實施的:
[0007]所述的用秸桿生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)包括酶解單元、發(fā)酵單元、分離單元，所述的酶解單元、發(fā)酵單元和分離單元通過管道依次連接，所述的酶解單元包括罐蓋和罐體，酶解單元具有進(jìn)料口、排渣口、出料口，進(jìn)料口設(shè)置在罐體的上部，排渣口設(shè)置在罐體的底部，出料口設(shè)置在罐體的下部，酶解單元的內(nèi)部設(shè)置有攪拌桿，攪拌桿上設(shè)有螺旋槳葉，攪拌桿與外部的電機(jī)相連接，所述的發(fā)酵單元具有進(jìn)液口、出液口、pH緩沖裝置、過濾器，進(jìn)液口設(shè)置在發(fā)酵單元的上部，出液口設(shè)置在發(fā)酵單元的底部，pH緩沖裝置設(shè)置在發(fā)酵單元的側(cè)面，過濾器設(shè)置出液口的下部，發(fā)酵單元內(nèi)部設(shè)置有攪拌裝置，所述的酶解單元的出料口與發(fā)酵單元的進(jìn)液口相連接，所述的發(fā)酵單元通過底部的過濾器與分離單元相連接，所述的分離單元包括納濾膜組件，與納濾膜組件清液出口相連接的清液罐以及循環(huán)栗和流量計，所述的納濾膜組件的底部通過進(jìn)液栗與發(fā)酵單元底部的過濾器相連接，納濾膜組件的截留液出口通過換熱器與發(fā)酵單元頂部相連接。
[0008]進(jìn)一步，所述的酶解單元罐體內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)流板。
[0009]進(jìn)一步，所述的發(fā)酵單元為雙層壁結(jié)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步，所述的發(fā)酵單元頂部設(shè)置有彈性膜，彈性膜與發(fā)酵單元之間通過密封圈密封，彈性膜與發(fā)酵單元之間通過通孔連通。
[0011]進(jìn)一步，所述的發(fā)酵單元的出液口與過濾器之間通過篩網(wǎng)連通。
[0012]本實用新型的有益效果:在酶解單元的罐體內(nèi)部設(shè)置有攪拌桿和導(dǎo)流板，有助于固態(tài)秸桿和酶液的充分混合從而提高酶解效率，酶解完成后將酶解產(chǎn)物直接釋放到發(fā)酵單元中，能夠使得秸桿的酶解，發(fā)酵更完全；發(fā)酵單元為雙層壁結(jié)構(gòu)，有助于發(fā)酵單元的保溫以及冷卻水的循環(huán)，方便控制發(fā)酵單元的溫度；納濾膜組件將發(fā)酵得到的乙醇和雜質(zhì)進(jìn)行分離，并且將發(fā)酵得到的乙醇進(jìn)行排出，能夠有利于發(fā)酵反應(yīng)的進(jìn)行，提高發(fā)酵速率；發(fā)酵單元頂部設(shè)置有彈性膜，能夠直觀的了解發(fā)酵單元內(nèi)部氣體的含量，不會導(dǎo)致發(fā)酵單元內(nèi)氣體含量太多而威脅操作者的安全。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中，1-酶解單元、2-發(fā)酵單元、3-分離單元、4-罐蓋、5-罐體、6_進(jìn)料口、7_排渣口、8-出料口、9-攪拌桿、10-螺旋槳葉、11-電機(jī)、12-進(jìn)液口、13-出液口、14_pH緩沖裝置、15-過濾器、16-攪拌裝置、17-納濾膜組件、18-清液罐、19-循環(huán)栗、20-流量計、21-進(jìn)液栗、22-換熱器、23-導(dǎo)流板、24-彈性膜、25-密封圈、26-通孔、27-篩網(wǎng)。
【具體實施方式】
[0015]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的說明，以方便技術(shù)人員理解。
[0016]如圖1所示，所述的用秸桿生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)包括酶解單元1、發(fā)酵單元2、分離單元3，所述的酶解單元1、發(fā)酵單元2和分離單元3通過管道依次連接，所述的酶解單元1包括罐蓋4和罐體5，酶解單元1具有進(jìn)料口 6、排渣口 7、出料口 8，進(jìn)料口 6設(shè)置在罐體5的上部，排渣口 7設(shè)置在罐體5的底部，出料口 8設(shè)置在罐體5的下部，酶解單元1的內(nèi)部設(shè)置有攪拌桿9，攪拌桿9上設(shè)有螺旋槳葉10，攪拌桿9與外部的電機(jī)11相連接，電機(jī)11為市場上所購買，所述的酶解單元1的罐體5內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)流板23，酶解單元1上設(shè)置有攪拌桿9和導(dǎo)流板23，有助于固態(tài)秸桿和酶液充分混合，從而提高酶解效率，將酶解和發(fā)酵分離開，酶解完成后將酶解產(chǎn)物直接釋放到發(fā)酵單元2中，能夠使得秸桿的酶解，發(fā)酵更完全。
