量計(jì)(25.6)，懸濁發(fā)酵液離心設(shè)備(11)的酵母泥出口(11.2)與酵母水解反應(yīng)器(13)的酵母泥入口(13.1)之間的管路內(nèi)設(shè)有質(zhì)量傳感器(27)，酵母水解液濃縮設(shè)備(15)的復(fù)合氨基酸出口(15.2)與氨基酸鹽反應(yīng)器(16)的復(fù)合氨基酸入口(16.1)之間的管路內(nèi)設(shè)有氨基酸濃度傳感器(28.1)，氨基酸鹽反應(yīng)器(16)的KOH溶液入口(16.2)處設(shè)有第七流量計(jì)(25.7)，氨基酸鹽反應(yīng)器(16)的復(fù)合氨基酸鹽溶液出口(16.3)與0)2吸收設(shè)備(17)的復(fù)合氨基酸鹽溶液入口(17.1)之間的管路內(nèi)設(shè)有第八流量計(jì)(25.8)，0)2吸收設(shè)備(17)的富碳?xì)怏w入口(17.2)處設(shè)有第一 CO2濃度傳感器(28.2)，0)2吸收設(shè)備(17)的富液出口(17.4)與三通閥(19)的第一接口(19.1)之間的管路內(nèi)設(shè)有第九流量計(jì)(25.9)和第三輸送栗(18)，三通閥(19)的第二接口(19.2)與沼液儲(chǔ)液罐(12)的第一富液入口(12.2)之間的管路內(nèi)設(shè)有第十流量計(jì)(25.10)，三通閥(19)的第三接口(19.3)與熱交換器(20)的低溫富液入口(20.1)之間設(shè)有第^^一流量計(jì)(25.11)，熱交換器(20)的高溫富液出口(20.2)與富液解吸設(shè)備(22)的第二富液入口(22.1)之間的管路內(nèi)設(shè)有溫度傳感器(26)，富液解吸設(shè)備(22)的0)2氣體出口(22.4)處設(shè)有第二 CO2濃度傳感器(28.3)，富液解吸設(shè)備(22)的空氣入口(22.2)處設(shè)有第十二流量計(jì)(25.12)。3.一種利用權(quán)利要求1或2所述的以沼液和秸桿水解液制備氨基酸及分離CO2的系統(tǒng)制備氨基酸及分離CO2的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1:沼氣工程發(fā)酵設(shè)備(I)產(chǎn)生的新鮮沼液由新鮮沼液出口(1.1)進(jìn)入沼液沉淀設(shè)備(2)，在沼液沉淀設(shè)備(2)中自然沉淀I?2天后由沼液出口(2.2)進(jìn)入沼液離心設(shè)備(4)，在沼液離心設(shè)備(4)中沼液以1900?2100r/min的轉(zhuǎn)速離心15?25min，脫除沼液中大粒徑懸浮顆粒，使懸浮顆粒直徑范圍在4?5 μπι，離心得到的沼液上清液通過上清液出口(4.2)進(jìn)入攪拌發(fā)酵設(shè)備(5); 步驟2:秸桿由第一秸桿入口(9.2)進(jìn)入秸桿預(yù)處理反應(yīng)器(9)中，進(jìn)料時(shí)調(diào)節(jié)秸桿預(yù)處理反應(yīng)器(9)中秸桿的濃度為40?60g/L，NaOH溶液通過NaOH溶液入口(9.3)進(jìn)入秸桿預(yù)處理反應(yīng)器(9)中，在35?40°C的溫度條件下處理時(shí)間5?7小時(shí)；經(jīng)過NaOH預(yù)處理的秸桿通過第一秸桿出口(9.1)進(jìn)入秸桿水洗設(shè)備(8)，經(jīng)過水洗后由第三秸桿入口(7.3)進(jìn)入秸桿糖化反應(yīng)設(shè)備(7)，檸檬酸檸檬酸鈉緩沖液和纖維素酶通過纖維素酶、緩沖溶液入口(7.2)進(jìn)入秸桿糖化反應(yīng)設(shè)備(7)中，水解糖化反應(yīng)23?24小時(shí)，得到秸桿糖化液；秸桿糖化液由秸桿糖化液出口(7.1)進(jìn)入第一過濾器￠)，在第一過濾器(6)中濾去殘?jiān)蟮玫浇諚U糖化濾液，秸桿糖化濾液通過秸桿糖化濾液入口(5.3)輸送至攪拌發(fā)酵設(shè)備(5); 步驟3:通過第二流量計(jì)(25.2)和第三流量計(jì)(25.3)控制沼液上清液和秸桿糖化濾液的進(jìn)料體積比為1:2，假絲酵母菌由假絲酵母菌入口(5.2)進(jìn)入攪拌發(fā)酵設(shè)備(5)，在發(fā)酵液中按IL發(fā)酵液接入30mL新鮮菌液的接種量接種假絲酵母菌，控制攪拌發(fā)酵設(shè)備(5)中溫度為35?38°C、pH為3.0?5.0，好氧發(fā)酵2.5?3.5天，得到懸濁發(fā)酵液； 