[发明专利]一种提高生物质制燃料醇发酵效率的装置及工艺

权利要求书

1.一种提高生物质制燃料醇发酵效率的装置，其特征在于，预处理系统、渗透汽化膜系统、冷凝系统、产品储罐和真空系统，所述预处理系统包括发酵罐，所述发酵罐内设有多孔分离膜装置，所述多孔分离膜装置包括支撑体，所述支撑体与发酵罐内的发酵液接触的一侧表面设有活性膜层，另一侧通过发酵罐外的真空管路与原料罐相连；所述渗透汽化膜系统包括渗透汽化膜，所述渗透汽化膜一侧与原料泵相连，另一侧与所述冷凝系统相连，所述原料泵与所述原料罐相连；所述冷凝系统包括冷凝器，所述冷凝器与产品储罐相连；所述真空系统包括第一真空泵和第二真空泵，所述第一真空泵设在所述支撑体和原料罐之间的真空管路上，所述第二真空泵与所述冷凝器相连。

2.根据权利要求1所述的提高生物质制燃料醇发酵效率的装置，其特征在于，还包括回料系统，所述回料系统包括在所述渗透汽化膜系统和原料缸之间设有用于在渗透汽化膜处理后产生的未透过的料液返回所述原料缸的管路，以及在渗透汽化膜系统和发酵罐之间用于在渗透汽化膜处理后产生的未透过的料液返回所述发酵罐的管路，该管路上设有流量计。

3.根据权利要求1所述的提高生物质制燃料醇发酵效率的装置，其特征在于，还包括补料罐，所述补料罐与进料泵相连，进料泵与所述发酵罐相连。

4.根据权利要求1所述的提高生物质制燃料醇发酵效率的装置，其特征在于，所述渗透汽化膜系统由单个或多个单元渗透汽化膜串联或并联组成，各单元渗透汽化膜的透过侧通过管路并联于所述第二真空泵。

5.根据权利要求1所述的提高生物质制燃料醇发酵效率的装置，其特征在于，所述多孔分离膜和渗透汽化膜为管式、卷式、平板或中空纤维膜形式。

6.一种提高生物质制燃料醇发酵效率的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）生物质原料经预处理，投入生物质发酵罐内发酵；

（2）在发酵罐内形成的燃料醇在真空系统压差的作用下透过多孔分离膜进入真空系统，并不断被抽离发醇罐；

（3）抽出的发酵液送到渗透汽化膜，经渗透汽化膜的处理，燃料醇透过渗透汽化膜并以气态的形式在渗透汽化膜的另一侧富集；

（4）在渗透汽化膜另外一侧富集的燃料醇进入冷凝系统，将富集的燃料醇冷凝并回收至产品储罐。

7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，还包括当发酵液的燃料醇的浓度降低到一定浓度时，所形成的低浓度发酵液返回至发酵罐并与发酵罐中发酵液进行混合，从而达到发酵罐中的燃料醇浓度在发酵过程中保持不变的步骤。

8.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，所述低浓度发酵液为未透过渗透汽化膜的料液，该料液一部分返回原料罐，另一部分返回发醇罐。

9.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，所述生物质是淀粉质原料，主要包括木薯、甘薯、玉米、马铃薯、小麦、大米、高粱等；或者是糖质原料，主要包括甘蔗、糖蜜、甜菜等；或者是纤维素原料，主要包括农作物秸秆、森林采伐和木材加工剩余物、柴草、造纸厂和造糖厂含有纤维素的下脚料、生活垃圾等；或者是淀粉厂的淀粉渣、奶酪工业的副产品等其他原料。

10.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，所述多孔分离膜截留分子量为5000?50000道尔顿或孔径在5μm?1nm。