[发明专利]喷射破碎器和喷射破碎方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械设备领域，更具体地，涉及一种喷射破碎器和一种采用该喷射喷射器进行的喷射破碎方法。

背景技术

目前，在乙醇生产的液糖化过程通常都采用中低温的液化喷射器的生产工艺，其工艺过程和特点为：粉碎的淀粉质原料与拌料水进行混合，同时加入一定量的液化酶混合均匀后，醪液通过泵直接送入液化喷射器中与一次蒸汽瞬间混合加温，将醪液加热到液化温度后，送入后面的工序进行液化及糖化操作。其工艺特点主要是工艺操作简单，节能效果明显，设备占地面积较小，其中所采用的液化喷射器是实现该工艺的主要设备。

但是，通过长期的生产实践发现，该设备虽然能够有效的解决淀粉质原料与拌料水拌料后的醪液喷射液化及快速升温的问题，但该设备的结构及性能，仅适合于对淀粉质原料粉碎的颗粒度较小(一般淀粉原料的颗粒度为1.2mm以下)、其料水比为1：2.6左右的醪液的喷射液化操作；而对于粉碎的淀粉质原料颗粒度增大到3～3.5mm、其料水比为1：2左右的醪液进行液化喷射操作，醪液中的大颗粒淀粉将会堵塞喷射器的喷嘴，如果增大其喷嘴孔径，将会失去其对醪液的液化喷射作用及效果。为此，该液化喷射器已不适合提高原料粉碎颗粒度和料水比来制备高浓度糖化醪液的工艺。

采用提高原料粉碎颗粒度和料水比来制备高浓度糖化醪液的工艺，即制备出高浓度的糖化醪液，是实现浓醪乙醇发酵工艺技术的基础条件之一。通过制备出高可发酵性糖含量的糖化醪液，使其同样体积可代谢转化生产出更多的乙醇产品，对降低生产过程中的水耗、能耗和生产成本，减少废水处理负担，提高设备利用效率都非常有利。

但目前对于浓醪乙醇发酵研究最多的为提高液化酶和糖化酶的活性、改善糖化酶的耐酸性能、提高发酵菌种的耐高糖和耐高乙醇浓度的性能、改进原料粉碎的颗粒度以及粉碎原料拌料过程中添加耐高温淀粉酶促进淀粉质原料预液化等方面，而且，提高粉碎原料拌料过程醪液浓度是前提，是基础。而提高粉碎原料拌料过程醪液浓度(如料水比提高到1：2.0或更高)的过程将会遇到醪液粘稠度增高、影响醪液输送等实际问题。为了解决上述问题，增大淀粉质原料粉碎的颗粒度，降低粉碎原料颗粒的吸水速度，可有效增加醪液中游离水的比例，是提高醪液流动性的一个有效途径，但采用目前应用的液化喷射将难于实现醪液中的大颗粒淀粉迅速破碎溶解并达到很好的液化效果，还没有类似的设备能够有效解决醪液中含有大颗粒淀粉质原料液化问题的报道。

发明内容

针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种喷射破碎器和一种喷射破碎方法，以至少实现对颗粒度大于3mm的淀粉质原料醪液进行充分有效地破碎。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种喷射破碎器，包括壳体，还包括：分别围绕壳体外周壁设置的一级喷嘴和二级喷嘴；设置在一级喷嘴和二级喷嘴之间的、壳体的内周壁上的一级缩扩通道；以及设置在壳体底部的二级缩扩通道。

根据本发明，沿壳体顶部至其底部的方向，一级喷嘴和二级喷嘴分别设置在壳体的外周壁，其中，一级喷嘴具有第一蒸汽入口和醪液入口，二级喷嘴具有第二蒸汽入口。

根据本发明，所有一级喷嘴均位于垂直于壳体的轴线的平面内，并且每个一级喷嘴的喷口均朝向上述轴线开设，所有二级喷嘴均相对于垂直于壳体的轴线的平面向壳体的底部倾斜，并且每个二级喷嘴的喷口朝向均与上述轴线交错设置。

根据本发明，一级喷嘴为等间距且两两对称地围绕壳体外周壁设置的至少2个喷嘴，二级喷嘴为等间距且两两对称地围绕壳体外周壁设置的至少2个喷嘴。

根据本发明，一级缩扩通道具有连续的第一收缩段、第一直段和第一扩散段；二级缩扩通道具有连续的第二收缩段、第二直段和第二扩散段，其中，沿壳体顶部至其底部的方向，第一收缩段和第二收缩段均朝向壳体的轴线倾斜，第一直段和第二直段均与壳体的轴线平行，第一扩散段和第二扩散段均逐渐远离壳体的轴线张开。

根据本发明，壳体顶部设置有用于封装壳体的上封头，上封头与壳体之间通过设备法兰相互连接。

根据本发明，在上封头表面、第一收缩段和第二扩散段外表面上均设置有压力计和温度计，其中，所有压力计和温度计均通过控制器分别与一级喷嘴和二级喷嘴电连接。

根据本发明，在壳体的侧壁设置有彼此间隔开的至少2个取样口。

根据本发明，壳体的侧壁还设置有液位计和视镜，其中，液位计与一级喷嘴通过控制器电连接。

根据本发明，在壳体的内周壁和第一扩散段的外周壁之间设置有隔板，上封头表面还设置有备用口，壳体的侧壁还设置有支座，其中，壳体为通过隔板分隔开的两段式结构，该两段式结构壳体在隔板处通过法兰相互连接。