[0017]發(fā)酵單元2為雙層壁結(jié)構(gòu)，有助于發(fā)酵單元2的保溫以及冷卻水的循環(huán)，方便控制發(fā)酵單元2的溫度，所述的發(fā)酵單元2具有進(jìn)液口 12、出液口 13、pH緩沖裝置14、過濾器15，進(jìn)液口 12設(shè)置在發(fā)酵單元2的上部，出液口 13設(shè)置在發(fā)酵單元2的底部，pH緩沖裝置14設(shè)置在發(fā)酵單元2的側(cè)邊，過濾器15設(shè)置在出液口 13的下部，發(fā)酵單元2內(nèi)部設(shè)置有攪拌裝置16，所述的酶解單元1的出料口 8與發(fā)酵單元2的進(jìn)液口 12相連接，所述的發(fā)酵單元2通過底部的過濾器15與分離單元3相連接，所述的發(fā)酵單元2頂部設(shè)置有彈性膜24，彈性膜24與發(fā)酵單元2之間通過密封圈25密封，彈性膜24與發(fā)酵單元2之間通過通孔26連通，發(fā)酵單元2頂部設(shè)置有彈性膜24，能夠直觀的了解發(fā)酵單元2內(nèi)部氣體的含量，不會導(dǎo)致發(fā)酵單元2內(nèi)氣體含量太多而威脅操作者的安全，所述的發(fā)酵單元2的出液口 13與過濾器15之間通過篩網(wǎng)27連通，能夠?qū)⑽⑿〉墓腆w雜質(zhì)進(jìn)行過濾，保證過濾器15不會被堵塞。
[0018]所述的分離單元3包括納濾膜組件17，與納濾膜組件17清液出口相連接的清液罐18以及循環(huán)栗19和流量計20，所述的納濾膜組件17的底部通過進(jìn)液栗21與發(fā)酵單元2底部的過濾器15相連接，納濾膜組件17的截留液出口通過換熱器22與發(fā)酵單元2頂部相連接，納濾膜組件17將發(fā)酵得到的乙醇和雜質(zhì)進(jìn)行分離，并且將發(fā)酵得到的乙醇進(jìn)行排出，能夠有利于發(fā)酵反應(yīng)的進(jìn)行，提高發(fā)酵速率。
[0019]本實用新型的工作過程:在使用過程中，把預(yù)處理后的秸桿原料投入到酶解單元1的罐體5中，同時將商品化的纖維素酶制劑或者微生物發(fā)酵得到的纖維素酶液通過進(jìn)料口 6投入到酶解單元1中，在酶液作用下，秸桿將被水解得到葡萄糖，攪拌桿9和螺旋槳葉10有助于秸桿原料和酶液充分混合，可以提高水解效率，導(dǎo)流板23可以避免物料攪拌過程中出現(xiàn)死角，酶解完畢，秸桿殘渣可以通過排渣口 7排出，酶解得到的葡萄糖和剩余的酶液等通過出料口 8釋放到發(fā)酵單元2中，在發(fā)酵單元2中，通過加熱升溫使酶失活，啟動進(jìn)液栗21，將發(fā)酵單元2中的發(fā)酵液從中抽出，在進(jìn)液栗21的作用下，發(fā)酵液會先通過過濾器15，然后進(jìn)入納濾膜組件17，并在循環(huán)栗19的作用下進(jìn)入膜分離階段，流量計20的作用在于顯示發(fā)酵液進(jìn)入納濾膜組件17的流量，若流量異常，則可通過調(diào)節(jié)循環(huán)栗19的壓力來控制流量，發(fā)酵單元2中，一邊有溶液流出達(dá)到納濾膜組件17，一邊截留液回到發(fā)酵單元2中，兩個循環(huán)回路同時進(jìn)行，實現(xiàn)了發(fā)酵得到的乙醇的多次循環(huán)過濾，在清液罐18中得到清液，主要成分為乙醇，可根據(jù)彈性模24來得知發(fā)酵單元2中氣體的含量，保證操作者的安全。
[0020]在酶解單元罐體內(nèi)部設(shè)置有攪拌桿和導(dǎo)流板，有助于固態(tài)秸桿和酶液的混合從而提高酶解效率，酶解完成后將酶解產(chǎn)物直接釋放到發(fā)酵單元中，能夠使得秸桿的酶解，發(fā)酵更完全；發(fā)酵單元為雙層壁結(jié)構(gòu)，有助于發(fā)酵單元的保溫以及冷卻水的循環(huán)，方便控制發(fā)酵單元的溫度；納濾膜組件將發(fā)酵得到的乙醇和雜質(zhì)進(jìn)行分離，并且將發(fā)酵得到的乙醇進(jìn)行排出，能夠有利于發(fā)酵反應(yīng)的進(jìn)行，提高發(fā)酵速率；發(fā)酵單元頂部設(shè)置有彈性膜，能夠直觀的了解發(fā)酵單元內(nèi)部氣體的含量，不會導(dǎo)致發(fā)酵單元內(nèi)氣體含量太多而威脅操作者的安全。
