一种白酒节能蒸馏装置和蒸馏方法发明专利

专利名称：一种白酒节能蒸馏装置和蒸馏方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111490492.3

专利申请（专利权）人：广东省九江酒厂有限公司
权利人地址：广东省佛山市南海区九江镇沙口工业区惠民路12号

专利发明（设计）人：杨志超,谭焯龙,何松贵,冯兆兴,刘幼强

专利摘要：本发明公开了一种白酒节能蒸馏装置和蒸馏方法，所述的装置包括蒸馏甑、蒸发器、冷凝器、冷却器、收酒罐、冷却水储罐和蒸汽压缩机；所述蒸馏甑的物料加热沸腾后产生酒汽，酒汽经过蒸发器与冷却水换热，大部分被冷凝，冷凝液进入冷却器被冷却至常温，在蒸发器内未被冷凝的酒汽经过冷凝器被冷凝，然后进入冷却器被冷却至常温酒液，最后入收酒罐；所述冷却器和冷凝器的冷却水出口最终流向冷却水储罐；所述冷却水储罐的冷却水流入蒸发器。本发明以蒸馏过程的酒汽与冷却水换热产生二次蒸汽，二次蒸汽经过蒸汽压缩机压缩后返回甑内使用，可以回收酒汽的潜热95％以上，可以大幅度降低蒸馏的能耗，并且大幅度降低冷却水用量。

主权利要求：
1.一种白酒蒸馏方法，其特征在于，包括以下具体步骤：（1）将醪液泵入蒸馏甑，往蒸馏甑内通入生蒸汽加热物料；
（2）蒸馏甑内的物料沸腾后开启冷却器和冷凝器的冷却水，冷却水储罐的冷却水自流入蒸发器；
（3）待蒸发器内的冷却水温度到达80℃时，开启蒸汽压缩机，蒸发器内的冷却水沸腾产生二次蒸汽，二次蒸汽经过蒸汽压缩机压缩后喷入蒸馏甑内；随后逐渐降低生蒸汽的输入量；
（4）蒸馏结束，停蒸汽压缩机，关闭生蒸汽和冷却水，收集收酒罐酒液；
步骤（3）所述冷却水温度高于80℃且低于90℃时，开启两级蒸汽压缩机；所述冷却水温度超过90℃后，只开启一级蒸汽压缩机；
白酒蒸馏装置包括蒸馏甑、蒸发器、冷却器、冷凝器、收酒罐、冷却水储罐和蒸汽压缩机；
所述蒸馏甑的物料加热沸腾后产生酒汽，酒汽经过蒸发器与冷却水换热，大部分被冷凝，冷凝液进入冷却器被冷却至常温，在蒸发器内未被冷凝的酒汽经过冷凝器被冷凝，然后进入冷却器被冷却至常温酒液，最后入收酒罐；
所述的冷却器和冷凝器均设有冷却水进出口；
所述冷却器和冷凝器的冷却水出口最终流向冷却水储罐；所述冷却水储罐的冷却水流入蒸发器；
所述蒸发器与蒸馏甑之间的管道安装蒸汽压缩机；
所述的蒸汽压缩机设两级蒸汽压缩机，采用串联连接；
所述蒸汽压缩机的进出口均有温度和压力传感器、装有喷水装置，并带有防喘振系统。
2.根据权利要求1所述的白酒蒸馏方法，其特征在于：所述冷却器的冷却水出口通向冷凝器的冷却水入口。
3.根据权利要求1所述的白酒蒸馏方法，其特征在于：所述冷却器和冷凝器，其冷却水入口设于冷却器和冷凝器的罐底，冷却水出口设于冷却器和冷凝器的罐顶。
4.根据权利要求1所述的白酒蒸馏方法，其特征在于：所述蒸发器采用卧管蒸发器。
5.根据权利要求1所述的白酒蒸馏方法，其特征在于：步骤（3）中所述二次蒸汽的压强达到22 32kpa后喷入蒸馏甑内。
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6.根据权利要求1所述的白酒蒸馏方法，其特征在于：步骤（2）所述的冷却水使用软水；
