一种高效香蕉皮固体同步糖化发酵燃料乙醇生产系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高效香蕉皮固体同步糖化发酵燃料乙醇生产系统，属于生物发酵生产领域，本实用新型专利技术包括通过连接管一相连接的香蕉皮预处理装置与发酵罐装置及蒸馏回收装置，通过连接管二相连接的发酵罐装置与蒸馏回收装置；本实用新型专利技术实现香蕉皮发酵乙醇一体化生产，经预处理分离纤维素和木质素，提供高浓度纤维素发酵环境，进一步在发酵罐中高效同步糖化发酵，在固液双态蒸馏设备中进行纯化提取，以严谨新颖的工艺实现香蕉皮燃料乙醇的最大化生产，提高产率和产品品质。

【技术实现步骤摘要】
一种高效香蕉皮固体同步糖化发酵燃料乙醇生产系统
本技术涉及生物发酵生产领域，具体涉及一种高效香蕉皮固体同步糖化发酵燃料乙醇生产系统。
技术介绍
随着能源危机的加剧和石油燃料的逐渐枯竭，开发新型环保可持续的新型燃料成为当务之急。燃料乙醇作为替代汽油的优质燃料，越来越受到重视。而现有的燃料乙醇发酵原料大多限于秸秆、玉米芯等，却忽略了纤维素含量高、来源范围广的香蕉皮这一废弃物。现有技术条件下，纤维素乙醇的制备方法主要为同时糖化和发酵法(SSF)。该方法是在一个容器中同时进行糖化和发酵两步反应。水解产生的葡萄糖立即被发酵微生物利用以产乙醇，消除糖对纤维素酶的产物抑制作用，进而减少纤维素酶的用量，缩短反应时间，而且免去了SHF的固液分离操作，避免还原糖的损失。但同时糖化和发酵法中的发酵反应会随乙醇含量增加而受到抑制，导致发酵不够充分。因此改变发酵营养物的成分，进而增加发酵产率和效率是当前纤维素乙醇发酵的技术关键。传统发酵装置中，以秸秆为原料的同步糖化发酵装置多采用机械搅拌式反应器，虽然设备简单易操作，但发酵结束时残余纤维素酶随底料一同排除，利用率低。且秸秆原料在实际生产中存在预处理困难、半纤维素降解糖不能被充分利用的诸多问题。另外，现有技术条件下缺乏一体化预处理发酵蒸馏装置，原料经多装置转移后，燃料乙醇易挥发，造成乙醇浓度降低。因此设计更科学的反应器，并提高装置的一体化程度是增加燃料乙醇生产效能的重要措施。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供了一种高效香蕉皮固体同步糖化发酵燃料乙醇生产系统，具体的是提出一种可工业化生产的香蕉皮乙醇生产工艺，以解决传统纤维素乙醇发酵效率低下且产品品质难以保证的问题。本技术设置了香蕉皮预处理装置、发酵罐装置及蒸馏回收装置等单项工艺，在一体化设计的同时对于单项工艺进行了优化，提高产品产率，保证工艺生产的稳定性，且实现对发酵原材料的回收利用，进一步降低成本，以期探索出一条节能环保高效的香蕉皮发酵乙醇生产线；本技术的技术方案是：一种高效香蕉皮固体同步糖化发酵燃料乙醇生产系统，包括香蕉皮预处理装置、发酵罐装置及蒸馏回收装置；所述的香蕉皮预处理装置与发酵罐装置通过连接管一相连接，发酵罐装置与蒸馏回收装置通过连接管二相连接；其中，在所述香蕉皮预处理装置外部的顶端安设有倾斜的香蕉皮进料口和转动电机，在所述香蕉皮预处理装置内部的顶端安设有连接转动电机的搅拌轴一，在所述搅拌轴一上安设有粉碎装置，在所述香蕉皮预处理装置内部的底端安设有上、下两层圆形密封板，在所述两层圆形密封板之间安设有加热器，在所述香蕉皮预处理装置的外部安设有开关组和用于控制圆形密封板的步进电机，在所述香蕉皮预处理装置外部的底端安设有接连连接管一的预处理物料出料口；在所述发酵罐装置外部的顶端安设有搅拌电机，在所述发酵罐装置内部的顶端安设有连接搅拌电机的搅拌轴二，在所述搅拌轴二的另一端安设有搅拌叶片，在所述发酵罐装置内部的中端安设有循环水管道，在所述发酵罐装置的外部安设有接连连接管一的发酵物料进料口和空气出口，还安设有气压计和温度控制器，在所述发酵罐装置外部的底端安设有接连连接管二的发酵物料输出口和空气进气口；所述蒸馏回收装置包括蒸馏室，在所述蒸馏室外部的顶端安设有接连连接管二的蒸馏物料进料口，在所述蒸馏室的外壁上安设有温度控制装置和保温层，在所述蒸馏室上还安设有精馏塔和蛇形冷凝管，所述精馏塔和蛇形冷凝管通过导管连接在回收罐上。