[发明专利]一种超高效低压气源微界面强化生物发酵的装置及方法

说明书

本发明提供了一种超高效低压气源微界面强化生物发酵的装置，包括发酵罐，所述发酵罐的顶部设置有复合式微界面发生器，所述复合式微界面发生器包括气动式微界面发生器和液动式微界面发生器，所述气动式微界面发生器通过连接通道与所述液动式微界面发生器相连；所述复合式微界面发生器连接有CO进气管道用以将CO破碎分散为CO微气泡。本发明通过将复合式微界面发生器设置在发酵罐内的顶部，将CO破碎分散为微米级气泡，增大了CO与发酵原料之间的相界传质面积，使得CO更容易被发酵原料吸收，在生产过程中提高了发酵原料和CO的利用率，节约了资源，同时缩小了占地面积，节约了土地资源。

技术领域

本发明属于乙醇的制备技术领域，具体而言，涉及一种超高效低压气源微界面强化生物发酵的装置及方法。

背景技术

乙醇是目前世界上生产历史最悠久、产量最大的发酵工业产品。乙醇生产实现工业化始于19世纪末，至今已经有百余年历史。它广泛应用于食品、化工、医药、染料、国防等行业，又是十分重要的清洁资源——乙醇。乙醇是指体积分数在99.5％以上的无水乙醇，可以与汽油按照一定的比例调和达到不同辛烷值的调和乙醇汽油，是辛烷值调和的良好组分，还能够燃烧增氧作为汽油增氧剂的成分，在我国推广使用的E10汽油就是10％体积分数的乙醇和90％体积的汽油调和而成，因此乙醇作为清洁资源不仅可替代四乙基铅作汽油的防爆剂，还可制造乙醇汽油作汽车燃料，大大减少汽油燃烧时对环境的污染。

乙醇的生产方法分为以植物系物质为原料的发酵法和以石油系物质为原料的化学合成法。发酵法乙醇生产是当今生物工业中基础最大的产业，主要利用玉米、稻谷、高粱、小麦、薯类等淀粉质原料、糖蜜等糖质原料和玉米芯等纤维质原料，在微生物的作用下经发酵、蒸馏而制取乙醇。

在工业生产上，目前我国主要采用发酵法来生产乙醇，即基本上都是采用淀粉质原料、糖质原料或纤维质原料经发酵工艺来生产乙醇。据统计，我国约有95％以上的工厂是采用发酵法生产乙醇。随着食用和工业乙醇，特别是乙醇产业的发展和需求量的上升，原料短缺问题也日益突出，致使国内粮食供应日渐趋紧，导致粮食短缺物价急涨，影响了国家经济稳定和社会安定和谐。

现有技术中心，生产乙醇的过程中需要耗费大量的资源，发酵原料的利用率低，导致发酵原料的浪费，并且发酵罐的占地面积较大，浪费了土地资源。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种超高效低压气源微界面强化生物发酵的装置，本装置通过将复合式微界面发生器设置在发酵罐内的顶部，将CO破碎分散为微米级气泡，增大了CO与发酵原料之间的相界传质面积，使得CO更容易被发酵原料吸收，在生产过程中提高了发酵原料和CO的利用率，节约了资源，同时缩小了占地面积，节约了土地资源。

本发明的第二目的在于提供一种采用上述装置的方法，该方法操作简便，节约资源。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种超高效低压气源微界面强化生物发酵的装置，包括发酵罐，所述发酵罐的顶部设置有复合式微界面发生器，所述复合式微界面发生器包括气动式微界面发生器和液动式微界面发生器，所述气动式微界面发生器通过连接通道与所述液动式微界面发生器相连；

所述复合式微界面发生器连接有CO进气管道用以将CO破碎分散为CO微气泡；

所述发酵罐的底部侧壁设置有进料口用以使发酵原料进入到所述发酵罐中。

现有技术中，CO发酵生产乙醇时，发酵原料的利用率低，由于发酵原料是粮食，粮食的生长周期较长，发酵原料的利用率低就造成了浪费，直接影响了国内粮食供应。并且现有技术中CO与发酵原料反应会耗费大量资源，在资源上也造成了浪费。