步骤（4）中，收酒罐收集的酒液酒度小于2%vol时结束蒸馏。 说明书 : 一种白酒节能蒸馏装置和蒸馏方法技术领域[0001] 本发明属于节能的余热利用装备领域，具体涉及一种白酒节能蒸馏装置和蒸馏方法。背景技术[0002] 目前我国白酒生产的单位能耗较高。很多白酒企业使用的白酒蒸馏釜或固态蒸馏甑都是使用蒸汽或明火将物料加热至沸腾产生酒汽，酒汽经过冷凝器、冷却器被冷凝冷却为常温的酒液，在这个过程中不仅能耗大，而且产生大量的低品位热水。这些低品位的热水难以利用。目前很多企业是将这些热水直接排走或者使用凉水塔冷却后再循环利用，这个过程又额外消耗了电能。因此，白酒蒸馏相关的节能减排改进迫在眉睫。发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种白酒节能蒸馏装置和蒸馏方法，以降低白酒蒸馏过程中的能耗。[0004] 本发明的目的通过下述技术方案实现：[0005] 一种白酒蒸馏装置，包括蒸馏甑、蒸发器、冷凝器、冷却器、收酒罐、冷却水储罐和蒸汽压缩机；[0006] 所述蒸馏甑的物料加热沸腾后产生酒汽，酒汽经过蒸发器与冷却水换热，大部分被冷凝，冷凝液进入冷却器被冷却至常温，在蒸发器内未被冷凝的酒汽经过冷凝器被冷凝，然后进入冷却器被冷却至常温酒液，最后入收酒罐；[0007] 所述蒸发器采用卧管蒸发器，冷却水浸没卧管，酒汽走管内，酒汽经过卧管时与冷却水换热。[0008] 所述的冷却器和冷凝器均设有冷却水进出口，冷却水入口设于冷却器和冷凝器的罐底，冷却水出口设于冷却器和冷凝器的罐顶，冷却水的走向与酒液(酒汽)相反，在实现冷凝冷却效果的同时，冷却水也吸收了酒液(酒汽)的余热；[0009] 所述冷却器和冷凝器的冷却水出口最终流向冷却水储罐；[0010] 优选地，所述冷却器的冷却水出口通向冷凝器的冷却水入口，使初步换热的冷却水在冷凝器中进一步吸收酒汽的余热；[0011] 所述冷却水储罐的冷却水流入蒸发器，在蒸发器中冷却水与酒汽换热、蒸发，形成水蒸汽；[0012] 所述蒸发器与蒸馏甑之间的管道安装蒸汽压缩机，在蒸汽压缩机的抽吸下，蒸发器与蒸汽压缩机之间的管道以及蒸发器内部形成负压，当蒸汽器内的压力降至该温度下水沸腾对应的气压时，蒸发器内的高温冷却水沸腾形成水蒸气被抽入蒸汽压缩机，压缩机将水蒸汽压缩升温后流向蒸馏甑，从而间接达到以酒液(酒汽)的余热加热蒸馏甑的目的，实现了节能的效果；[0013] 所述的蒸汽压缩机可以设一级蒸汽压缩机或两级蒸汽压缩机，视蒸发器内冷却水温度而定；[0014] 若采用两级蒸汽压缩机，则优选串联连接，均采用变频控制，蒸汽压缩机的进出口均有温度和压力传感器，并且带有防喘振系统，第一级蒸汽压缩机和第二级蒸汽压缩机的出口均装有级间喷水，可以消除过热。[0015] 本发明的原理为：所述蒸馏甑的物料加热沸腾后产生酒汽，酒汽进入蒸发器与冷却水间接换热，蒸发器在蒸汽压缩机的抽吸作用下形成负压，蒸发器内的高温冷却水被酒汽加热沸腾生成水蒸汽，水蒸汽经过蒸汽压缩机的压缩形成22～32kpa的低压蒸汽，直喷入蒸馏甑内加热物料，使甑内的物料持续沸腾产生酒汽。酒汽再入蒸发器与冷却水换热，使冷却水持续生产蒸汽，蒸汽再经过压缩形成22～32kpa低压蒸汽，从而蒸馏过程的能源得到循环利用。酒汽经过换热后被冷凝为酒液，酒液再经过冷却后得到成品。[0016] 一种基于上述装置的白酒蒸馏方法，包括如下步骤：[0017] (1)将醪液泵入蒸馏甑，往蒸馏甑内通入生蒸汽直接加热物料；[0018] 步骤(1)所述蒸馏甑的操作压力为0～20kPa，温度90～101℃；[0019] 步骤(1)所述的醪液优选含酒度为10～13％vol的液态物料，特别优选豉香型白酒和米香型白酒的发酵醪液；[0020] (2)蒸馏甑内的物料沸腾后开启冷却器和冷凝器的冷却水，冷却水经过冷却器、冷凝器与酒汽换热后进入冷却水储罐，冷却水储罐的冷却水(温度为72～85℃)自流入蒸发器，达到设定的液位高度时停，低于设定的液位时自动开；[0021] 步骤(2)所述的冷却水优选使用软水；蒸发器是蒸汽再生装置，若使用自来水会结垢导致传热下降，蒸汽生成效率下降。