[發明專利]一種水解液反滲透糖濃縮脫毒回流系統及其使用方法

在審

• 申請號: 202110004165.6
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112774443A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 陳城漢;祝其麗;譚芙蓉;王彥偉;何明雄;胡國全;代立春;吳波
• 申請（專利權）人: 農業部沼氣科學研究所
• 主分類號: B01D61/08
• 分類號: B01D61/08;C07C29/80;C07C31/08;C12M1/26;C12M1/00;C12P7/10;C12R1/01
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

本發明公開了一種水解液反滲透糖濃縮脫毒回流系統及其使用方法，涉及反滲透技術領域，包括依次連接成回路的儲存箱、反滲透裝置，發酵罐和蒸餾塔，所述反滲透裝置內設有反滲透系統膜，所述反滲透系統膜將反滲透裝置分設為內腔空間和外圈空間，水解液反滲透糖濃縮脫毒回流系統的使用方法，包括以下步驟：收集預處理水解液；將預處理水解液接通入儲存箱中，然后通入反滲透裝置反滲透去除殘余物；將反滲透后的水解液集中至發酵罐中發酵，然后經蒸餾塔蒸餾得到乙醇；從第一出口流出的乙醇回流至儲存箱，將第二出口流出的乙醇另行儲存；本發明將水解液發酵產生的乙醇，一部分回流至儲存箱中的水解液中，提高乙醇的有效利用率，從而降低生產制造成本。

技術領域

本發明涉及一種水解液反滲透糖濃縮脫毒回流系統及其使用方法，涉及反滲透技術技術領域。

背景技術

反滲透技術是一種以壓力差作為推動力的膜分離技術。自然狀態下，相同體積的稀溶液和濃溶液分別置于一容器的兩側，中間用半透膜阻隔，稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜，向濃溶液側流動，濃溶液側的液面會比稀溶液的液面高出一定高度，形成一個壓力差，達到滲透平衡狀態，此時壓力差即為滲透壓。若在濃溶液側施加一個大于滲透壓的壓力時，濃溶液中的溶劑會向稀溶液流動，此時溶劑的流動方向與原來滲透的方向相反，這一過程稱為反滲透。反滲透過程在壓力驅動下，借助半透膜的選擇透過性將溶液中的溶質與溶劑分開。反滲透過程簡單、能耗低，已大規模應用于海水和苦咸水淡化，并已開始用于生化和生物制劑的分離和濃縮，工業應用前景廣闊。

纖維素乙醇作為一種可再生且相對清潔的生物燃料，對解決當前國際社會面臨的能源及污染問題具有重要價值。但其煉制過程中原料纖維素水解液中葡萄糖的濃度偏低且含有呋喃甲醛、乙酸等殘余物質，顯著影響后續的乙醇發酵效率，成為乙醇煉制及應用的制約因素。現有反滲透裝置一般是一組含有反滲透膜的箱體。

綜上，一種可有效利用乙醇，提高工作效率的水解液反滲透糖濃縮脫毒回流系統及其使用方法有待研究。

發明內容

本發明的目的在于：克服現有技術存在的缺陷，提供一種水解液反滲透糖濃縮脫毒回流系統及其使用方法，本發明的水解液反滲透糖濃縮脫毒回流系統采用全新設計的循環回流式的設計，可避免停歇裝置額外添加乙醇，節約生產成本；采用高度集成的循環回流式結構，充分利用回流結構設計，高效利用產物乙醇，大大提高了工作效率。

為了實現以上目的，本發明采用的技術方案：

一種水解液反滲透糖濃縮脫毒回流系統，包括依次連接成回路的儲存箱、反滲透裝置、發酵罐和蒸餾塔。

進一步的是，所述反滲透裝置內設有反滲透系統膜，所述反滲透系統膜將反滲透裝置分設為內腔空間和外圈空間。反滲透裝置中反滲透系統膜將其分設為兩個空間，水解液進入內腔空間后，殘余物從內腔空間穿過反滲透系統膜，進入外圈空間，含有糖類的水解液依然在內腔空間，然后通入發酵罐。

進一步的，所述儲存箱的頂部和所述內腔空間的頂部通過管道連通。

進一步的，所述內腔空間的底部與發酵罐的頂部通過管道連通。

進一步的，所述外圈空間連通于廢液箱。廢液箱的設計便于收集反滲透過程中滲透出的殘余物。

進一步的，所述發酵罐和蒸餾塔之間還設有取樣器。取樣器的設計便于操作人員在操作過程中實時監控發酵液的發酵程度。

進一步的，所述蒸餾塔和儲存箱之間還設有水泵。水泵的設計便于將乙醇通入儲存箱。

進一步的，所述蒸餾塔的頂部設有第一出口和第二出口，所述第一出口連通于儲存箱。

進一步的，水解液反滲透糖濃縮脫毒回流系統的使用方法，包括以下步驟：

S1、收集預處理水解液；

S2、將預處理水解液接通入儲存箱中，然后通入反滲透裝置反滲透去除殘余物；