[发明专利]糖质原料生产乙醇发酵/蒸馏一体化工艺及装置

权利要求书

1.一种糖质作物固态发酵、醇-渣气提和糟渣气流干燥生产燃料乙醇的一体化工艺，其特征在于，采用包括：粉碎机(1)，输送皮带(3)，进料仓(4)，推料绞轮(5)，种子罐(6)，菌液排出管(7)，卧式固态发酵罐(8)，抄板(9)，旋转接头(10)，套管流路(11)，菌液喷淋管(12)，减速电机与电控系统(13)，干燥料出口(14)，CO₂排气口(15)，乙醇收集组件(16)，螺旋板换热器(17)，粗醇收集装置(18)，湿热气体排出口(19)和精馏塔(20)的一体化工艺装置，所述工艺包括如下步骤：

1)动态进料：糖质作物包括甜高粱、甘蔗、甜菜、菊芋，将其茎秆经剥叶破碎后获得丝状粉碎料，粉碎料经皮带输送到进料仓，凭借推料绞轮、卧式固态发酵罐筒体倾斜回转和抄板升举使粉碎料自动进入卧式固态发酵罐并在发酵罐内最大限度均匀分布；其中推料绞轮的一端与进料仓相连，另一端与卧式固态发酵罐的进料口相连；减速电机与电控系统驱动卧式固态发酵罐的筒体转动；

2)固态发酵：种子罐中培养好的高产乙醇酵母菌液经菌液排出管、旋转接头、套管流路，借助空气压送入卧式固态发酵罐，由固定于发酵罐筒体上部的菌液喷淋管喷洒，同时使粉碎料转动，实现料-液混合，在厌氧环境和强化热质传递条件下借助高产乙醇酵母菌将可发酵糖分转化为乙醇和CO₂，并及时将CO₂经CO₂排气口排出以强化发酵过程；其中高产乙醇酵母菌的保存编号为CGMCCNo.1949；

3)醇-渣分离：固态发酵结束后在同一装置内，经旋转接头、套管流路引入CO2、干热空气或过热蒸汽，在发酵罐筒体回转和抄板作用下与发酵料高效接触，强化热质传递，通过气提使发酵料中乙醇转入气相或汽相，乙醇气经固态发酵罐末端乙醇收集组件作为气相送往精馏塔制备95.5％(v/v)的乙醇，或经螺旋板冷凝器和粗醇收集装置获得平均30～40％(v/v)粗醇溶液；

4)糟渣气流干燥：气提分离乙醇后，将卧式固态发酵罐作为气流干燥设备，经旋转接头、套管流路将烟道气或干热空气沿轴向喷入，通过发酵罐筒体回转和 抄板升举使糟渣与热介质充分接触，湿热气体通过湿热气体排出口引出，从而实现糟渣快速干燥；

5)动态出料：水分低于17％的干燥料借助发酵罐筒体回转和抄板升举自动出罐，由干燥料排出口送往后续造粒单元制备草食颗粒饲料或生物固体燃料。

2.权利要求1所述的一体化工艺的装置，包括：粉碎机(1)，输送皮带(3)，进料仓(4)，推料绞轮(5)，种子罐(6)，菌液排出管(7)，卧式固态发酵罐(8)，抄板(9)，旋转接头(10)，套管流路(11)，菌液喷淋管(12)，减速电机与电控系统(13)，干燥料出口(14)，CO₂排气口(15)，乙醇收集组件(16)，螺旋板换热器(17)，粗醇收集装置(18)，湿热气体排出口(19)和精馏塔(20)；其特征在于，所述推料绞轮(5)的一端与进料仓(4)相连，另一端与卧式固态发酵罐(8)的进料口相连；减速电机与电控系统(13)驱动卧式固态发酵罐(8)的筒体转动；所述旋转接头(10)和套管流路(11)包含多流路，允许菌液、过热蒸汽、干热空气或烟道气在卧式固态发酵罐(8)转动条件下连续稳定入罐。