[go: up one dir, main page]

CN117701368A - 绿能发电装置及其方法 - Google Patents

绿能发电装置及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117701368A
CN117701368A CN202410100937.XA CN202410100937A CN117701368A CN 117701368 A CN117701368 A CN 117701368A CN 202410100937 A CN202410100937 A CN 202410100937A CN 117701368 A CN117701368 A CN 117701368A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wine
mash
power generation
tower
crude
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202410100937.XA
Other languages
English (en)
Inventor
苏家荣
游靖晧
林隆兴
骆正德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhengchang Rong Biotechnology Co ltd
Original Assignee
Zhengchang Rong Biotechnology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhengchang Rong Biotechnology Co ltd filed Critical Zhengchang Rong Biotechnology Co ltd
Priority to CN202410100937.XA priority Critical patent/CN117701368A/zh
Publication of CN117701368A publication Critical patent/CN117701368A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M43/00Combinations of bioreactors or fermenters with other apparatus
    • C12M43/08Bioreactors or fermenters combined with devices or plants for production of electricity
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23KFODDER
    • A23K10/00Animal feeding-stuffs
    • A23K10/30Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
    • A23K10/37Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms from waste material
    • A23K10/38Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms from waste material from distillers' or brewers' waste
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/001Processes specially adapted for distillation or rectification of fermented solutions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/001Processes specially adapted for distillation or rectification of fermented solutions
