本實(shí)用新型涉及一種生物發(fā)酵液乙醇同步分離吸附脫附裝置，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

乙醇，是工業(yè)上重要的一種原料，隨著燃料乙醇的發(fā)展，乙醇更是成為能源行業(yè)發(fā)展的核心，添加10%以內(nèi)無(wú)水乙醇的汽油可大幅度的提高燃料的辛烷值，提高汽車的抗爆性能，降低CO的排放，HC排放也有所降低。

乙醇通常通過微生物發(fā)酵法獲得，通常采用微生物發(fā)酵-傳統(tǒng)蒸餾-精餾手段進(jìn)一步獲得無(wú)水乙醇，其中，微生物發(fā)酵較為緩慢，直接決定了乙醇生產(chǎn)的效率，在微生物發(fā)酵過程中，不斷的產(chǎn)生乙醇，但乙醇同時(shí)反作用于微生物，對(duì)發(fā)酵液中的微生物產(chǎn)生抑制作用，降低甚至停止反應(yīng)的發(fā)生。

因此，工業(yè)上急需一種能夠在生物發(fā)酵過程中在線分離乙醇技術(shù)，使發(fā)酵產(chǎn)生的乙醇能夠及時(shí)的被移除，降低發(fā)酵液中乙醇濃度，提高轉(zhuǎn)化率。

本實(shí)用新型在吸附分離的基礎(chǔ)上，同時(shí)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)連續(xù)脫附過程，生物發(fā)酵液乙醇連續(xù)吸附脫附，工業(yè)應(yīng)用前景好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的在于設(shè)計(jì)了一種生物發(fā)酵法乙醇在線吸附脫附的裝置，以期解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，在常溫條件下，不僅實(shí)現(xiàn)了生物發(fā)酵法中乙醇的分離，在進(jìn)行吸附的同時(shí)，進(jìn)行吸附劑的脫附過程，實(shí)現(xiàn)工業(yè)的連續(xù)性生產(chǎn)，操作簡(jiǎn)單，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

為達(dá)到此目的，本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種生物發(fā)酵液乙醇同步分離吸附脫附裝置，包括用于盛裝反應(yīng)溶液及微生物的儲(chǔ)液槽、用于實(shí)現(xiàn)溶液的循環(huán)流動(dòng)的蠕動(dòng)泵、用于吸附分離乙醇的吸附裝置、用于支撐設(shè)備運(yùn)行的固定架和用于脫附乙醇的脫附裝置，所述用于吸附分離乙醇的吸附裝置和用于脫附乙醇的脫附裝置包括吸附柱Ⅰ和吸附柱Ⅱ,其特征在于：所述儲(chǔ)液槽置于磁力攪拌器上，進(jìn)行待分離液體的充分混合；輸出管的一端伸入混合液中，在蠕動(dòng)泵作用下輸送液體；通過三通閥實(shí)現(xiàn)管路與吸附柱Ⅰ的連通，待吸附劑吸附乙醇飽和，通過三通閥的切換，進(jìn)入脫附模式。

所述的蠕動(dòng)泵將儲(chǔ)液槽中的溶液引出，經(jīng)三通閥流經(jīng)直通閥，進(jìn)入吸附柱Ⅰ，乙醇物質(zhì)被選擇性吸附，被降低濃度的溶液流出吸附柱Ⅰ，經(jīng)直通閥，三通閥流出，重新回到儲(chǔ)液槽中。

所述的蠕動(dòng)泵將脫附劑儲(chǔ)液槽中的有機(jī)大分子溶液引出，經(jīng)三通閥流經(jīng)直通閥，進(jìn)入吸附柱Ⅱ，乙醇物質(zhì)與大分子溶劑接觸，被帶出吸附材料，混有乙醇的有機(jī)大分子溶液流出吸附柱Ⅱ，經(jīng)直通閥，三通閥流出，流入儲(chǔ)液槽。

所述的吸附柱倆端內(nèi)部設(shè)有卡槽，放置多層濾網(wǎng)濾紙。

所述蠕動(dòng)泵將脫附劑儲(chǔ)液槽中的有機(jī)大分子溶液引出，經(jīng)三通閥，流經(jīng)直通閥，進(jìn)入吸附柱Ⅰ，乙醇物質(zhì)與大分子溶劑接觸，被帶出吸附材料，混有乙醇的有機(jī)大分子溶液流出吸附柱Ⅰ，經(jīng)直通閥，三通閥流出，流入儲(chǔ)液槽，完成脫附過程。