步驟4:步驟3中發(fā)酵完成的懸濁發(fā)酵液通過第二輸送栗(10)由發(fā)酵液入口(11.1)輸送至懸池發(fā)酵液離心設(shè)備(11)中，懸池發(fā)酵液在1900?2100r/min的轉(zhuǎn)速下離心10?15min，懸濁發(fā)酵液經(jīng)過離心分離形成低氨氮沼液和酵母泥，低氨氮沼液通過低氨氮沼液出口(11.3)進(jìn)入沼液儲(chǔ)液罐(12);在懸濁發(fā)酵液離心設(shè)備(11)離心分離得到的酵母泥通過酵母泥出口(11.2)進(jìn)入酵母水解反應(yīng)器(13); 步驟5:酵母泥在酵母水解反應(yīng)器(13)中先進(jìn)行自溶，后進(jìn)行水解，通過質(zhì)量傳感器(27)控制進(jìn)入酵母水解反應(yīng)器(13)中酵母泥的質(zhì)量，再經(jīng)木瓜蛋白酶、緩沖溶液及誘導(dǎo)劑入口(13.2)向酵母水解反應(yīng)器(13)進(jìn)水配制成濃度為180?220g/L的菌懸濁液，調(diào)節(jié)酵母水解反應(yīng)器(13)的溫度為50?60°C、pH為5.0?6.0，再由木瓜蛋白酶、緩沖溶液及誘導(dǎo)劑入口(13.2)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2?5%的氯化鈉自溶15?17小時(shí)，自溶完成后，通過木瓜蛋白酶、緩沖溶液及誘導(dǎo)劑入口(13.2)補(bǔ)充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7?1.0 %的木瓜蛋白酶，水解22?24小時(shí)，得到酵母水解液，酵母水解液通過酵母水解液出口(13.3)進(jìn)入第二過濾器(14)，在第二過濾器(14)中酵母水解液濾去殘?jiān)玫缴锨逡?，上清液通過酵母水解濾液出口(14.2)進(jìn)入酵母水解液濃縮設(shè)備(15)，在酵母水解液濃縮設(shè)備(15)中對(duì)酵母水解濾液濃縮10?15倍得到濃度為0.5?lmol/L的復(fù)合氨基酸，復(fù)合氨基酸由復(fù)合氨基酸出口(15.2)進(jìn)入氨基酸鹽反應(yīng)器(16)，與由KOH溶液入口(16.2)進(jìn)入的濃度為lmol/L的KOH等體積反應(yīng)，生成濃度為0.5?lmol/L的復(fù)合氨基酸鉀溶液，復(fù)合氨基酸鉀溶液由復(fù)合氨基酸鹽溶液出口(16.3)進(jìn)入C02吸收設(shè)備(17)頂部的復(fù)合氨基酸鹽溶液入口(17.1); 步驟6:富0)2氣體通過富碳?xì)怏w入口(17.2)進(jìn)入CO 2吸收設(shè)備(17)的下部，復(fù)合氨基酸鉀溶液在塔內(nèi)進(jìn)行0)2的吸收，富CO 2氣體去除CO 2后得到提純氣體，提純氣體由提純氣出口(17.3)進(jìn)入提純氣儲(chǔ)氣罐(24)，吸收了 CO2的復(fù)合氨基酸鉀溶液轉(zhuǎn)化成富液； 步驟7:從0)2吸收設(shè)備(17)底部富液出口(17.4)流出的富液，根據(jù)CO2氣體需要量通過三通閥(19)來控制分配富液用于直接利用或摒棄與再生的比例，其中，用于直接利用或摒棄的富液通過第二接口(19.2)進(jìn)入沼液儲(chǔ)液罐(12);用于再生的富液通過第三接口(19.3)進(jìn)入熱交換器(20)的低溫富液入口(20.1)，用于再生的富液在熱交換器(20)中加熱升溫至60?80°C后，由高溫富液出口(20.2)進(jìn)入富液解吸設(shè)備(22)頂部，并在富液解吸設(shè)備(22)底部被加熱器(21)加熱到100?115°C，使得CO2從富液中擴(kuò)散出來，同時(shí)用空氣輔佐吹掃再生，空氣通過空氣入口(22.2)從富液解吸設(shè)備(22)下部進(jìn)入，空氣攜帶從富液中擴(kuò)散出來的CO2通過富碳?xì)怏w出口(22.4)從富液解吸設(shè)備(22)的頂部排出，通過調(diào)節(jié)吹掃空氣的溫度、流量，使得從富液解吸設(shè)備(22)頂部排出的氣體中CO2體積分?jǐn)?shù)達(dá)到800?lOOOppmv ;富液釋放出CO2后再生成貧液，再生后的貧液通過高溫貧液出口(22.3)從富液解吸設(shè)備(22)底部流出，由高溫貧液入口(20.3)進(jìn)入熱交換器(20)完成熱交換降溫后，通過第四輸送栗(23)并入氨基酸鹽反應(yīng)器(16)的復(fù)合氨基酸鹽出口(16.3)與0)2吸收設(shè)備(17)的氨基酸鹽入口(17.1)之間的輸送管道內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以沼液和秸桿水解液制備氨基酸及分離CO2的方法，其特征在于:所述步驟2中秸桿采用粉碎處理，粉碎后秸桿的粒徑為0.5?1mm。