[實用新型]一種生物質原料高濃度預酶解制取燃料乙醇的系統

有效

• 申請號: 201820078405.0
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN208055357U
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 劉同林;袁同琦;楊文斌;劉笑辰
• 申請（專利權）人: 劉同林
• 主分類號: C12M1/40
• 分類號: C12M1/40;C12M1/38;C12M1/36;C12M1/02;C12M1/00
• 代理公司: 濰坊正信致遠知識產權代理有限公司 37255
• 代理人: 劉新子

本實用新型公開了一種生物質原料高濃度預酶解制取燃料乙醇的系統，屬于生物質酶解生產燃料乙醇的技術領域，包括螺旋計量加熱輸送機、雙向分料螺旋機系統、連續混合輸送機、連續混合預酶解螺旋機、組合系統、集料螺旋輸送機、中間槽。本實用新型的有益效果：具有酶解物料含量高、混合均勻、運行穩定、連續性強、均一性好、系統無死角、產量大、效率高、能耗低、ph值和溫度控制精確、可實現自動化的優點。

技術領域

本實用新型涉及生物質酶解發酵生產燃料乙醇的技術領域，具體說是一種生物質原料高濃度預酶解制取燃料乙醇的系統。

背景技術

生物能源作為一種可再生的能源燃料，能夠有效的降低室溫效應，減緩環境污染，比礦質燃料具有更明顯的優勢，如在汽油中摻入10％的無水乙醇(E10) 不僅可以緩解能源壓力，還能提高辛烷值，改善尾氣排放質量，其中，生物質制取燃料乙醇，需首先將其中的纖維素降解成可發酵的糖類，實現酶解技術目標的有效裝置就成為關鍵因素。而我國可利用的生物質資源豐富，僅農作物秸稈每年產量可達7億噸之多，農作物生長周期短、產量豐富。因此包括農作物在內的植物秸稈是一種真正意義上取之不盡的可再生生物質資源。

目前，雖然各種生產纖維素乙醇的技術和工藝各有不同，但纖維素酶解裝置，基本是借用傳統乙醇生產行業的罐式攪拌方式，包括很多研究、中試的酶解裝置，也都是罐式攪拌裝置，酶解罐是間歇工作裝置，這種罐式攪拌裝置，適應于阻力小、具有流動性的物料攪拌混合，一般是減速機直連輸入動力；這種結構形式對木質纖維素類物料并不適用，在實驗室或中試裝置中，由于物料量較少，罐體尺寸較小，尚可以勉強使用。

這種稍大一些的罐式攪拌裝置，為實現木質纖維素物料與酶制劑的均勻混合和物料固形物含量的提高，纖維素預酶解的加料過程，一般采用邊酶解液化，邊加料及酶制劑的方法，來彌補攪拌混合能力之不足；導致物料進罐時間、酶解時間不同，混合效果差、酶解差異性大；等于是用錯誤的方法在做一鍋夾生飯；酶解效率肯定會受到不利影響。

經過高溫汽爆等方法預處理后的物料，其植物組織結構已經坍塌破壞，已經不是疏松的碎片堆積狀態，而是類似壓實的、緊密纏繞的絲狀物狀態。一般濃度達到15％就失去流動性，濃度越高，越難攪拌混合。如果固形物含量達到 15-50％，纏繞的絲狀纖維在攪拌器葉片正面形成阻擋交織網絡，沒有流動性的纖維網絡之間摩擦力增大，攪拌器需克服這種摩擦力，阻力急劇增加。特別是隨著罐體直徑的增加，攪拌器葉片至中心軸的力矩增大，傳導至中心軸需克服的反作用扭力也急劇增加。由于沒有流動性，在充滿這種物料的罐體內，即使消耗巨大動力轉動攪拌葉片，也不足以使物料流態化，也就不能實現攪拌混合的目的。此種結構只能應用于淀粉類的顆粒物料，在木質纖維物料中，是無法使用的，就像把手臂伸進糧食堆里可以攪動，把手臂放進壓實的草堆里攪不動，是一個原理。

在高物料含量狀態下，罐式攪拌裝置只適應于糧食類顆粒或淀粉糊化粘稠流體狀態的物料；呈纏繞絲狀物的秸稈物料，是不能借鑒使用的；這兩類物料，具有完全不同的物理形態和物理特性。

只有將預酶解物料濃度提高至15-50％，才能相對提高酶制劑相對物料的含量，提高酶解效率；才能增加酶解后可發酵糖的濃度，進一步提高發酵和蒸餾的乙醇濃度，降低蒸汽消耗和動力消耗，提高裝置利用率。

由此，目前還沒有可行的大型工業化裝置，能將含量15-50％的木質纖維物料連續混合均勻，并進行酶解；因此，開發新型裝置，提高酶解物料濃度至 15-50％，降低動力消耗，并實現在物料與酶制劑的連續均勻混合，提高酶解效率，降低成本，實現生物質原料的高濃度、連續化預酶解運行，是發展生物質燃料乙醇產業的當務之急。

實用新型內容

本實用新型的目的便是提供一種生物質原料高濃度預酶解制取燃料乙醇的系統，具有酶解物料含量高、混合均勻、運行穩定、連續性強、均一性好、系統無死角、產量大、效率高、能耗低、pH值和溫度控制精確、可實現自動化的優點。

為實現上述目的，本實用新型的一種生物質原料高濃度預酶解制取燃料乙醇的系統，技術方案如下：