所述的蠕動(dòng)泵將儲(chǔ)液槽中的溶液引出，經(jīng)三通閥流經(jīng)直通閥，進(jìn)入吸附柱Ⅱ，乙醇物質(zhì)被選擇性吸附，被降低濃度的溶液流出吸附柱Ⅱ，經(jīng)直通閥，三通閥流出，重新回到儲(chǔ)液槽中。

優(yōu)選的，所述儲(chǔ)液槽的出口處設(shè)有與反應(yīng)容器規(guī)格匹配的橡膠塞，通過鉆孔器鉆取兩個(gè)八分之一英寸大小的孔洞，接進(jìn)八分之一英寸的尼龍管，并用八分之一英寸的氟橡膠圈進(jìn)行密封，實(shí)現(xiàn)無(wú)氧環(huán)境，降低乙醇的揮發(fā)。

優(yōu)選的，吸附柱材質(zhì)以聚四氟乙烯為原料，具有機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、密封性好、高潤(rùn)滑不粘性等性質(zhì)。

優(yōu)選的，選用不銹鋼材質(zhì)作為加工原料。

優(yōu)選的，支架的底部穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)，是支撐更為穩(wěn)固的架構(gòu)。

優(yōu)選的，吸附柱兩端可螺旋打開與旋合的方式進(jìn)行加工，柱子倆端連接直通閥，方便吸附劑的裝填與后期柱子的清洗。

優(yōu)選的，在吸附柱的倆端設(shè)計(jì)了卡槽，放置篩網(wǎng)與小型濾膜，將吸附劑較好的留存于吸附劑內(nèi)，且較好的讓流體順利通過。

優(yōu)選的，在吸附柱的與泵之間以及吸附柱與回流管之間各接入三通閥，較好的實(shí)現(xiàn)吸附與脫附過程的轉(zhuǎn)換。

本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型是一種生物發(fā)酵法乙醇在線吸附脫附裝置，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理簡(jiǎn)單，占地面積小，操作過程簡(jiǎn)單方便且易操作，分離效果好；使用本實(shí)用新型能夠快速的乙醇發(fā)酵液中的乙醇，降低發(fā)酵液中的乙醇，提高酵母的生產(chǎn)率。

本實(shí)用新型的優(yōu)異之處有：本實(shí)用新型是本實(shí)用新型是一種生物發(fā)酵法乙醇在線吸附脫附裝置，可在常溫條件下，實(shí)現(xiàn)乙醇的吸附與脫附同時(shí)進(jìn)行，減少能耗，降低乙醇生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1為生物發(fā)酵法乙醇原位吸附裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、是儲(chǔ)液槽，2、是磁力攪拌器，3、是蠕動(dòng)泵、A/B、是三通閥，Ⅰ、是吸附柱，6、是固定架，H/Q、是直通閥，8、是磁粒子。

圖2為生物發(fā)酵法乙醇在線吸附分離過程示意圖；

其中，1、是儲(chǔ)液槽，Ⅰ、是吸附柱,Ⅱ、是脫附柱，P₂、是脫附劑儲(chǔ)液槽，P₃、是脫附混合液儲(chǔ)液槽，A\B\C\D\E\M\N、是三通閥，H\F\Q\G、是直通閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施案例進(jìn)一步來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案

實(shí)施例1

如圖1所示，是本實(shí)用新型一種生物發(fā)酵法乙醇原位吸附裝置，生物發(fā)酵法所得混合液貯存在儲(chǔ)液槽1內(nèi)，通過橡膠塞進(jìn)行密封；儲(chǔ)液槽置于磁力攪拌器2上，進(jìn)行待分離液體的充分混合；輸出管的一端伸入混合液中，在蠕動(dòng)泵3作用下輸送液體；通過三通閥A實(shí)現(xiàn)管路與吸附柱Ⅰ的連通，不僅使混合液順利進(jìn)入吸附柱內(nèi)進(jìn)行吸附，移除乙醇后的混合液重新回流回儲(chǔ)液槽1中，達(dá)到循環(huán)往復(fù)的過程，提高乙醇的回收率；同時(shí)，吸附劑吸附飽和后通過各個(gè)閥門的調(diào)節(jié)，快速的切換到新的吸附柱，提高操作的便捷性，實(shí)現(xiàn)工業(yè)的連續(xù)性生產(chǎn)；吸附柱為固定在固定架6上，保證吸附柱保持垂直并順利完成吸附過程。