    • B01D3/003Rectification of spirit
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M43/00Combinations of bioreactors or fermenters with other apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M45/00Means for pre-treatment of biological substances
    • C12M45/02Means for pre-treatment of biological substances by mechanical forces; Stirring; Trituration; Comminuting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M45/00Means for pre-treatment of biological substances
    • C12M45/04Phase separators; Separation of non fermentable material; Fractionation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06Ethanol, i.e. non-beverage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本申请涉及一种绿能发电装置及其方法,主要先将一作物原料利用压榨装置进行压榨并取得糖液后,再加入糖蜜以调整糖液的总糖垂度位于16度至20度,而后利用酦酵装置进行酦酵以产生成熟酦酵醪液,再将成熟酦酵醪液依序进行预热及冷凝处理,并将形成的粗酒进行负压萃取而形成淡酒,将淡酒借由精馏塔产生的酒气利用一第二冷凝器得到一液相物料,其一部分液相物料回流精馏塔,另一部分借由处理器处理,而处理后的液相物料由一甲醇塔对液相物料进行吸附动作,将残留甲醇及杂质进行除去,以产生体积比为97.3%至97.9%的高浓度乙醇,最后将废甜酒醪液利用厌氧酦酵处理系统进行厌氧酦酵而产生的沼气透过沼气发电装置予以进行发电。

Description

绿能发电装置及其方法
【技术领域】
本申请涉及一种具有环保及提升发电效能的绿能发电装置及其方法。
【背景技术】
所谓的永续发展即是一种经济成长过程当中的同时,兼顾了环境的永续性,且目前全球持续提倡节能减碳,此外,所谓绿色能源也称之为洁净能源、或再生能源,优点在于对环境相对的友善,并低温室气体排放,得借由大自然的循环予以产生源源不绝的能源。
对于发电而言,通常使用沼气发电的发电厂,多以厨余或猪粪为主,然而使得沼渣量愈来愈多,其中厨余沼渣率约30%,猪粪沼渣率约60%,该些皆需要额外处理。
再以生产酒精而言,酒精的原物料通常是植物萃取而得,大部分使用淀粉质(玉米、木薯、甘蔗、大麦、小麦、燕麦、稻米等)、糖质(甘蔗、甜菜)作为炼酒精的原料,但一般的酒精厂所遇到的最大问题即是产生的沼渣无法进行处理,炼完酒精所剩的糖液皆属废弃物,而早期使用类沉淀池的厌氧处理,倘若产量过大时,沉淀池的范围即需跟着扩大,使其足以排放废水,不然污泥将会愈来愈多。
借此,针对生产酒精,有厂商使用甜高粱来生产乙醇,通常先利用机械清洗后再压榨甜高粱茎秆,获得糖液,并且再浓缩糖液得到糖汁,而后调节糖汁的浓度,得到稀糖汁,调节pH值并加入青霉素,再添加糖汁,进行酦酵,最后精馏,获得乙醇,再经脱水,得到未变性乙醇。
上述酒精制程使用时,确实存在下列问题与缺失尚待改进:
虽使用甜高粱,然处理过程繁琐复杂,且若甜高粱采收量过盛时,无法使储存量加大,因此必须将糖液进行浓缩,再加入青霉素做防腐的动作,以防止酸坏,此外,当浓缩完还必须降回糖液,再变成糖汁,使糖汁的糖垂度为13度或16度,如此浪费许多道工艺,进而浪费成本,且使用防腐剂会产生毒素,菌种会被抑制,使酦酵效果降低;又针对发电厂部分,虽发电厂可针对厨余、猪粪等所产生的沼气进行发电,如前所述,厨余沼渣率约30%,猪粪沼渣率约60%,使得发电效率无法提升。
要如何解决上述的问题与缺失,即为本申请人与从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向。