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以沼液和秸桿水解液制備氨基酸及分離CO2的方法，其特征在于:所述步驟2中秸桿糖化反應(yīng)設(shè)備(7)內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和pH傳感器，所述秸桿糖化反應(yīng)設(shè)備(7)內(nèi)進(jìn)行水解糖化反應(yīng)的溫度為50?55°C、pH值為4?6。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以沼液和秸桿水解液制備氨基酸及分離CO2的方法，其特征在于:所述步驟3中攪拌發(fā)酵設(shè)備(5)內(nèi)設(shè)有用于攪拌菌體和發(fā)酵液的攪拌裝置，所述發(fā)酵設(shè)備(5)還設(shè)有通氣口。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以沼液和秸桿水解液制備氨基酸及分離CO2的方法，其特征在于:所述步驟3得到的懸濁發(fā)酵液的氨氮濃度為30?100mg/L。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以沼液和秸桿水解液制備氨基酸及分離CO2的方法，其特征在于:所述步驟5中酵母水解反應(yīng)器(13)內(nèi)設(shè)有溫度傳感器、pH傳感器，所述酵母水解反應(yīng)器(13)底部設(shè)有加熱裝置，通過與溫度傳感器配合控制反應(yīng)溫度。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以沼液和秸桿水解液制備氨基酸及分離CO2的方法，其特征在于:所述步驟5中酵母水解液濃縮設(shè)備(15)的濾膜為卷式納濾膜，所述酵母水解液濃縮設(shè)備(15)中過濾采用錯(cuò)流過濾方式。10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以沼液和秸桿水解液制備氨基酸及分離CO2的方法，其特征在于:所述步驟7中0)2吸收設(shè)備(17)和富液解吸設(shè)備(22)采用填料塔或疏水性中空纖維膜接觸器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了以沼液和秸稈水解液制備氨基酸及分離CO2的系統(tǒng)與方法。該系統(tǒng)和方法中，利用秸稈水解液和沼液進(jìn)行假絲酵母菌發(fā)酵，酵母水解后得到復(fù)合氨基酸，復(fù)合氨基酸再通過KOH中和后生成相對(duì)廉價(jià)的復(fù)合氨基酸鹽，并將其應(yīng)用于CO2吸收分離，將富CO2氨基酸鹽溶液與發(fā)酵后沼液按一定比例混合應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明有效規(guī)避了傳統(tǒng)化學(xué)吸收劑降解損失量大、再生能耗高等弊端，同時(shí)去除了沼液中大部分氨氮，提高沼液中營養(yǎng)成份含量，使沼液更容易處理和應(yīng)用，達(dá)到在能源與環(huán)境兩方面雙贏的效果。
【IPC分類】C12M1/107, C12R1/72, C05D7/00, C12M1/02, C12M1/00, C12M1/12, C05G1/00, C05F7/00, C12P13/00, C12M1/40, C12M1/34
【公開號(hào)】CN105176811
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】晏水平, 王文超, 賀清堯, 張衍林, 艾平, 王媛媛, 袁巧霞
【申請(qǐng)人】華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月31日