使用软水可以避免蒸发器结垢的问题。[0022] (3)待蒸发器内的冷却水温度到达80℃时，开启蒸汽压缩机，在压缩机的抽吸作用下蒸发器内部形成负压，蒸发器内的冷却水沸腾产生二次蒸汽，二次蒸汽经过蒸汽压缩机压缩后喷入蒸馏甑内；随后逐渐降低生蒸汽的输入量；[0023] 所述酒汽经过蒸发器与冷却水换热后大部分被冷凝，冷凝的酒液进入冷却器后被冷却至常温，然后进入收酒罐。经过蒸发器未被冷凝的小部分酒汽进入冷凝器被冷凝，再经过冷却器冷却成常温酒样进入收酒罐；[0024] 优选地，步骤(3)中所述二次蒸汽的压强达到22～32kpa后喷入蒸馏甑内；[0025] 优选地，步骤(3)所述冷却水温度高于80℃且低于90℃时，开启两级蒸汽压缩机；所述冷却水温度超过90℃(此时蒸馏甑的酒汽温度超过95℃)后，只开启一级蒸汽压缩机；[0026] 所述蒸汽压缩机采用变频控制；随着蒸馏的进行，蒸馏甑内物料的酒度逐渐降低，物料的温度和酒汽的温度逐渐升高，蒸发器内的蒸汽温度亦随之升高，此时逐渐降低蒸汽压缩机的频率，保证输出蒸汽的压力不变的前提下降低压缩机的电耗；[0027] 所述的蒸发器内的压力为‑65～‑30kpa；[0028] (4)蒸馏结束，停蒸汽压缩机，关闭生蒸汽和冷却水，收集收酒罐酒液；[0029] 优选地，步骤(4)中，收酒罐收集的酒液酒度小于2％vol时结束蒸馏。[0030] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：[0031] 1、本发明以蒸馏过程的酒汽与冷却水换热产生二次蒸汽，二次蒸汽经过蒸汽压缩机压缩后返回甑内使用，可以回收酒汽的潜热95％以上，可以大幅度降低蒸馏的能耗，并且大幅度降低冷却水用量。[0032] 2、本发明以冷却水来冷却酒液，冷却水升温后再入蒸发室与酒汽换热，不仅降低了冷却水的用量，而且提高冷却水的温度有利于进一步提高能源的回收利用率。[0033] 3、本发明在蒸馏过程中对蒸汽压缩机实现变频控制，根据酒汽的温度(二次蒸汽的温度)调节工况，可以降低蒸汽压缩机的电耗，并且在蒸馏过程中酒汽的温度达到90℃时停第一级蒸汽压缩机，只保留第二级蒸汽压缩机运行，进一步降低了蒸汽压缩机的电耗。[0034] 4、本发明的目的是将醪液的醇醛酸酯等成分提取出来，因此不直接压缩酒汽，而是将酒汽与冷却水(软水)换热产生水蒸汽再压缩，避免了直接压缩酒汽易燃易爆的风险，压缩后的水蒸汽直喷入甑内直接加热物料，换热效率更高，并且由于蒸发器使用的是软水，不存在长时间使用后产生结垢结焦的问题。[0035] 5、本发明采用的是间歇式生产，最大地提取蒸馏过程中物料中的风味物质，从而保证蒸馏得到的酒液风味浓郁，口感丰满。[0036] 6、本发明采用常压蒸馏，相比负压或减压蒸馏，酒质的口感风味更佳。附图说明[0037] 图1是本发明白酒蒸馏装置的结构和组成示意图；其中，1蒸馏甑、2蒸发器、3冷却水储罐、4冷凝器、5冷却器、6收酒罐、7第一级蒸汽压缩机、8第二级蒸汽压缩机。[0038] 图2是对比例使用的传统蒸馏装置的结构和组成示意图。具体实施方式[0039] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。