【发明内容】
本申请主要目的在于,提供一种透过作物原料的取得并且经压榨后可得到16度至20度的总糖垂度,且依序经由酦酵、预热、冷凝处理、精馏塔、甲醇塔等的处理后,得产生体积比为97.3%至97.9%的高浓度乙醇,而废甜酒醪液可进行厌氧酦酵,此后产生的沼气可进行发电,如此达到体积比不超过6%的二级污泥,相对的,可达到90%以上的发电效率。
本申请能够达成上述主要目的的主要结构包括一供接取一作物原料并进行压榨的压榨装置,压榨装置一侧设有一供产生一成熟酦酵醪液的酦酵装置,酦酵装置背离压榨装置一侧设有一其连通的蒸馏系统,蒸馏系统包括有一第一醪液预热器,第一醪液预热器一侧设有一其连通的回收塔,回收塔内设有一第二醪液预热器,且回收塔一侧设有一与其连通的粗馏塔,粗馏塔一侧设有一与其连通的第一冷凝器,又第一醪液预热器一侧设有一与其连通的粗酒泵,粗酒泵一侧设有一与其连通的粗酒预热器,粗酒预热器一侧设有一与其连通的水洗塔,水洗塔一侧设有一与其连通的淡酒预热器,淡酒预热器一侧设有一与其连通的精馏塔,精馏塔一侧设有一与其连通的第二冷凝器,第二冷凝器一侧设有一与其连通的回流储罐,回流储罐一侧设有一与其连通的处理器,处理器一侧设有一与其连通的甲醇塔,并第一冷凝器与第一醪液预热器连通,粗酒泵与粗馏塔连通,回流储罐与精馏塔连通;再者,蒸馏系统背离酦酵装置一侧设有一供将该废甜酒醪液进行固液分离,以产生一湿态固残渣及一稀酒醪的固液分离装置,固液分离装置一侧设有一与其连通的厌氧酦酵处理系统,厌氧酦酵处理系统背离固液分离装置一侧设有一沼气发电装置,此外,厌氧酦酵处理系统与酦酵装置连通,沼气发电装置与厌氧酦酵处理系统连通。而借由上述结构可依照下述步骤进行,首先进行前处理步骤,先取一作物原料利用压榨装置进行压榨,以取得糖液,并依据取用的数量加入适当比例的糖蜜,以调整糖液的总糖垂度位于16度至20度,而完成该前处理步骤;此后再将调整过的糖液加入酵母菌于酦酵装置内进行酦酵,以产生成熟酦酵醪液,并将成熟酦酵醪液进行预热后进入回收塔依序由第一醪液预热器及第二醪液预热器进行二次预热,当预热完毕后进入粗馏塔,使酒气经由第一冷凝器进行冷凝处理,以形成粗酒,而粗酒可利用一粗酒泵送入粗馏塔及一粗酒预热器,并通过预热后的粗酒会再进入一水洗塔内进行负压萃取,以形成淡酒,又淡酒进行预热后再送给予一精馏塔内,精馏塔对预热过的淡酒所产生的酒气利用一第二冷凝器得到一液相物料,而液相物料进入一回流储罐,且一部分液相物料回流至精馏塔内,而另一部分液相物料进入一处理器内进行处理,并经处理器处理后的液相物料进入一甲醇塔,以将液相物料进行吸附动作后,对液相物料内的残留甲醇及杂质进行除去,以产生体积比为97.3%至97.9%的高浓度乙醇,最后利用所述生产高浓度乙醇后所产生的废甜酒醪液透过一固液分离装置分别产生湿态固残渣及稀酒醪,而湿态固残渣做为畜牧饲料用,稀酒醪则借由一厌氧酦酵处理系统进行厌氧酦酵,而后产生沼渣及沼气,其中沼气透过一沼气发电装置予以进行发电,并将所产生的电力给予蒸气室进行必要电力供给。
借由上述技术,可用酒精制程及发电厂所存在的虽使用甜高粱,然处理过程繁琐复杂,且若甜高粱采收量过盛时,无法使储存量加大,因此必须将糖液进行浓缩,再加入青霉素做防腐的动作,以防止酸坏,此外,当浓缩完还必须降回糖液,再变成糖汁,使糖汁的糖垂度为13度或16度,如此浪费许多道工艺,进而浪费成本,且使用防腐剂会产生毒素,菌种会被抑制,使酦酵效果降低;又针对发电厂部分,虽发电厂可针对厨余、猪粪等所产生的沼气进行发电,如前所述,厨余沼渣率约30%,猪粪沼渣率约60%,使得发电效率无法提升的问题点加以突破。
【附图说明】
图1为本申请较佳实施例的装置平面示意图。
图2为本申请较佳实施例的装置结构方块图。
图3为本申请较佳实施例的蒸馏系统结构方块图。
图4为本申请较佳实施例的装置动作示意图。
图5为本申请较佳实施例的步骤流程图。
图6为本申请再一较佳实施例的步骤流程图。
图7为本申请再一较佳实施例的包装示意图。
图8为本申请又一较佳实施例的步骤流程图。
符号说明
作物原料·····1
压榨装置·····2
酦酵装置·····3
蒸馏系统·····4
第一醪液预热器··41
回收塔……42
第二醪液预热器··421
粗馏塔……43
第一冷凝器····44
粗酒泵……45
粗酒预热器····46
水洗塔……47
淡酒预热器····48
精馏塔……49
第二冷凝器····50
回流储罐·····51