[0021]最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本實用新型權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用秸桿生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，其特征在于：所述的用秸桿生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)包括酶解單元、發(fā)酵單元、分離單元，所述的酶解單元、發(fā)酵單元和分離單元通過管道依次連接，所述的酶解單元包括罐蓋和罐體，酶解單元具有進(jìn)料口、排渣口、出料口，進(jìn)料口設(shè)置在罐體的上部，排渣口設(shè)置在罐體的底部，出料口設(shè)置在罐體的下部，酶解單元的內(nèi)部設(shè)置有攪拌桿，攪拌桿上設(shè)有螺旋槳葉，攪拌桿與外部的電機(jī)相連接，所述的發(fā)酵單元具有進(jìn)液口、出液口、pH緩沖裝置、過濾器，進(jìn)液口設(shè)置在發(fā)酵單元的上部，出液口設(shè)置在發(fā)酵單元的底部，pH緩沖裝置設(shè)置在發(fā)酵單元的側(cè)面，過濾器設(shè)置在出液口的下部，發(fā)酵單元內(nèi)部設(shè)置有攪拌裝置，所述的酶解單元的出料口與發(fā)酵單元的進(jìn)液口相連接，所述的發(fā)酵單元通過底部的過濾器與分離單元相連接，所述的分離單元包括納濾膜組件，與納濾膜組件清液出口相連接的清液罐以及循環(huán)栗和流量計，所述的納濾膜組件的底部通過進(jìn)液栗與發(fā)酵單元底部的過濾器相連接，納濾膜組件的截留液出口通過換熱器與發(fā)酵單元頂部相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用秸桿生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，其特征在于：所述的酶解單元的罐體內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)流板。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用秸桿生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，其特征在于：所述的發(fā)酵單元為雙層壁結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用秸桿生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，其特征在于：所述的發(fā)酵單元頂部設(shè)置有彈性膜，彈性膜與發(fā)酵單元之間通過密封圈密封，彈性膜與發(fā)酵單元之間通過通孔連通。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用秸桿生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，其特征在于：所述的發(fā)酵單元的出液口與過濾器之間通過篩網(wǎng)連通。
【專利摘要】本實用新型涉及一種用秸稈生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)，屬于發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域；所述的用秸稈生產(chǎn)乙醇的系統(tǒng)包括酶解單元、發(fā)酵單元、分離單元，所述的酶解單元包括罐蓋和罐體，酶解單元具有進(jìn)料口、排渣口、出料口，所述的發(fā)酵單元具有進(jìn)液口、出液口、pH緩沖裝置、過濾器，所述的分離單元包括納濾膜組件，與納濾膜組件清液出口相連接的清液罐以及循環(huán)泵和流量計，所述的納濾膜組件的底部通過進(jìn)液泵與發(fā)酵單元底部的過濾器相連接，納濾膜組件的截留液出口通過換熱器與發(fā)酵單元頂部相連接，本實用新型能夠使得秸稈的酶解，發(fā)酵更完全；方便控制發(fā)酵單元的溫度；能夠有利于發(fā)酵反應(yīng)的進(jìn)行，提高發(fā)酵速率；保證操作者的安全。
【IPC分類】C12M1/02, C12M1/107, C12M1/12
【公開號】CN205062069
【申請?zhí)枴緾N201520726691
【發(fā)明人】李銀河, 王燕華, 郭昭涵, 黃冉濤
【申請人】南陽師范學(xué)院
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年9月21日