[发明专利]用于生产乙醇及共同产品的系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求以下各项申请的优先权和权益，并通过引用将其并入本文：(a)美国临时申请序列号61/140,454，标题为FORMING DRIED SOLID FROM A FERMENTATION PROCESS，提交于2008年12月23日；(b)美国临时申请序列号61/161,342，标题为PROCESS FOR LOW ENERGY DRYING OF ETHANOL FERMENTATION SOLIDS，提交于2009年3月18日；(c)美国临时申请序列号61/161,622，标题为PROCESS FOR LOW ENERGY DRYING OF ETHANOL FERMENTATION SOLIDS，提交于2009年3月19日；(d)美国临时申请序列号61/161,684，标题为LOW ENERGY DRYING OF ETHANOL FERMENTATION SOLIDS WITH REDUCTION OF NON-FERMENTABLE INPUTS，提交于2009年3月19日；(e)美国临时申请序列号61/162,097，标题为LOW ENERGY DRYING OF ETHANOL FERMENTATION SOLIDS WITH MULTIPLE ETHANOL FEEDS，提交于2009年3月20日；(f)美国临时申请序列号61/168,331，标题为PROCESS FOR PRODUCING ETHANOL，提交于2009年4月10日；(g)美国临时申请序列号61/179,347，标题为PROCESS FOR PRODUCING ETHANOL，提交于2009年3月18日；以及(h)美国临时申请序列号61/179,348，提交于PROCESS FOR PRODUCING ETHANOL，提交于2009年3月18日。

发明背景

乙醇可产自谷物基的原料(如玉米)、纤维素原料(如柳枝稷或玉米穗轴)或其他植物材料(如甘蔗)。

在常规乙醇植物中，乙醇生产自玉米，其中对玉米粒进行加工以分离含淀粉材料(例如，胚乳)和其他物质(如纤维和胚芽)。然后用水浆化含淀粉材料并将其液化以促进糖化，其中淀粉转化为糖(即，葡萄糖)，以及发酵，其中乙醇原体(ethanologen)(即，酵母)将糖转化为乙醇。发酵产品为发酵醪(beer)，其包含含有乙醇和水(以及其他物质)的液体组分和含有未发酵颗粒物(以及其他物质)的固体组分。

根据一般用于常规乙醇植物的方法，含淀粉材料的液化是通过在处于或接近水的沸点的温度下“蒸煮”浆液而完成的。根据一种(本申请受让人开发并实施的)备选方法，例如，如美国专利申请出版物号2005/0239181中描述的，生淀粉可不经“蒸煮”或液化而转化并发酵。

在常规的乙醇植物中，将发酵产品的液体组分和固体组分传送至蒸馏系统。蒸馏时，将发酵产品加工成乙醇和含有湿固体(即，基本上移除所有乙醇后的发酵醪固体组分)的釜馏物以及其他物质，其中湿固体形成能干燥成为干酒糟(DDG)并作为动物饲料产品出售的湿饼(wet cake)。其他的共同产品，例如糖浆(以及糖浆中所含的油)也可回收自釜馏物。蒸馏时从发酵产品中移除的水可进行处理而重新用于植物。

在常规的乙醇植物中，特定的植物操作在提高到超过室温的温度下进行，并伴随着所产生的能量消耗。例如，含淀粉浆液的液化一般是用喷射式蒸煮锅(使用天然气作为燃料以使浆液的温度提高到沸腾)完成的。蒸馏过程(提高的温度下进行的另一项操作，热量一般由来自现场锅炉的蒸汽提供)中所用的能量的量是供应至蒸馏系统的材料的体积/质量以及其他因素的函数。湿固体干燥成干酒糟是一项这样的操作，在其中一般会在由天然气加热的干燥机(如环形干燥机)中将水从固体移除，其会消耗的能量是作为要从固体移除的水的各项属性(例如，热容、汽化热和沸点)的函数。

提供这样的用于生产乙醇的系统是具有优势的，所述系统促进用于植物的能量整体减少，例如通过减少供应至蒸馏系统的湿固体的质量。提供这样的用于生产乙醇的系统还具有优势，所述系统减少用于干燥发酵产品中湿固体组分的能量的量。提供这样的用于生产乙醇的系统具有进一步的优势，所述系统促进共同产品(包括提取自发酵产品的组分的生物产品和其他生物化学品)的回收。提供这样的用于生产乙醇的系统具有进一步的优势，所示系统中发酵产品的固体组分可进行干燥并配制可用于动物饲料以及其他用途的膳食(meal)。

发明概述