处理器……52
甲醇塔……53
蒸气室……6
锅炉·······7
废甜酒醪液····8
固液分离装置…9
湿态固残渣····10
畜牧饲料·····11
稀酒醪……12
厌氧酦酵处理系统·13
沼气发电装置…14
沼渣·······15
成熟酦酵醪液…A
粗酒·······B
淡酒·······C
【具体实施方式】
请参阅图1至图5所示,为本申请较佳实施例的装置平面示意图至步骤流程图,由图中可清楚看出本申请主要结构包括:
一压榨装置2,以供接取一作物原料1并进行压榨;
一设于该压榨装置2一侧并供产生一成熟酦酵醪液A的酦酵装置3;
一设于该酦酵装置3背离该压榨装置2一侧并与其连通的蒸馏系统4;
一设于该蒸馏系统4背离该酦酵装置3一侧并供将该废甜酒醪液8进行固液分离以产生一湿态固残渣10及一稀酒醪12的固液分离装置9;
一设于该固液分离装置9一侧并与其连通,且供产生一沼渣15的厌氧酦酵处理系统13,并该厌氧酦酵处理系统13与该酦酵装置3连通;
一设于该厌氧酦酵处理系统13背离该固液分离装置9一侧的沼气发电装置14,该沼气发电装置14与该厌氧酦酵处理系统13连通;
一设于该沼气发电装置14背离该厌氧酦酵处理系统13一侧并与该沼气发电装置14连通的蒸气室6,该蒸气室6与该蒸馏系统4连通;及
一设于该蒸气室6背离该沼气发电装置14一侧的锅炉7,该锅炉7与该蒸气室6连通。
蒸馏系统4供产生一废甜酒醪液8,且该蒸馏系统4包括有:
一第一醪液预热器41;
一设于该第一醪液预热器41一侧并与其连通的回收塔42;
一设于该回收塔42内的第二醪液预热器421;
一设于该回收塔42一侧并与其连通的粗馏塔43;
一设于该粗馏塔43一侧并与其连通的第一冷凝器44;
一设于该第一醪液预热器41一侧并与其连通的粗酒泵45;
一设于该粗酒泵45一侧并与其连通的粗酒预热器46;
一设于该粗酒预热器46一侧并与其连通的水洗塔47;
一设于该水洗塔47一侧并与其连通的淡酒预热器48;
一设于该淡酒预热器48一侧并与其连通的精馏塔49;
一设于该精馏塔49一侧并与其连通的第二冷凝器50;
一设于该第二冷凝器50一侧并与其连通的回流储罐51;
一设于该回流储罐51一侧并与其连通的处理器52;
一设于该处理器52一侧并与其连通的甲醇塔53,且该第一冷凝器44与该第一醪液预热器41连通,该粗酒泵45与该粗馏塔43连通,该回流储罐51与该精馏塔49连通。
当本案欲进行生产高浓度乙醇及发电时需进行几个重要的流程如下:
(a)、前处理步骤:先取一作物原料1透过压榨装置2进行压榨,以取得糖液,并依据取用的数量加入适当比例的糖蜜,以调整糖液的总糖垂度位于16度至20度,而完成该前处理步骤;
(b)、酦酵步骤:将调整过的糖液于酦酵装置3内加入酵母菌进行酦酵3,以产生成熟酦酵醪液A;
(c)、产生粗酒步骤:成熟酦酵醪液A进入一蒸馏系统4,成熟酦酵醪液A透过蒸馏系统4内的一第一醪液预热器41预热后,再进入回收塔42内的第二醪液预热器421进行二次预热,预热完毕后进入一粗馏塔43,粗馏塔43内的酒气则经由该第一醪液预热器41及一与该第一醪液预热器41连结的第一冷凝器44进行冷凝处理,以形成粗酒B;
(d)、产生淡酒步骤:将粗酒B利用一粗酒泵45送入该粗馏塔43及一粗酒预热器46,且通过粗酒预热器46的粗酒B会再进入一水洗塔47内进行负压萃取,以形成淡酒C;
(e)、输送预热步骤:淡酒C进入一淡酒预热器48进行预热后再送给予一精馏塔49内;
(f)、冷凝步骤:精馏塔49对预热过的淡酒C所产生的酒气利用一第二冷凝器50得到一液相物料;
(g)、处理步骤:该液相物料进入一回流储罐51,且一部分液相物料回流至该精馏塔49内,而另一部分液相物料进入一处理器52内进行处理;
(h)、去除步骤:经处理器52处理后的液相物料进入一甲醇塔53,以将液相物料进行吸附动作后,对该液相物料内的残留甲醇及杂质进行除去,以产生体积比为97.3%至97.9%的高浓度乙醇;及
(i)、发电步骤:利用所述生产高浓度乙醇后所产生的废甜酒醪液8,利用一固液分离装置9进行固液分离以产生一湿态固残渣10及一稀酒醪12,并由该稀酒醪12经由一厌氧酦酵处理系统13进行厌氧酦酵而产生的沼气再利用一沼气发电装置14予以进行发电。
再更进一步针对上述发电步骤(i)进行较为详细的解释如下:
其步骤(c)至步骤(h)属于蒸馏系统4的步骤,可生产酒精或蒸馏水,而步骤(i)则为发电与应用的领域,其中以步骤(i)而言,经由步骤(c)至步骤(h)后产生的废甜酒醪液8属于浓酒醪,而将废甜酒醪液8利用一固液分离装置9进行固态与液态的(i1)分离处理步骤,而后产生的湿态固残渣10用于畜牧饲料11使用,而其余液态部分则形成稀酒醪12,稀酒醪12可进行(i2)厌氧酦酵处理步骤,包含一厌氧酦酵处理系统13,而厌氧酦酵处理系统13处理后产生的沼气可借由一沼气发电装置14进行发电,而剩余的沼渣15则排除外,另外厌氧酦酵处理步骤中,多余的沼液可再次进行酦酵步骤。再者,由沼气发电装置14产生的热力可给予一蒸气室6,利用一锅炉7对该蒸气室6的配合,使其可提供蒸馏系统4必要的热源。
其中,固液分离装置9为一种固液分离机,主要利用离心力及比重差异过滤并分离固体(颗粒)及液体。
其中,所述该处理器52为冷凝器或蒸发器其中的一者。
其中,所述步骤(a)的总糖垂度,其最佳为18度至20度。
其中,所述步骤(h)的体积比,其最佳值为97.6%,且沼气发电所能发电的量,主要系以化学需氧量(COD)值决定。若以甜高粱为例,甜高粱的废液及糖蜜废液的化学需氧量(COD)值均达15万至20万,而以目前而言,10万及即可达到2000KW/HR的发电量。
其中,所述该作物原料1为生质乙醇农作物为例,且生质乙醇农作物为甘蔗、甜高粱、或甜菜根其中的一者。
其中,所述厌氧酦酵处理系统以单槽双室三相的厌氧处理系统,主要可处理高强度固液废物,且具有甲烷转化率约93%的高效率特性,而仅有约6%化学需氧量(COD)值转化为沼渣,1%的化学需氧量(COD)值留于沼液中,又所谓的单槽双室即为一个槽内分为内室与外室,而所谓三相则包括第一相:处理料先入酦酵槽的低速性外室,液体则会流入内室,固体物停留到水解过程完毕后才入内室;第二相:高速性的内室整合了厌氧污泥床及多层定置的生物质薄膜介质的双方面处理功能;第三相:部分内室处理的浆液流回外室则再次消化,另一批流至机组,滤出的悬浮固体物则流回外室再次经过处理。
依据上述步骤可知,当作物原料1为甜高粱时,因甜高粱具有栽培容易、栽培成本低、生长期短、较其他能源酒精作物土地利用率高、及适用机械播种与采收,减少人力成本支出等优势,故利用甜高粱作为作物原料1可使本案具有强大的竞争力,换言之,甜高粱对环境的适应性强,耐热且耐干旱,生长期约3个月,再生能力强,可宿根栽培,年可3收,且甜高粱为籽实高粱的变种,每公顷也能结出5,000公斤至6,000公斤的籽实,但种子较小,千粒重约18g至22g,并植株高大,生物产量极高,且茎秆中富含糖分,其谷粒则可另作为食物或家畜饲料。此外,甜高粱含有较高的水溶性碳水化合物,可制成良质青贮料,与冬季青割玉米衔接,以利牛羊的优质刍料长期稳定供应;黄熟时茎秆含有较高的糖分及矿物质,可直接食用、榨汁、浓缩及磨粉淬取供食品添加用,以及可作为燃料,或者将叶片与的混和做成刍料销售,更可提高生产效益。因此,甜高粱作物原料1可朝多元化利用的方向发展,尤以作为生产酒精最具优势,甚至利用生产酒精后所产生的废甜酒醪液8进行厌氧酦酵,而产生的沼气予以进行发电,达到极高的发电效率。
又关于甘蔗而言,年产约9万公吨蔗糖,副产95%酒精1.7万公秉,容易栽培,尤以夏作期间受台风及豪雨的影响相对较低,甘蔗平均产量约为78公吨/公顷(生育期约16个月),约可生产5000公升至6000公升生质酒精。
又关于甜菜根而言,是热带甘蔗以外的一个主要糖来源,也为温带地区最主要的制糖作物,根肥大似萝卜却富含蔗糖,可以生产砂糖,日照充足且日夜温差大有利糖分累积,在高温和潮湿地区生长的甜菜含糖量低。
请参阅图6及图7所示,为本申请再一较佳实施例的步骤流程图及包装示意图,由图中可清楚看出,本实施例与上述实施例大同小异,皆具有(a)、前处理步骤;(b)、酦酵步骤;(c)、产生粗酒步骤;(d)、产生淡酒步骤;(e)、输送预热步骤;(f)、冷凝步骤;(g)、处理步骤;(h)、去除步骤;及(i)、发电步骤;仅差异在于,在步骤(a)后可进行步骤(a1)、干燥包装步骤:被压榨装置2压榨过后的作物原料可利用一设于压榨装置2一侧的包装装置16进行包装并进行干燥动作;(a2)、回收利用步骤:将干燥的作物原料回收利用于产业,且所述产业为生物质发电厂、饲料厂或造纸厂其中的一者;当然,包装装置16也可设于固液分离装置9一侧,以进行包装回收作业,换言之,本案不仅可生产高浓度酒精以及具有高发电效率外,还兼具环保,作物原料得以回收再利用。