进一步的，所述的粉碎装置安设在搅拌轴一外部的外套筒、安设在搅拌轴一中端的切片及底端的螺旋叶片。进一步的，所述的开关组通过有线线路连接在转动电机、加热器和步进电机上。进一步的，所述香蕉皮预处理装置内的圆形密封板采用不锈钢圆形筛板，圆形孔径大小为80mm。进一步的，在所述发酵物料输出口的内部安设有滤孔及推进装置。进一步的，所述搅拌电机通过有线线路连接在外部控制器上。进一步的，在所述蒸馏物料进料口的内部安设有过滤装置。进一步的，在所述蒸馏回收装置中温度控制装置的控制温度在70～95摄氏度。进一步的，在所述接管一及连接管二的表面均固定安设有密封阀。进一步的，在所述精馏塔的内部安设有蛇形蒸汽加热管。本技术的有益效果是：1、本技术设计严谨，工序设计新颖合理，设置了预处理，发酵，蒸馏回收装置等一体化发酵工序，各工序各设备之间的连接科学合理，使得香蕉皮的发酵高效连续一体化进行，发酵效率提升；同时，发酵罐中底部的吹扫装置提高了纤维素酶和果胶酶的利用率，减少了物料浪费，使发酵更完全；另外，一体化的装置设计使香蕉皮从切割起便快速高效地进入发酵循环，大大缩短了反应时间；2、本系统设计思路新颖，装置特殊针对香蕉皮这种农林废弃物，在环保和二次利用的同时也为提供了优质的清洁能源；对比其他发酵装置，本装置实现了预处理、发酵、纯化一体化设计，避免了在多装置之间转运时的时间和物料浪费；此外，本装置的发酵系统对于营养物进行了创新设计，对比其他发酵营养物来说发酵效率更高。附图说明图1是本技术的结构示意图；图中1是转动电机，2是香蕉皮进料口，3是搅拌轴一，4是切片，5是螺旋叶片，6是外套筒，7是开关组，8是圆形密封板，9是步进电机，10是加热器，11是预处理物料出料口，12是发酵物料进料口和空气出口，13是搅拌电机，14是气压计和温度控制器，15是循环水管道，16是搅拌叶片，17是空气进气口，18是发酵物料输出口，19是蒸馏物料进料口，20是过滤装置，21是温度控制装置，22是保温层，23是蒸馏室，24是精馏塔，25是蛇形蒸汽加热管，26是蛇形冷凝管，27是回收罐，28是连接管一，29是连接管二，30是搅拌轴二。具体实施方式为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明：如图所述；一种高效香蕉皮固体同步糖化发酵燃料乙醇生产系统，包括香蕉皮预处理装置、发酵罐装置及蒸馏回收装置；所述的香蕉皮预处理装置与发酵罐装置通过连接管一28相连接，发酵罐装置与蒸馏回收装置通过连接管二29相连接；其中，在所述香蕉皮预处理装置外部的顶端安设有倾斜的香蕉皮进料口2和转动电机1，在所述香蕉皮预处理装置内部的顶端安设有连接转动电机1的搅拌轴一3，在所述搅拌轴一3上安设有粉碎装置，在所述香蕉皮预处理装置内部的底端安设有上、下两层圆形密封板8，在所述两层圆形密封板8之间安设有加热器10，在所述香蕉皮预处理装置的外部安设有开关组7和用于控制圆形密封板8的步进电机9，在所述香蕉皮预处理装置外部的底端安设有接连连接管一28的预处理物料出料口11；通常情况下，所述的香蕉皮预处理装置呈桶型状，所述的开关组7通过有线线路用于控制转动电机1和步