實(shí)施例2

如圖1所示，是本實(shí)用新型中一種生物發(fā)酵法乙醇液相脫附裝置，吸附柱Ⅰ中的吸附劑吸附飽和后，在蠕動(dòng)泵的作用下，脫附劑儲(chǔ)液槽P₂中的有機(jī)大分子脫附劑由上而下進(jìn)入吸附柱，經(jīng)三通閥流進(jìn)脫附混合液儲(chǔ)液槽P₃中，完成脫附過程，實(shí)現(xiàn)吸附劑的再生。

實(shí)施例3

以乙醇水溶液為實(shí)驗(yàn)對(duì)象在Ⅰ、Ⅱ吸附柱內(nèi)實(shí)現(xiàn)連續(xù)性液相吸附-脫附的過程描述如下：

吸附柱Ⅰ吸附過程：

通過蠕動(dòng)泵3將儲(chǔ)液槽1中的溶液引出，經(jīng)三通閥M₁、A₁，流經(jīng)直通閥Q，進(jìn)入吸附柱Ⅰ，乙醇物質(zhì)被選擇性吸附，被降低濃度的溶液流出吸附柱Ⅰ，經(jīng)直通閥H，三通閥B₁流出，重新回到儲(chǔ)液槽中，稀釋了儲(chǔ)液槽1內(nèi)溶液，溶液經(jīng)上述過程再次進(jìn)入吸附柱Ⅰ，提高乙醇的吸附效率，完成吸附過程。

吸附柱Ⅱ脫附過程：

通過蠕動(dòng)泵3將脫附劑儲(chǔ)液槽P₂中的有機(jī)大分子溶液引出，經(jīng)三通閥N₂、D₂，流經(jīng)直通閥F，進(jìn)入吸附柱Ⅱ，乙醇物質(zhì)與大分子溶劑接觸，被帶出吸附材料，混有乙醇的有機(jī)大分子溶液流出吸附柱Ⅱ，經(jīng)直通閥G，三通閥C₁、O₂流出，流入儲(chǔ)液槽1，完成脫附過程。

吸附柱Ⅰ脫附過程：

通過蠕動(dòng)泵3將脫附劑儲(chǔ)液槽P₂中的有機(jī)大分子溶液引出，經(jīng)三通閥N₁、B₂，流經(jīng)直通閥H，進(jìn)入吸附柱Ⅰ，乙醇物質(zhì)與大分子溶劑接觸，被帶出吸附材料，混有乙醇的有機(jī)大分子溶液流出吸附柱Ⅰ，經(jīng)直通閥Q，三通閥A₂、O₁流出，流入儲(chǔ)液槽1，完成脫附過程。

吸附柱Ⅱ吸附過程：

通過蠕動(dòng)泵3將儲(chǔ)液槽1中的溶液引出，經(jīng)三通閥M₁、A₁、A₂、O₁、O₂、C₁，流經(jīng)直通閥G，進(jìn)入吸附柱Ⅱ，乙醇物質(zhì)被選擇性吸附，被降低濃度的溶液流出吸附柱Ⅱ，經(jīng)直通閥F，三通閥D₁、E₂流出，重新回到儲(chǔ)液槽中，稀釋了儲(chǔ)液槽1內(nèi)溶液，溶液重新經(jīng)上述過程進(jìn)入吸附柱Ⅱ，提高乙醇的吸附效率，完成吸附過程。

通過上述四個(gè)過程可實(shí)現(xiàn)Ⅰ吸附柱吸附和Ⅱ吸附柱脫附過程同時(shí)進(jìn)行，且當(dāng)吸附飽和及脫附完成時(shí)，切換管路，即可實(shí)現(xiàn)Ⅰ吸附柱脫附和Ⅱ吸附柱吸附過程的再次同步，如此循環(huán)往復(fù)，不斷實(shí)現(xiàn)Ⅰ、Ⅱ吸附柱內(nèi)的吸附-脫附再生，從而實(shí)現(xiàn)乙醇/水溶液液相吸附-脫附分離的過程。

本實(shí)用新型中的一種生物發(fā)酵法乙醇在線吸附脫附裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，操作過程方便且易操作，分離效果好，連續(xù)性好；使用本實(shí)用新型中的乙醇在線吸附脫附裝置，提高了酵母生產(chǎn)乙醇的轉(zhuǎn)化率，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)先實(shí)施方式，只要以基本相同手段實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的技術(shù)方案，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。