请参阅图8所示,为本申请又一较佳实施例的步骤流程图,由图中可清楚看出,本实施例与上述实施例大同小异,具有(a)、前处理步骤;(b)、酦酵步骤;(c)、产生粗酒步骤;(d)、产生淡酒步骤;(e)、输送预热步骤;(f)、冷凝步骤;(g)、处理步骤;(h)、去除步骤;及(i)、发电步骤;其差异在于本实施例的作物原料以淀粉类作物为例,其中淀粉类作物为马铃薯、木薯、甘蔗、玉米、大麦、小麦、燕麦、或稻米其中之一者,且为淀粉类作物时,在步骤(a)后得进行(a1)糖化步骤:被压榨装置压榨后再进行糖化,以取得糖液;在于马铃薯、木薯、甘蔗、玉米、大麦、小麦、燕麦、或稻米等作物原料主要为淀粉,因此必须再进行糖化,此后的步骤皆与前述相同,不再赘述。关于甘蔗,甘蔗是利用块根和茎蔓进行无性繁殖,繁殖力强,且甘蔗种植时期无严格限制,任何季节种植都有相当的收量,且又对环境选择不严,栽培容易,适应性广,风险少,安定性高,且富有营养价值,因此甘蔗也适合作为本案的作物原料。
关于马铃薯,马铃薯在全世界广泛种植,世界总产量已达到3亿6,800万吨,且马铃薯是目前世界上除了谷物以外,用作人类主食的最重要的粮食作物,主要食用其地下块茎,性喜冷凉高燥。对土壤的适应力很强,以疏松肥沃的砂质土为佳,但对气候要求凉、冷、燥,在湿热地区虽然也能生长,具有很高的营养价值和药用价值,它富含大量碳水化合物,能供给人体大量的热能,马铃薯的营养成分也非常全面,含有蛋白质、矿物质(磷、钙等)、维生素等多种成分,因此马铃薯也适合作为本案的作物原料。
关于木薯,又称树薯,是一种大戟科木薯属植物,木薯的根部去皮煮熟后可以食用,因此在热带和亚热带地区有不少居民种植木薯,其所而制成的粉称为木薯粉,此外,木薯容易种植,可作为生产味精的廉价原料,也可用于提炼酒精,用作生物燃料及制作太白粉的原料,因此木薯也适合作为本案的作物原料。
关于玉米,为全世界总产量最高的重要粮食作物,玉米也可作饲料使用,还有在生物科技产业作为乙醇燃料的原材料,玉米品种繁多,以含糖量高者较广为种植。
本申请的绿能发电装置及其方法的技术关键在于:
第一,透过作物原料的取得并且经压榨装置2压榨后可得到16度至20度的总糖垂度,且依序经由酦酵、预热、冷凝处理、精馏塔、甲醇塔等的处理后,得产生体积比为97.3%至97.9%的高浓度乙醇,而废甜酒醪液8可进行厌氧酦酵,此后产生的沼气可进行发电,如此达到体积比不超过6%的二级污泥,相对的,可达到90%以上的发电效率。
第二,达到环境永续、绿电共生、资源再利用、活化休耕农地、促进农业转型升级、创造就业机会、提升企业社会责任、及提升发电效率。
第三,再利用沼液能大量减少酦酵步骤中需要的用水量,具有节约用水的优势。
第四,沼液不阻碍酦酵的效率,酒醪中的乙酸进行厌氧酦酵间即全消化掉,以达到省事的优势。
第五,稀酒醪12的产气能力高,以达到高效能的优势。
第六,可降低生产蒸气的成本与有氧污水处理的开支,有效节省成本。
第七,电力的贩卖价比贩卖糖浆更为划算,并长期稳定。
虽然本文中已显示并叙明本申请的各种实施例,但仅以举例方式提供此等实施例,本文中所提供的任何操作理论或益处既定仅作为叙明本申请的一辅助;此等理论及解释不束缚或限制关于借由实践本申请而达成的组织重塑的申请专利范围。熟习此项技术者现在可不背离本申请的情形下构想出诸多变化、改变或替代。应了解,可在实践本申请时采用本文中所叙明的申请的实施例的各种替代方案。本申请的范畴、本申请的范畴内的方法及结构既定包括等效形式。

Claims (19)

1.一种绿能发电装置,其特征在于,主要包括:
一压榨装置,以供接取一作物原料并进行压榨;
一设于该压榨装置一侧并供产生一成熟酦酵醪液的酦酵装置;
一设于该酦酵装置背离该压榨装置一侧并与其连通的蒸馏系统,该蒸馏系统供产生一废甜酒醪液,且该蒸馏系统包括有一第一醪液预热器、一设于该第一醪液预热器一侧并与其连通的回收塔、一设于该回收塔内的第二醪液预热器、一设于该回收塔一侧并与其连通的粗馏塔、一设于该粗馏塔一侧并与其连通的第一冷凝器、一设于该第一醪液预热器一侧并与其连通的粗酒泵、一设于该粗酒泵一侧并与其连通的粗酒预热器、一设于该粗酒预热器一侧并与其连通的水洗塔、一设于该水洗塔一侧并与其连通的淡酒预热器、一设于该淡酒预热器一侧并与其连通的精馏塔、一设于该精馏塔一侧并与其连通的第二冷凝器、一设于该第二冷凝器一侧并与其连通的回流储罐、一设于该回流储罐一侧并与其连通的处理器、及一设于该处理器一侧并与其连通的甲醇塔,且该第一冷凝器与该第一醪液预热器连通,该粗酒泵与该粗馏塔连通,该回流储罐与该精馏塔连通;
