一种用秸秆生产乙醇的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于发酵技术领域，具体地说，涉及一种用秸杆生产乙醇的系统。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的发展，对能源的消耗日益加剧，如何应对能源枯竭已是世界各国所面临的重大课题，以秸杆为原料，采用微生物发酵工艺生产燃料乙醇，目前是大多数国家缓解能源危机的重要举措。
[0003]但是，现有的用秸杆生产乙醇的系统都是将固态原料秸杆和水解产物发酵在一个容器中进行，导致水解或发酵不完全；现有的用秸杆生产乙醇的系统，在发酵过程中，不能将发酵出的乙醇进行排出，导致发酵速率降低；现有的用秸杆生产乙醇的系统，不能直观的看出发酵单元内产生气体的量，存在安全隐患。
[0004]因此，有必要对现有的用秸杆生产乙醇的系统进行改进，使得用秸杆生产乙醇的系统能够发酵完全并且效率高，操作安全。
【发明内容】
[0005]为了克服【背景技术】中存在的问题，本实用新型提供了一种用秸杆生产乙醇的系统，能够将物料的酶解，发酵分开，保证物料的完全酶解和发酵，节省物料；能够将发酵出来的乙醇进行过滤收集，提高发酵效率；能够直观的观察发酵单元内的气体的含量，保证操作者的安全。
[0006]为达到上述目的，本实用新型是按如下技术方案实施的:
[0007]所述的用秸杆生产乙醇的系统包括酶解单元、发酵单元、分离单元，所述的酶解单元、发酵单元和分离单元通过管道依次连接，所述的酶解单元包括罐盖和罐体，酶解单元具有进料口、排渣口、出料口，进料口设置在罐体的上部，排渣口设置在罐体的底部，出料口设置在罐体的下部，酶解单元的内部设置有搅拌杆，搅拌杆上设有螺旋桨叶，搅拌杆与外部的电机相连接，所述的发酵单元具有进液口、出液口、pH缓冲装置、过滤器，进液口设置在发酵单元的上部，出液口设置在发酵单元的底部，pH缓冲装置设置在发酵单元的侧面，过滤器设置出液口的下部，发酵单元内部设置有搅拌装置，所述的酶解单元的出料口与发酵单元的进液口相连接，所述的发酵单元通过底部的过滤器与分离单元相连接，所述的分离单元包括纳滤膜组件，与纳滤膜组件清液出口相连接的清液罐以及循环栗和流量计，所述的纳滤膜组件的底部通过进液栗与发酵单元底部的过滤器相连接，纳滤膜组件的截留液出口通过换热器与发酵单元顶部相连接。
[0008]进一步，所述的酶解单元罐体内部设置有导流板。
[0009]进一步，所述的发酵单元为双层壁结构。
[0010]进一步，所述的发酵单元顶部设置有弹性膜，弹性膜与发酵单元之间通过密封圈密封，弹性膜与发酵单元之间通过通孔连通。
[0011]进一步，所述的发酵单元的出液口与过滤器之间通过筛网连通。
[0012]本实用新型的有益效果:在酶解单元的罐体内部设置有搅拌杆和导流板，有助于固态秸杆和酶液的充分混合从而提高酶解效率，酶解完成后将酶解产物直接释放到发酵单元中，能够使得秸杆的酶解，发酵更完全；发酵单元为双层壁结构，有助于发酵单元的保温以及冷却水的循环，方便控制发酵单元的温度；纳滤膜组件将发酵得到的乙醇和杂质进行分离，并且将发酵得到的乙醇进行排出，能够有利于发酵反应的进行，提高发酵速率；发酵单元顶部设置有弹性膜，能够直观的了解发酵单元内部气体的含量，不会导致发酵单元内气体含量太多而威胁操作者的安全。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构示意图。