[0040] 实施例1[0041] 一种白酒蒸馏装置，其结构和组成如图1所示，包括蒸馏甑1、蒸发器2、冷却器5、冷凝器4、收酒罐6、冷却水储罐3和蒸汽压缩机(7和8)；[0042] 所述蒸馏甑1的物料加热沸腾后产生酒汽，酒汽经过蒸发器2与冷却水换热，大部分被冷凝，冷凝液进入冷却器5被冷却至常温，在蒸发器2内未被冷凝的酒汽经过冷凝器4被冷凝，然后进入冷却器5被冷却至常温酒液，最后入收酒罐6；[0043] 所述蒸发器采用卧管蒸发器(生产厂家为佛山丰川节能科技有限公司，型号为IED10000‑75/108)，冷却水浸没卧管，酒汽走管内，酒汽经过卧管时与冷却水换热管。[0044] 所述的冷却器5和冷凝器4均设有冷却水出入口，冷却水入口设于冷却器5和冷凝器4的罐底，冷却水出口设于冷却器5和冷凝器4的罐顶，冷却水的走向与酒液(酒汽)相反，在实现冷凝冷却效果的同时，冷却水也吸收了酒液(酒汽)的余热；[0045] 所述冷却器5的冷却水出口通向冷凝器4的冷却水入口，使初步换热的冷却水在冷凝器中进一步吸收酒汽的余热；所述冷却器5和冷凝器4的冷却水出口最终流向冷却水储罐3；所述冷却水储罐3的冷却水流入蒸发器2，在蒸发器2中冷却水与酒汽换热、蒸发，形成水蒸汽；[0046] 所述蒸发器2与蒸馏甑1之间的管道安装蒸汽压缩机(7和8)，在蒸汽压缩机(7和8)的抽吸下，蒸发器2内部形成负压，蒸发器2内的高温冷却水沸腾形成水蒸气被抽入蒸汽压缩机(7和8)，压缩机将水蒸汽压缩后流向蒸馏甑1，从而间接达到以酒液(酒汽)的余热加热蒸馏甑的目的，实现了节能的效果；[0047] 两级蒸汽压缩机(7和8)采用串联连接，均采用变频控制，蒸汽压缩机的进出口均有温度和压力传感器，并且带有防喘振系统，第一级蒸汽压缩机7和第二级蒸汽压缩机8的出口均装有级间喷水，可以消除过热。[0048] 实施例2[0049] 基于实施例1装置的白酒蒸馏方法，包括如下步骤：[0050] (1)将8m3预热至60℃含酒份12.5％vol的醪液泵入蒸馏甑，往蒸馏甑内通入生蒸汽直接加热；[0051] (2)蒸馏甑内的物料加热至90℃沸腾，开启软水，软水经过冷却器、冷凝器与酒汽换热后进入冷却水储罐，冷却水储罐的高温软水自流入蒸发器，达到设定的液位高度时停，低于设定的液位时自动开；[0052] (3)当酒汽温度上升至92℃时，蒸发器内的软水温度超过80℃时，开启第一级蒸汽压缩机和第二级蒸汽压缩机，第一级蒸汽压缩机压缩后输出的压力为‑25kpa，第二级蒸汽压缩机的压缩后输出的压力为20kpa；[0053] (4)逐渐降低生蒸汽的输入量；[0054] (5)蒸馏至出酒酒度小于2％vol时结束蒸馏，停第一级蒸汽压缩机和第二级蒸汽压缩机，关闭生蒸汽和软水；[0055] (6)将收酒罐的酒液泵送成品罐区，蒸馏甑内的废糟自流入糟水池。[0056] 实施例3[0057] 基于实施例1装置的白酒蒸馏方法，包括如下步骤：[0058] (3)当酒汽温度上升至94℃时，蒸发器内的软水温度超过80℃时，开启第一级蒸汽压缩机和第二级蒸汽压缩机，第一级蒸汽压缩机压缩后输出的压力为‑10kpa，第二级蒸汽压缩机的压缩后输出的压力为25kpa；[0059] 其余步骤同实施例2。[0060] 实施例4[0061] 