[发明专利]酒精发酵冷却系统及方法

说明书

本发明公开了一种酒精发酵冷却系统及方法,属于温度控制技术领域。系统包括发酵罐，闪蒸器，压缩机，真空罐，真空泵，水泵，夹套等。由发酵罐夹套流出的高温液体通过管道流入闪蒸器，在闪蒸器中，进行两相分离，液体释放显热，温度降低；分离出的气体进入压缩机，在压缩机中被压缩成高温高压气体，通入冷却器，在冷却器中通过外部冷却水进行冷却，释放热量；冷却后的气体流入真空罐，随后被真空泵吸出；气体被真空泵排出，夹套中工作介质减少，减少的部分由补水补充，补水与闪蒸器中的液体汇合，通过水泵压入夹套，完成循环。该系统使用闪蒸和增压的方法，保证在夏天冷却水温度过高时，发酵罐内温度能够保持恒定，有效带走发酵罐中多余的热量。

技术领域

本发明专利涉及一种酒精发酵冷却系统及方法，属于温度控制技术领域。

背景技术

温度是一个和人们生活环境由密切关系的物理量，也是一个人们在科学实验和生产生活中经常需要加以检测和控制的重要物理量。温度控制技术是一种比较重要的工业技术，不仅应用在化工、医疗、航空、航天等高科技领域，还应用在一些工业领域。

传统的酒精发酵冷却系统，在夏天时，冷却水温度上升，会造成冷却水温度与夹套工作介质温度温差低的问题，使换热效率低下，发酵罐温度会上升，导致发酵质量下降。

为了解决夏天冷却水温度升高无法保持发酵罐温度恒定的问题，有必要将现有设计进行改良，设计了一种新型的温度控制系统。

发明内容：

本发明针对现有技术夏天冷却水温度过高，不能对夹套的工作介质换热的缺点，提出一种能耗低、经济性好、设备简单的冷却系统。

一种酒精发酵冷却系统，其特征在于：该系统包括发酵罐、闪蒸器、压缩机、冷却器、真空罐、水泵、真空泵、外置换热器；发酵罐与外置换热器相连，外置换热器出口与闪蒸器的第一路入口相连，闪蒸器第一路第一出口与水泵入口相连，水泵出口与外置换热器入口相连；闪蒸器的第二路入口与冷却水出口相连，闪蒸器第二路出口与冷却水入口相连；闪蒸器第一路第二出口与压缩机入口相连，压缩机出口与冷却器壳程入口相连，冷却器壳程出口与真空罐第一入口相连，冷却器管程入口与冷却水出口相连，冷却器管程出口与冷却水入口相连；真空罐的抽真空口与真空泵相连，真空罐第二入口与补水出口相连；真空罐出口与水泵入口相连。

所述的酒精发酵冷却系统，其特征在与：上述压缩机为离心式，或双螺杆式，或涡旋式。

所述的酒精发酵冷却系统，其特征在与：外置换热器为夹套换热器。

所述的酒精发酵冷却系统的方法，其特征在于：当冷却水温度高于35摄氏度时，切换到夏季模式，包括以下工作过程：外置换热器工作介质与发酵罐进行换热，吸收热量后流入闪蒸器第一路，在闪蒸器中，由于压力突然降低，液体沸点也随之降低，此时液体温度高于该温度下的沸点温度，液体在闪蒸器迅速沸腾汽化，并进行两相分离，液体释放显热，温度降低；一部分液体吸收热量汽化，气液分离；分离出的气体从闪蒸器第一路第二出口进入压缩机，在压缩机中被压缩成高温高压气体，被压缩的气体进入冷却器壳程，在冷却器中通过外部冷却水进行冷却，释放热量；冷却后的气体流入真空罐，随后被真空泵吸出；气体被真空泵排出，外置换热器中工作介质减少，减少的部分由补水补充，通过观察夹套内水位的下降幅度，进行补水，保持夹套水位在原水位上下10cm左右浮动；补充的水分与闪蒸器中的液体汇合，通过水泵压入外置换热器，完成循环；

当冷却水温度低于35摄氏度时，切换到冬季模式，包括以下工作过程：冬季模式下压缩机、冷却器、真空罐、真空泵不参与工作；夹套工作介质与发酵罐进行换热，吸收热量后流入闪蒸器第一路，在闪蒸器中，由于压力突然降低，液体沸点也随之降低，此时液体温度高于该温度下的沸点温度，液体在闪蒸器迅速沸腾汽化，并进行两相分离，液体释放显热，温度降低；通入外部冷却水在闪蒸器中对液体进行冷却，液体释放热量，温度降低；随后通过水泵压入外置换热器，完成循环。