[0014]图中，1-酶解单元、2-发酵单元、3-分离单元、4-罐盖、5-罐体、6_进料口、7_排渣口、8-出料口、9-搅拌杆、10-螺旋桨叶、11-电机、12-进液口、13-出液口、14_pH缓冲装置、15-过滤器、16-搅拌装置、17-纳滤膜组件、18-清液罐、19-循环栗、20-流量计、21-进液栗、22-换热器、23-导流板、24-弹性膜、25-密封圈、26-通孔、27-筛网。
【具体实施方式】
[0015]为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
[0016]如图1所示，所述的用秸杆生产乙醇的系统包括酶解单元1、发酵单元2、分离单元3，所述的酶解单元1、发酵单元2和分离单元3通过管道依次连接，所述的酶解单元1包括罐盖4和罐体5，酶解单元1具有进料口 6、排渣口 7、出料口 8，进料口 6设置在罐体5的上部，排渣口 7设置在罐体5的底部，出料口 8设置在罐体5的下部，酶解单元1的内部设置有搅拌杆9，搅拌杆9上设有螺旋桨叶10，搅拌杆9与外部的电机11相连接，电机11为市场上所购买，所述的酶解单元1的罐体5内部设置有导流板23，酶解单元1上设置有搅拌杆9和导流板23，有助于固态秸杆和酶液充分混合，从而提高酶解效率，将酶解和发酵分离开，酶解完成后将酶解产物直接释放到发酵单元2中，能够使得秸杆的酶解，发酵更完全。
[0017]发酵单元2为双层壁结构，有助于发酵单元2的保温以及冷却水的循环，方便控制发酵单元2的温度，所述的发酵单元2具有进液口 12、出液口 13、pH缓冲装置14、过滤器15，进液口 12设置在发酵单元2的上部，出液口 13设置在发酵单元2的底部，pH缓冲装置14设置在发酵单元2的侧边，过滤器15设置在出液口 13的下部，发酵单元2内部设置有搅拌装置16，所述的酶解单元1的出料口 8与发酵单元2的进液口 12相连接，所述的发酵单元2通过底部的过滤器15与分离单元3相连接，所述的发酵单元2顶部设置有弹性膜24，弹性膜24与发酵单元2之间通过密封圈25密封，弹性膜24与发酵单元2之间通过通孔26连通，发酵单元2顶部设置有弹性膜24，能够直观的了解发酵单元2内部气体的含量，不会导致发酵单元2内气体含量太多而威胁操作者的安全，所述的发酵单元2的出液口 13与过滤器15之间通过筛网27连通，能够将微小的固体杂质进行过滤，保证过滤器15不会被堵塞。
[0018]所述的分离单元3包括纳滤膜组件17，与纳滤膜组件17清液出口相连接的清液罐18以及循环栗19和流量计20，所述的纳滤膜组件17的底部通过进液栗21与发酵单元2底部的过滤器15相连接，纳滤膜组件17的截留液出口通过换热器22与发酵单元2顶部相连接，纳滤膜组件17将发酵得到的乙醇和杂质进行分离，并且将发酵得到的乙醇进行排出，能够有利于发酵反应的进行，提高发酵速率。
[0019]本实用新型的工作过程:在使用过程中，把预处理后的秸杆原料投入到酶解单元1的罐体5中，同时将商品化的纤维素酶制剂或者微生物发酵得到的纤维素酶液通过进料口 6投入到酶解单元1中，在酶液作用下，秸杆将被水解得到葡萄糖，搅拌杆9和螺旋桨叶10有助于秸杆原料和酶液充分混合，可以提高水解效率，导流板23可以避免物料搅拌过程中出现死角，酶解完毕，秸杆残渣可以通过排渣口 7排出，酶解得到的葡萄糖和剩余的酶液等通过出料口 8释放到发酵单元2中，在发酵单元2中，通过加热升温使酶失活，启动进液栗21，将发酵单元2中的发酵液从中抽出，在进液栗21的作用下，发酵液会先通过过滤器15，然后进入纳滤膜组件17，并在循环栗19的作用下进入膜分离阶段，流量计20的作用在于显示发酵液进入纳滤膜组件17的流量，若流量异常，则可通过调节循环栗19的压力来控制流量，发酵单元2中，一边有溶液流出达到纳滤膜组件17，一边截留液回到发酵单元2中，两个循环回路同时进行，实现了发酵得到的乙醇的多次循环过滤，在清液罐18中得到清液，主要成分为乙醇，可根据弹性模24来得知发酵单元2中气体的含量，保证操作者的安全。