基于实施例1装置的白酒蒸馏方法，包括如下步骤：[0062] (1)将8m3预热至60℃含酒份12.5％vol的醪液泵入蒸馏甑，往蒸馏甑内通入生蒸汽直接加热；[0063] (2)蒸馏甑内的物料沸腾后，开启软水，软水经过冷却器、冷凝器与酒汽换热后进入冷却水储罐，冷却水储罐的高温软水自流入蒸发器，达到设定的液位高度时停，低于设定的液位时自动开；[0064] (3)当酒汽温度上升至92℃时，蒸发器内的软水温度超过80℃时，开启第一级蒸汽压缩机和第二级蒸汽压缩机，第一级蒸汽压缩机压缩后输出的压力为‑24kpa，第二级蒸汽压缩机的压缩后输出的压力为22kpa；[0065] (4)逐渐降低生蒸汽的输入量；[0066] (5)当酒汽温度上升至95℃时，第一级蒸汽压缩机的输出压力为‑15kpa，第二级蒸汽压缩机的压缩后输出的压力为30kpa；[0067] (6)蒸馏至出酒酒度2％vol时结束蒸馏，停第一级蒸汽压缩机和第二级蒸汽压缩机，关闭生蒸汽和软水；[0068] (7)将收酒罐的酒液泵送成品罐区，蒸馏甑内的废糟自流入糟水池[0069] 实施例5[0070] 基于实施例1装置的白酒蒸馏方法，包括如下步骤：[0071] (3)当酒汽温度上升至92℃时，蒸发器内的软水温度超过80℃时，开启第一级蒸汽压缩机和第二级蒸汽压缩机，第一级蒸汽压缩机压缩后输出的压力为‑25kpa，第二级蒸汽压缩机的压缩后输出的压力为20kpa；[0072] (4)逐渐降低生蒸汽的输入量；[0073] (5)当酒汽温度上升至96℃时打开蒸发器与第二级蒸汽压缩机的连接管道阀门，关闭第一级蒸汽压缩机，只运行第二级蒸汽压缩机，第二级蒸汽压缩机输出的压力为24kpa；[0074] 其余步骤同实施例4。[0075] 实施例6[0076] 基于实施例1装置的白酒蒸馏方法，包括如下步骤：[0077] (5)当酒汽温度上升至95℃时打开蒸发器与第二级蒸汽压缩机的连接管道阀门，关闭第一级蒸汽压缩机，只运行第二级蒸汽压缩机，第二级蒸汽压缩机输出的压力为23kpa；[0078] 其余步骤同实施例5。[0079] 对比例[0080] 一种白酒蒸馏方法，使用如图2所示的传统蒸馏装置，其蒸馏方法包括如下步骤：[0081] (1)将饭箱内已经预热至60℃，含酒份12.5％vol的8m3醪液放入蒸馏甑；[0082] (2)往蒸馏甑内通入蒸汽直接加热；[0083] (3)蒸馏甑内的物料沸腾后开启软水；[0084] (4)蒸馏至出酒酒度小于2％vol时结束蒸馏，关闭蒸汽和软水；[0085] (5)所述酒箱的酒液泵送成品罐区，蒸馏甑内的废糟自流入糟水池。[0086] 将实施例和对比例的蒸馏能耗进行对比，结果如表1和表2所示。[0087] 表1.实施例2～6与对比例的蒸馏能耗分析[0088] 蒸汽用量(t) 耗电量(度) 出酒量(t) 吨酒耗汽(t) 吨酒耗电(t)对比例 3.741 0 3.31 1.13 0实施例2 0.778 254 3.24 0.24 78.4实施例3 0.837 234 3.22 0.26 72.7实施例4 0.810 218 3.24 0.25 67.4实施例5 0.775 202 3.23 0.24 62.5实施例6 0.818 198 3.27 0.25 60.5[0089] 如表1所示，本发明实施例的吨酒耗汽均低于对比例，实施例2～6蒸馏每吨酒比对比例节省0.85～0.89t蒸汽，节省77.0～78.8％。[0090] 虽然实施例2～6多耗用60.5～78.4度电，每度电按0.8元计，只要蒸汽价格高于75元/吨，实施例2～6的生产成本即可低于对比例。[0091] 目前全国各地区的蒸汽价格不一样，蒸汽价格普遍在150～400元/吨之间，所以实施例2～6的经济效益均优于对比例。[0092] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：广东

专利申请日期：2021-12-08

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN114214161B