进电机9；所述的圆形密封板8是安设在香蕉皮预处理装置的内部，通过步进电机9来控制的，所述的圆形密封板8是可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效香蕉皮固体同步糖化发酵燃料乙醇生产系统，其特征在于，包括香蕉皮预处理装置、发酵罐装置及蒸馏回收装置；所述的香蕉皮预处理装置与发酵罐装置通过连接管一相连接，发酵罐装置与蒸馏回收装置通过连接管二相连接；/n其中，在所述香蕉皮预处理装置外部的顶端安设有倾斜的香蕉皮进料口和转动电机，/n在所述香蕉皮预处理装置内部的顶端安设有连接转动电机的搅拌轴一，在所述搅拌轴一上安设有粉碎装置，/n在所述香蕉皮预处理装置内部的底端安设有上、下两层圆形密封板，在所述两层圆形密封板之间安设有加热器，在所述香蕉皮预处理装置的外部安设有开关组和用于控制圆形密封板的步进电机，/n在所述香蕉皮预处理装置外部的底端安设有接连连接管一的预处理物料出料口；/n在所述发酵罐装置外部的顶端安设有搅拌电机，在所述发酵罐装置内部的顶端安设有连接搅拌电机的搅拌轴二，在所述搅拌轴二的另一端安设有搅拌叶片，/n在所述发酵罐装置内部的中端安设有循环水管道，/n在所述发酵罐装置的外部安设有接连连接管一的发酵物料进料口和空气出口，还安设有气压计和温度控制器，/n在所述发酵罐装置外部的底端安设有接连连接管二的发酵物料输出口和空气进气口；/n所述蒸馏回收装置包括蒸馏室，在所述蒸馏室外部的顶端安设有接连连接管二的蒸馏物料进料口，在所述蒸馏室的外壁上安设有温度控制装置和保温层，/n在所述蒸馏室上还安设有精馏塔和蛇形冷凝管，所述精馏塔和蛇形冷凝管通过导管连接在回收罐上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高效香蕉皮固体同步糖化发酵燃料乙醇生产系统，其特征在于，包括香蕉皮预处理装置、发酵罐装置及蒸馏回收装置；所述的香蕉皮预处理装置与发酵罐装置通过连接管一相连接，发酵罐装置与蒸馏回收装置通过连接管二相连接；
其中，在所述香蕉皮预处理装置外部的顶端安设有倾斜的香蕉皮进料口和转动电机，
在所述香蕉皮预处理装置内部的顶端安设有连接转动电机的搅拌轴一，在所述搅拌轴一上安设有粉碎装置，
在所述香蕉皮预处理装置内部的底端安设有上、下两层圆形密封板，在所述两层圆形密封板之间安设有加热器，在所述香蕉皮预处理装置的外部安设有开关组和用于控制圆形密封板的步进电机，
在所述香蕉皮预处理装置外部的底端安设有接连连接管一的预处理物料出料口；
在所述发酵罐装置外部的顶端安设有搅拌电机，在所述发酵罐装置内部的顶端安设有连接搅拌电机的搅拌轴二，在所述搅拌轴二的另一端安设有搅拌叶片，
在所述发酵罐装置内部的中端安设有循环水管道，
在所述发酵罐装置的外部安设有接连连接管一的发酵物料进料口和空气出口，还安设有气压计和温度控制器，
在所述发酵罐装置外部的底端安设有接连连接管二的发酵物料输出口和空气进气口；
所述蒸馏回收装置包括蒸馏室，在所述蒸馏室外部的顶端安设有接连连接管二的蒸馏物料进料口，在所述蒸馏室的外壁上安设有温度控制装置和保温层，
在所述蒸馏室上还安设有精馏塔和蛇形冷凝管，所述精馏塔和蛇形冷凝管通过导管连接在回收罐上。


2.根据权利要求1所述的一种高效香蕉皮固体同步糖化发酵燃料乙醇生产系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤懿珺，李雨梦，周琪为，王研香，郑子莹，
申请(专利权)人：中国药科大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32