[0020]在酶解单元罐体内部设置有搅拌杆和导流板，有助于固态秸杆和酶液的混合从而提高酶解效率，酶解完成后将酶解产物直接释放到发酵单元中，能够使得秸杆的酶解，发酵更完全；发酵单元为双层壁结构，有助于发酵单元的保温以及冷却水的循环，方便控制发酵单元的温度；纳滤膜组件将发酵得到的乙醇和杂质进行分离，并且将发酵得到的乙醇进行排出，能够有利于发酵反应的进行，提高发酵速率；发酵单元顶部设置有弹性膜，能够直观的了解发酵单元内部气体的含量，不会导致发酵单元内气体含量太多而威胁操作者的安全。
[0021]最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。
【主权项】
1.一种用秸杆生产乙醇的系统，其特征在于：所述的用秸杆生产乙醇的系统包括酶解单元、发酵单元、分离单元，所述的酶解单元、发酵单元和分离单元通过管道依次连接，所述的酶解单元包括罐盖和罐体，酶解单元具有进料口、排渣口、出料口，进料口设置在罐体的上部，排渣口设置在罐体的底部，出料口设置在罐体的下部，酶解单元的内部设置有搅拌杆，搅拌杆上设有螺旋桨叶，搅拌杆与外部的电机相连接，所述的发酵单元具有进液口、出液口、pH缓冲装置、过滤器，进液口设置在发酵单元的上部，出液口设置在发酵单元的底部，pH缓冲装置设置在发酵单元的侧面，过滤器设置在出液口的下部，发酵单元内部设置有搅拌装置，所述的酶解单元的出料口与发酵单元的进液口相连接，所述的发酵单元通过底部的过滤器与分离单元相连接，所述的分离单元包括纳滤膜组件，与纳滤膜组件清液出口相连接的清液罐以及循环栗和流量计，所述的纳滤膜组件的底部通过进液栗与发酵单元底部的过滤器相连接，纳滤膜组件的截留液出口通过换热器与发酵单元顶部相连接。2.根据权利要求1所述的一种用秸杆生产乙醇的系统，其特征在于：所述的酶解单元的罐体内部设置有导流板。3.根据权利要求1所述的一种用秸杆生产乙醇的系统，其特征在于：所述的发酵单元为双层壁结构。4.根据权利要求1所述的一种用秸杆生产乙醇的系统，其特征在于：所述的发酵单元顶部设置有弹性膜，弹性膜与发酵单元之间通过密封圈密封，弹性膜与发酵单元之间通过通孔连通。5.根据权利要求1所述的一种用秸杆生产乙醇的系统，其特征在于：所述的发酵单元的出液口与过滤器之间通过筛网连通。
【专利摘要】本实用新型涉及一种用秸秆生产乙醇的系统，属于发酵技术领域；所述的用秸秆生产乙醇的系统包括酶解单元、发酵单元、分离单元，所述的酶解单元包括罐盖和罐体，酶解单元具有进料口、排渣口、出料口，所述的发酵单元具有进液口、出液口、pH缓冲装置、过滤器，所述的分离单元包括纳滤膜组件，与纳滤膜组件清液出口相连接的清液罐以及循环泵和流量计，所述的纳滤膜组件的底部通过进液泵与发酵单元底部的过滤器相连接，纳滤膜组件的截留液出口通过换热器与发酵单元顶部相连接，本实用新型能够使得秸秆的酶解，发酵更完全；方便控制发酵单元的温度；能够有利于发酵反应的进行，提高发酵速率；保证操作者的安全。
【IPC分类】C12M1/02, C12M1/107, C12M1/12
【公开号】CN205062069
【申请号】CN201520726691
【发明人】李银河, 王燕华, 郭昭涵, 黄冉涛
【申请人】南阳师范学院
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年9月21日