一设于该蒸馏系统背离该酦酵装置一侧,并供将该废甜酒醪液进行固液分离以产生一湿态固残渣,及一稀酒醪的固液分离装置;
一设于该固液分离装置一侧并与其连通,且供产生一沼渣的厌氧酦酵处理系统,并该厌氧酦酵处理系统与该酦酵装置连通;及
一设于该厌氧酦酵处理系统背离该固液分离装置一侧的沼气发电装置,该沼气发电装置与该厌氧酦酵处理系统连通。
2.如权利要求1所述的绿能发电装置,其特征在于,该处理器为冷凝器或蒸发器其中的一者。
3.如权利要求1所述的绿能发电装置,其特征在于,该压榨装置一侧设有一包装装置。
4.如权利要求1所述的绿能发电装置,其特征在于,该厌氧酦酵处理系统为单槽双室三相的厌氧处理系统。
5.如权利要求1所述的绿能发电装置,其特征在于,该作物原料为生质乙醇农作物或淀粉类作物其中之一。
6.如权利要求5所述的绿能发电装置,其特征在于,该生质乙醇农作物为甘蔗、甜高粱、或甜菜根其中之一。
7.如权利要求5所述的绿能发电装置,其特征在于,该淀粉类作物为马铃薯、木薯、甘蔗、玉米、大麦、小麦、燕麦、或稻米其中之一。
8.如权利要求1所述的绿能发电装置,其特征在于,该沼气发电装置背离该厌氧酦酵处理系统一侧处设有一与该沼气发电装置连通的蒸气室,该蒸气室与该蒸馏系统连通。
9.如权利要求8所述的绿能发电装置,其特征在于,该蒸气室背离该沼气发电装置一侧处设有一锅炉,该锅炉与该蒸气室连通。
10.一种绿能发电方法,其特征在于,主要步骤包括:
(a)、进行前处理步骤,先取一作物原料并透过一压榨装置进行压榨,以取得糖液,并依据取用的数量加入适当比例的糖蜜,以调整糖液的总糖垂度位于16度至20度,而完成前处理步骤;
(b)、将调整过的糖液于一酦酵装置内加入酵母菌进行酦酵,以产生成熟酦酵醪液;
(c)、成熟酦酵醪液经由一第一醪液预热器预热后,再进入一回收塔内的第二醪液预热器进行二次预热,预热完毕后进入一粗馏塔,粗馏塔内的酒气则经由第一醪液预热器及一与第一醪液预热器连结的第一冷凝器进行冷凝处理,以形成粗酒;
(d)、将粗酒利用一粗酒泵送入粗馏塔及一粗酒预热器,且通过粗酒预热器的粗酒会再进入一水洗塔内进行负压萃取,以形成淡酒;
(e)、淡酒进入一淡酒预热器进行预热后再送给予一精馏塔内;
(f)、精馏塔对预热过的淡酒所产生的酒气利用一第二冷凝器得到一液相物料;
(g)、液相物料进入一回流储罐,且一部分液相物料回流至精馏塔内,而另一部分液相物料进入一处理器内进行处理;
(h)、经处理器处理后的液相物料进入一甲醇塔,以将液相物料进行吸附动作后,对液相物料内的残留甲醇及杂质进行除去,以产生体积比为97.3%至97.9%的高浓度乙醇;及
(i)、利用所述生产高浓度乙醇后所产生的废甜酒醪液,利用一固液分离装置进行固液分离以产生一湿态固残渣及一稀酒醪,并由稀酒醪经由一厌氧酦酵处理系统进行厌氧酦酵而产生的沼气再利用一沼气发电装置予以进行发电。
11.如权利要求10所述的绿能发电方法,其特征在于,该处理器为冷凝器或蒸发器其中之一。
12.如权利要求10所述的绿能发电方法,其特征在于,该步骤(a)后可进行步骤(a1)被压榨装置压榨过后的作物原料可利用一设于该压榨装置一侧的包装装置进行包装并进行干燥动作;(a2)将干燥的作物原料回收利用于产业。
13.如权利要求12所述的绿能发电方法,其特征在于,该产业为生物质发电厂、饲料厂或造纸厂其中之一。
14.如权利要求10所述的绿能发电方法,其特征在于,该步骤(a)所述的总糖垂度,其最佳为18度至20度。
15.如权利要求10所述的绿能发电方法,其特征在于,该厌氧酦酵处理系统为单槽双室三相的厌氧处理系统。
16.如权利要求10所述的绿能发电方法,其特征在于,该作物原料为生质乙醇农作物或淀粉类作物其中之一。
17.如权利要求16所述的绿能发电方法,其特征在于,该生质乙醇农作物为甘蔗、甜高粱、或甜菜根其中之一。
18.如权利要求16所述的绿能发电方法,其特征在于,该淀粉类作物为马铃薯、木薯、甘蔗、玉米、大麦、小麦、燕麦、或稻米其中之一。
19.如权利要求16所述的绿能发电方法,其特征在于,该步骤(a)中,当作物原料为淀粉类作物时,得进行步骤(a1)压榨后再进行糖化,以取得糖液。
CN202410100937.XA 2024-01-24 2024-01-24 绿能发电装置及其方法 Pending CN117701368A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410100937.XA CN117701368A (zh) 2024-01-24 2024-01-24 绿能发电装置及其方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410100937.XA CN117701368A (zh) 2024-01-24 2024-01-24 绿能发电装置及其方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117701368A true CN117701368A (zh) 2024-03-15

Family

ID=90159210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202410100937.XA Pending CN117701368A (zh) 2024-01-24 2024-01-24 绿能发电装置及其方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117701368A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101555495B (zh) 乙醇导向秸秆生物炼制全封闭集成系统
CN101195836B (zh) 利用木薯渣的酒精生产方法
CN101358214B (zh) 利用秸秆生产糠醛耦合联产丙酮和丁醇的方法
US20210222207A1 (en) Method for producing ethanol fuel by using elaeagnus angustifolia l. as raw material
Yesmin et al. Bioethanol production from corn, pumpkin and carrot of Bangladesh as renewable source using yeast Saccharomyces cerevisiae
CN107974467A (zh) 一种以淀粉质和木质纤维素为原料生产燃料乙醇的工艺
CN101575620B (zh) 米糠综合利用生产发酵用原料、米糠油及蛋白饲料的方法
CN101085992A (zh) 野生植物淀粉资源如橡子淀粉替代粮食生产乙醇的办法
CN101736038B (zh) 全棵粉碎双酶发酵提取燃料乙醇的方法
CN101532038A (zh) 一种利用植物秸秆制备燃料乙醇的方法
TWM652631U (zh) 綠能發電裝置
CN102220379B (zh) 不需要外部化石能淀粉质原料发酵生产无水乙醇的方法
Singh et al. Viable feedstock options and technological challenges for ethanol production in India
TWI852796B (zh) 綠能發電裝置及其方法
CN221918056U (zh) 绿能发电装置
Seebaluck et al. Bioenergy for sustainable development and global competitiveness: the case of sugar cane in Southern Africa
CN117701368A (zh) 绿能发电装置及其方法
CN101875949B (zh) 一种利用甜高粱茎秆生产燃料乙醇的方法
CN103773812A (zh) 一种橡实制备燃料乙醇及资源化利用的方法
CN101245355A (zh) 红薯固态同步糖化发酵生产燃料乙醇的方法
CN109266694A (zh) 一种乙醇等多产品联产工艺
Mohan Prospects of ethanol & its costing
CN108374024A (zh) 用甜高粱秆和玉米联产乙醇、果糖及多种副产品的方法
CN101532034B (zh) 一种利用香蕉、芭蕉制备燃料乙醇的新方法
CN102174590A (zh) 一种玉米连续固态发酵-产物气提耦合分离的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination