CN108495935A - 向干玉米碾磨乙醇生产过程应用测量、控制和自动化以使乙醇和副产物的回收最大化 - Google Patents

向干玉米碾磨乙醇生产过程应用测量、控制和自动化以使乙醇和副产物的回收最大化 Download PDF

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Abstract

一种装置，其特征在于信号处理器或信号处理模块被配置成：接收包含与输出流的一个或多个成分的测量有关的信息的信令，输出流来自干玉米碾磨过程中的离心机，干玉米碾磨过程包括产生乙醇；以及基于所接收的信令，确定包含与干玉米碾磨过程的实时反馈控制有关的信息的对应的信令。信号处理器或信号处理模块被配置成提供对应的信令作为控制信令以提供干玉米碾磨过程的实时反馈控制。

Description

向干玉米碾磨乙醇生产过程应用测量、控制和自动化以使乙 醇和副产物的回收最大化
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年7月20日提交的临时专利申请序列号No.62/194,539(712-2.423//CCS-0147)的权益，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及用于控制干玉米碾磨过程的技术；以及更特别地，涉及用于控制干玉米碾磨乙醇生产过程的技术。
背景技术
干玉米碾磨过程在北美是生产乙醇的主要方法。在操作中，干玉米碾磨经由发酵、蒸馏和分离过程从玉米中生成乙醇、玉米糖浆和玉米油。在跟随玉米发酵过程的蒸馏阶段之后，经由釜馏物副产物的蒸发和分离，产生了两种可销售/有价值的副产物：玉米油和玉米糖浆。釜馏物处理通过破乳化学剂而被增强，破乳化学剂提高了玉米油和玉米糖浆被分离的速率和效率。通过重量分析地测量玉米油和玉米糖浆流的纯度，分离过程性能被离线周期性地监测。使用干玉米碾磨过程来生产乙醇，副产物的生产可以区分有利润和无利润的生产操作。
在干玉米碾磨过程中利用一些测量来检验副产物生产的效能。例如，在旋风分离器的排放中的含油量可以每天被检验一次或两次。然而，检验的结果可能需要几个小时，并且这不能为控制过程提供实时反馈。此外，如果被应用到干磨过程，有一些附加的测量可以帮助控制和优化过程。本领域中已知的测量过程手动地被执行，并且不作为自动过程的一部分被执行。
鉴于此，产业中需要更好的方式用于控制包括生产乙醇的干玉米碾磨过程。
发明内容
总之，本发明提供了干玉米碾磨过程中的在线“实时”测量的组合，以便可以在干玉米碾磨过程中提供即时反馈来优化乙醇和副产物的生产，包括CO2和玉米油。本发明提供了提高乙醇发酵、蒸馏和有价值副产物生产(玉米油和玉米糖浆)的效率的技术，例如，其特征使乙醇发酵、蒸馏以及从釜馏物中分离玉米油和玉米糖浆自动化。
作为示例，新的和独特的技术例如可以包括方法和/或装置或采取方法和/或装置的形式来提供干玉米碾磨过程的实时反馈控制，干玉米碾磨过程包括产生乙醇。
根据本发明的一些实施例，装置的特征可以在于至少一个信号处理器或信号处理模块，信号处理器或信号处理模块至少被配置成：
接收包含与输出流的一个或多个成分的测量有关的信息的信令，所述输出流来自干玉米碾磨过程中的离心机，所述干玉米碾磨过程包括产生乙醇；以及
基于所接收的信令，确定包含与所述干玉米碾磨过程的实时反馈控制有关的信息的对应的信令。
装置可以包括一个或多个的以下附加特征：
信号处理器或信号处理模块可以被配置成提供对应的信令，例如作为控制信令来提供干玉米碾磨过程的实时反馈控制。
输出流的一个或多个成分可以选自以下的组：玉米油、玉米糖浆、一种或多种蛋白质以及剩余的酵母固体。
输出流的一个或多个成分的测量可以选自以下组：输出流中玉米油的纯度，包括脂肪含量；输出流中糖浆的纯度，包括碳水化合物含量；输出流中蛋白质的量，包括在动物食品中有用的蛋白质；输出流中水的量；以及输出流中剩余的酵母固体的量。
输出流的一个或多个成分的测量可以基于输出流的光学探询。
输出流的光学探询可以包括处理相对于输出流所提供和/或所感测的光学信令。
输出流的光学探询可以包括使用用于光学探询输出流的近红外光谱技术。
输出流的光学探询可以包括使用用于光学探询输出流的拉曼光学散射技术。
装置可以包括光学测量/探询设备，光学测量/探询设备被配置成提供光学探询信令、接收包含与输出流的一个或多个成分有关的信息的所感测的光学探询信令以及提供信令至例如信号处理器或信号处理模块。光学测量/探询设备可以包括光学探头或其它适当的光学感测设备。
输出流的一个或多个成分的测量可以基于输出流的化学探询。
输出流的化学探询可以包括基于确定输出流的样本/部分的化学含量来处理输出流的样本/部分。
装置可以包括化学测量设备，化学测量设备被配置成接收包含输出流的一个或多个成分的输出流的样本/部分、处理样本/部分以及提供包含与输出流的一个或多个成分有关的化学探询信息的信令至例如信号处理器或信号处理模块。
干玉米碾磨过程的实时反馈控制可以包括提供控制信号以调节干玉米碾磨过程的一个或多个参数，包括其中控制信号被用于控制离心机、诸如发酵过程的后端过程、或两者。
一个或多个参数可以包括以下参数的某一组合：
对干玉米碾磨过程中的一个或多个子过程的化学参数调整，包括对配给到离心机的去乳化剂的量或定时或位置的调整；或者，对干玉米碾磨过程中的一个或多个部件的杠杆参数调整，包括调节离心机中的控制杠杆或通过量杠杆；或者，对干玉米碾磨过程中的一个或多个部件的通过量参数调整，包括调节离心机中的通过量；或者，对干玉米碾磨过程中的一个或多个部件中的流量参数调整，包括调节离心机的流量参数；或者，对干玉米碾磨过程中的一个或多个部件中的周期时间参数调整，包括改变离心机的周期时间；或者，对干玉米碾磨过程中的一个或多个部件中的反冲参数调整，包括设置用于离心机的反冲周期；或者，对干玉米碾磨过程中的一个或多个部件中的分流参数调整，包括将离心机的输出流的一部分转移至干玉米碾磨过程中的另一个部件。
离心机可以被配置成接收包含糖浆/油的输入流以及提供包含具有玉米油和轻质、低密度固体的一个或多个成分的副产物流。
离心机可以被配置成接收输入流以及提供包含具有玉米糖浆和更高密度固体的一个或多个成分的第二副产物流。
拉曼光散射技术可以包括将输出流中的所感测的光学散射信令与存储在光学散射数据库中的特征光学散射信令进行比较，以及基于比较来确定输出流中的玉米油的纯度。
干玉米碾磨过程的实时反馈控制可以包括感测玉米油获取的期望水平、以及提供控制信号，所述控制信号将玉米油的一部分从输出流分流至干玉米碾磨过程中的蒸馏过程以用于产生加入动物饲料以增加其脂肪含量的干酒槽(DDGs)。
干玉米碾磨过程的实时反馈控制可以包括：控制由离心机提供的玉米油和玉米糖浆的分离；以及确定是将玉米油或玉米糖浆馈送回离心机以用于进一步提纯、或是需要玉米油、或是将玉米油的某一部分发送至干玉米碾磨过程的后端过程。
根据一些其它实施例，本发明可以采取方法的形式，方法的特征在于步骤以用于：在信号处理器或信号处理模块中接收包含与输出流的一个或多个成分的测量有关的信息的信令，输出流来自干玉米碾磨过程中的离心机，干玉米碾磨过程包括产生乙醇；以及在信号处理器或信号处理模块中基于所接收的信令，确定包含与干玉米碾磨过程的实时反馈控制有关的信息的对应的信令。
信号处理器或信号处理器模块可以采取信号处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器的形式，其中信号处理器和至少一个存储器被配置成使得装置实施本发明的功能，例如基于所接收的信令来响应所接收的信令并且来确定对应的信令。
根据一些实施例，本发明可以采取装置的形式，与本文阐述的一致，装置包括：用于接收包含与输出流的一个或多个成分的测量有关的信息的信令的组件，输出流来自干玉米碾磨过程中的离心机，干玉米碾磨过程包括产生乙醇；以及基于所接收的信令，用于确定包含与干玉米碾磨过程的实时反馈控制有关的信息的对应的信令的组件。
根据本发明的一些实施例，装置还可以采取计算机可读存储介质的形式，计算机可读存储介质具有用于执行前述方法的步骤的计算机可执行部件。计算机可读存储介质还可以包括上文阐述的特征的一个或多个特征。
实际上，本发明旨在经由实时自动化来增加发酵、蒸馏和分离的效率。在操作中，本发明生成实时的、在线分离有效性数据，其为在先处理阶段变量提供控制目标。这些包括但不限于酵母施加、发酵温度和停留时间、离心机速度和维护方案、去乳化剂施加策略和配量、以及最终产品质量的分类。总的来说，本发明提供了用于控制干玉米碾磨过程的更好的方式，干玉米碾磨过程包括生产乙醇。
附图说明
附图包括图1至图7，其不一定按比例绘制，如下所示：
图1示出根据本发明的一些实施例的、例如具有用于实施信号处理功能的信号处理器或信号处理模块的装置的框图。
图2是可以形成本发明的一些实施例的一部分的玉米碾磨过程的一部分的框图，玉米碾磨过程例如用以生产乙醇。
图3是例如可以形成本发明的一些实施例的一部分的玉米碾磨过程的另一部分的框图。
图4是例如根据本发明的一些实施例的、可以形成图3中所示的分离步骤的一部分的离心机的示图。
图5A是例如根据本发明的一些实施例的、分离器/离心机入口数据处理流程图。
图5B是例如根据本发明的一些实施例的、分离器/离心机出口数据处理流程图。
图6是例如根据本发明的一些实施例的、蒸发器入口数据处理流程图。
图7是例如根据本发明的一些实施例的、发酵池数据处理流程图。
具体实施方式
图1：基本发明
作为示例，图1示出了装置10，例如，装置10具有根据本发明的用于实施信号处理功能的至少一个信号处理器或信号处理模块10a。在操作中，该至少一个信号处理器或信号处理模块10a至少可以被配置成：
接收包含与输出流的一个或多个成分的测量有关的信息的信令，输出流来自干玉米碾磨过程中的离心机，干玉米碾磨过程包括生产乙醇；以及
基于所接收到的信令，确定包含与干玉米碾磨过程的实时反馈控制有关的信息的对应的信令。
作为示例，与下文阐述的一致，输出流可以包括离心机20l(图4)的输出流20l2或20l3，离心机20l形成图2至图3中所示的干玉米碾磨过程的一部分。
至少一个信号处理器或信号处理模块10a可以被配置成，例如与本文阐述的一致，提供对应的信令，例如作为控制信令以提供或实施干玉米碾磨过程的实时反馈控制。作为示例，与本文阐述的一致，控制信令可以提供形成图2至图7中所示的干玉米碾磨过程的一部分的干玉米碾磨过程的实时反馈控制。
信号处理器或处理器模块10a的功能可以使用硬件、软件、固件或它们的组合来实施。在通常的软件实施方式中，处理器模块可以包括一个或多个基于微处理器的架构，所述基于微处理器的架构具有微处理器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出设备以及连接其的控制、数据和地址总线，例如，与图1中所示的一致，如参见元件10b。本领域技术人员将能够对这种基于微处理器的架构编程来执行和实施本文描述的这种信号处理功能，而无需过度的实验。本发明的范围不旨在限于使用现在已知的或在将来后续开发的任何这种基于微处理器的架构或技术的任何特定实施方式，或者对信号处理器进行编程以实施根据本发明的信号处理功能的任何特定方式。
作为示例，装置10还可以包括例如不形成基础发明的一部分的其它信号处理器电路或部件10b，例如包括输入/输出模块、一个或多个存储器模块、数据、地址和控制总线架构等。在操作中，至少一个信号处理器或信号处理模块10a可以与其它信号处理器电路或部件10b配合并且交换适当的数据、地址和控制信令，以便实施根据本发明的信号处理功能。作为示例，例如通过至少一个信号处理器或信号处理模块10a，信令可以由这样的输入模块来接收、沿着这样的数据总线被提供、并且被存储在这样的存储器模块中以用于后续处理。在这样的后续处理之后，例如通过至少一个信号处理器或信号处理模块10a，由任何这样的确定产生的所处理的信令可以被存储在这样的存储器模块中，从这样的存储器模块沿着这样的数据总线被提供给这样的输出模块，然后从这样的输出模块中被作为对应的信令提供。
本发明的范围不旨在限于使用现在已知的或在将来后续开发的技术的任何特定实施方式。本发明的范围旨在包括实施作为独立处理器、信号处理器或信号处理器模块的处理器10a的功能，以及分离的处理器或处理器模块以及它们的某一组合的功能。
作为示例，尤其是在结合本领域已知的内容阅读本专利申请之后，本领域技术人员无需过度实验而将理解和领会，例如，如何使用现在已知的或在将来后续开发的信号处理技术来实现适当的信令处理功能以接收包含与离心机20l(图4)的输出流20l2或20l3的一个或多个成分的测量有关的信息的信令。与本文描述的一致，信令可以包括适当的信令或者采取适当的信令的形式，所述适当的信令包含与离心机20l(图4)的输出流20l2或20l3的光学或化学探询有关的信息，其包含与输出流20l2或20l3的一个或多个成分的测量有关的信息。
作为进一步的示例，尤其是在结合本领域已知的内容阅读本专利申请之后，本领域技术人员无需过度实验而将理解和领会，例如，如何使用现在已知的或在将来后续开发的信号处理技术来实现适当的信令处理功能以基于所接收的信令做出一个或多个这样的确定。与本文描述的一致，信号处理确定可以包括实施图5A、图5B、图6和/或图7中示出的一个或多个步骤或者采取实施图5A、图5B、图6和/或图7中示出的一个或多个步骤的形式。
图2至图7：在干玉米碾磨过程中的测量、控制和自动化示例
作为示例，并且与图2至图7中所示的一致，本发明可以通过对干玉米碾磨的乙醇生产过程应用测量、控制和自动化来实施，以使乙醇和副产物的回收最大化。干玉米碾磨过程的乙醇生产过程被本文公开，并且可以包括干玉米碾磨过程和分离过程的测量、控制和自动化，例如与以下内容一致：
干玉米碾磨过程概要：
图2和图3示出形成一般被指示为20(图2)和30(图3)的干玉米碾磨过程的一部分的步骤。
1.谷物储存20a-在步骤20a中，玉米被储存用于碾磨。
2.玉米碾磨20b-在步骤20b中，玉米被研磨成粉末(“玉米粉”)。
3.烹煮和液化20c、20d、20e和20f-在步骤20c、20d、20e和20f中，干的被碾磨的玉米被准备以用于发酵。例如，玉米粉与水混合以形成“糊状物”，其中淀粉被转化成葡萄糖。氨可以被添加用于pH值的控制并且作为用于酵母的营养物。糊状物被烹煮以减少细菌，其被冷却并且被转移至发酵器。
4.发酵以产生乙醇(添加酵母)：在步骤20g中，酵母被添加并且糖被转化成乙醇和CO2，例如以便形成第一副产物。
a.第一副产物：发酵期间所产生的CO2被用于装瓶、干冰等。
b.发酵后的玉米碾磨的剩余物在步骤20h至20l中进一步被处理。
5.蒸馏20h：在步骤20h中，乙醇被分离以形成第一初级产物，以及剩下的是釜馏物。
a.第一初级产物：在步骤20h中，在蒸馏过程中，发酵过程期间所产生的乙醇从油性糖浆(釜馏物)中被分离出。在步骤20i和20j中，乙醇被处理(例如使用分子筛)、被变性以及然后被储存/运输至市场。
b.蒸馏后的玉米碾磨的剩余物是釜馏物(糖浆/油混合物)，釜馏物(糖浆/油混合物)在步骤20k至20l中进一步被处理。
6.釜馏物(糖浆/油混合物)在步骤20k中被处理通过蒸发、罐储存、过滤器到达在步骤20l中的分离器/离心机以分离组分。在蒸发后，釜馏物的油大约在3％至5％的范围内。
7.在蒸发后的釜馏物被提供至分离/离心过程20l之前，加工助剂(去乳化剂)可以被添加至蒸发后的釜馏物中以帮助水/油分离。分离器/离心机接收来自蒸发器的糖浆/油20l1，其经由分离/离心过程20l而被处理，以提供第二副产物形式的第一输出流20l2和第三副产物形式的第二输出流20l3。
a.第二副产物：玉米油和轻质、低密度固体从糖浆中被分离出并且被作为第一输出流20l2提供，其可以被用于制作：
i.生物柴油。
ii.饲料。
iii.玉米油。
b.第三副产物：具有更高密度固体(诸如溶解的有机物，如糖)的玉米糖浆被分离并且被作为第二输出流20l3提供，其可以用于制作：
i.用于饲料的酒糟(湿或干)。
输入/输出流探询技术
作为示例，一个或多个的输出流20l2和/或20l3可以被探询以便确定与其中的一个或多个输出流的一个或多个成分有关的信息。探询可以包括光学和/或化学探询，或者采取光学和/或化学探询的形式，例如通过使用如图4中所示的光学和/或化学探询设备21a和/或21b，例如相对于接收一个或多个的输出流20l2和/或20l3的管道/导管而被配置。(图4中的线/箭头被理解为表示具有在其中流动的一个或多个的输出流20l2和/或20l3的管道/导管。)
作为进一步的示例，诸如元件21a、21b的光学探询设备可以包括光学探头和光学传感器、或者采取光学探头和光学传感器的形式，光学探头提供光学探询信令，光学传感器接收穿过诸如流20l2和/或20l3的输出流所感测的光学探询信令、或者接收由诸如流20l2和/或20l3的输出流反射的所感测的光学探询信令，并且提供包含与输出流的一个或多个成分有关的光学探询信息的光学探询信令。光学探询技术可以包括或采取以下形式：使用近红外光谱技术、拉曼散射技术以及现在已知的或在将来后续开发的其它类型或种类的光学探询技术。
备选地，并且作为进一步的示例，诸如元件21a、21b的化学探询设备可以包括化学探针和化学传感器、或者采取化学探针和化学传感器的形式，化学探针接收化学探询样本，化学传感器处理化学探询样本以及提供包含与输出流的一个或多个成分有关的光学探询信息的化学探询信令。化学探询技术可以包括或采取以下形式：使用已知的化学探询技术来确定本文中阐述的一个或多个成分的存在，以及可以在将来后续开发的其它类型或种类的化学探询技术来确定本文中阐述的一个或多个成分的存在。
备选地，并且作为又一示例，本发明的范围旨在包括使用现在已知的或在将来后续开发的其它类型或种类的探询技术来确定本文中阐述的一个或多个成分的存在。
作为示例，类似于元件21a、21b的相似的探询设备可以相对于流入分离器20l的输入流20l1而被配置或被实施。
图5A和5B：分离过程的测量、控制和自动化：
例如根据本发明的一些实施例，图5A示出分离器/离心机入口数据处理流程图，其具有一般用步骤30a至30j表示为30的流程表。这些步骤可以包括以下内容：
步骤30a，用于接收来自分离器20l(图4)的分离器入口成分传感器的数据，分离器入口成分传感器例如类似于元件20a、20b相对于从蒸发器20k进入分离器20l的糖浆/油的输入流动流20l1而被配置；
步骤30b，用于确定油质量流量是高或是低；
如果油质量流量是高，则
步骤30c，用于确定含水量是否最佳；
步骤30d，如果含水量是最佳，不进行任何处理(即没有过程调整)；
步骤30e，如果含水量不是最佳(并且在需要时重复步骤30c)，用于调整到蒸发器20k的蒸汽；
备选地，如果油质量流量是低，则
步骤30f，用于确定含水量是否最佳；
步骤30g，如果含水量不是最佳，用于减少通过分离器20l的通过量，例如通过发送用于调整离心机流量水平或阀的控制信令；
步骤30h，如果含水量不是最佳，用于调节到蒸发器20k的蒸汽，例如通过发送用于调节蒸发器流量杠杆或阀门的控制信令；
步骤30i，如果含水量是最佳，用于增加通过分离器20l的通过量，例如通过发送用于调节离心机流量水平或阀的控制信令；以及
步骤30j，如果含水量是最佳，用于服从发酵器接受传感器回路。
流程表30还可以包括用于(例如基于感测到的信令)清洁和更换分离器内部构件以及日常维修程序的一部分的步骤32。
例如根据本发明的一些实施例，图5B是分离器/离心机出口数据处理流程图，其具有一般用步骤40a至40h表示为40的流程表。步骤可以包括以下内容：
步骤40a，用于从分离器20l(图4)的分离器出口成分传感器接收数据，分离器出口成分传感器例如可以包括元件20a、20b，元件20a、20b相对于由分离器20l提供的轻质玉米油和低密度固体的输出流20l2而被配置，或者相对于由分离器20l提供的重质玉米糖浆和更高密度固体的输出流20l3而被配置；
步骤40b，用于确定含油量是高或是低；
如果含油量是高，则
步骤40c，用于减少去乳化剂，例如通过发送用于调整去乳化剂流量阀的控制信令；
步骤40d，用于增加通过分离器20l的通过量，例如通过发送用于调整离心机流量水平或阀的控制信令；
备选地，如果含油量是低，则
步骤40e，用于增加提供给分离器20l的去乳化剂(并且在需要时重复步骤40b)；
步骤40f，用于减少通过分离器20l的通过量；
步骤40g，用于调整分离器20l上的ΔP；
步骤40h，用于清洁和更换分离器内部构件。
图5A和5B中的一个或多个步骤可以全部或部分地由图1中所示的信号处理器或信号处理模块10a和电路/部件10b来实施，例如包括提供控制信令。
图6：蒸发器过程的测量、控制和自动化
例如根据本发明的一些实施例，图6示出蒸发器入口数据处理流程图，其具有一般用步骤50a至50h表示为50的流程表。步骤可以包括以下内容：
步骤50a，用于接收来自蒸发器20k(图3)的蒸发器入口成分传感器的数据，蒸发器入口成分传感器例如类似于元件20a、20b但是相对于蒸发器20k的输入流动而被配置；
步骤50b，用于确定油质量流量是高或是低；
如果油质量流量是高，则
步骤50c，用于确定乙醇输出是高或是低；
步骤50d，用于在高质量流量以及非高或非低乙醇输出的情况下进行调整(并且在需要时重复步骤50c)；
步骤50e，用于在高质量流量以及高或低乙醇输出的情况下进行调整；
备选地，如果油质量流量是低，则
步骤50f，用于确定乙醇输出是高或是低；
步骤50g，用于在低油质量流量以及非高或非低乙醇输出的情况下进行调整；以及
步骤50h，用于在低油质量流量以及高或低乙醇输出的情况下进行调整。
图6中的一个或多个步骤可以全部或部分地由图1中所示的信号处理器或信号处理模块10a和电路/部件10b来实施，包括提供控制信令。
图7：发酵池过程的测量、控制和自动化
例如根据本发明的一些实施例，图7示出发酵池数据处理流程图，其具有一般用步骤60a至60g表示为60的流程表。步骤可以包括以下内容：
步骤60a，用于接收来自发酵池出口成分传感器(未示出)的数据；
步骤60b，用于确定乙醇产量是高或是低；
如果乙醇产量是高，则实施步骤60c以不进行任何处理；
备选地，如果乙醇产量是低，则
步骤60d，用于确定CO2输出与O2输入比率；
步骤60e，用于相对于所确定的比率进行调整(如果有的话)，包括不进行调整；以及
步骤60f，用于相对于所确定的比率增加或改变酵母。
图7中的一个或多个步骤可以全部或部分地由图1中所示的信号处理器或信号处理模块10a和电路/部件10b来实施。
过程测量、控制和自动化的示例
作为示例，并且与图5A、图5B、图6和图7中阐述的一致，整个过程的测量、控制和自动化可以包括实施一个或多个的以下内容：
1.含油量的测量：
作为示例，含油量的测量可以包括：
a.在蒸发后的釜馏物中的输入至旋风分离器的原料。
b.旋风分离器20l(图4)的轻油和低密度固体输出。
c.旋风分离器的去油的重质糖浆和高密度固体输出。
2.含水量的测量：
作为示例，含水量的测量可以包括：
a.在蒸发后的釜馏物中的输入至旋风分离器的原料。
b.旋风分离器的轻油和低密度固体输出。
c.旋风分离器的去油的重质糖浆和高密度固体输出。
3.固体含量的测量：
固体含量的测量可以包括：
a.在蒸发后的釜馏物中的输入至旋风分离器的原料。
b.旋风分离器的轻油和低密度固体输出。
c.旋风分离器的去油的重质糖浆和高密度固体输出。
4.糖含量的测量：
作为示例，糖含量的测量可以包括：
a.在发酵器的供给处。
b.在发酵器的排出处。
5.酒精含量的测量：
作为示例，酒精含量的测量可以包括：
a.在发酵阶段之间。
b.在发酵器的排出处。
6.空气(GVF)含量的测量：
作为示例，空气(GVF)含量的测量可以包括：
a.在蒸发后的釜馏物中的输入至旋风分离器的原料。
b.旋风分离器的轻油和低密度固体输出。
c.旋风分离器的去油的重质糖浆和高密度固体输出。
d.发酵过程的测量-控制气体含量以防止排气以及最大化二氧化碳的回收。
7.基于测量的控制：
作为示例，基于测量的控制可以包括一个或多个的以下调整：
a.基于观察到的性能来调整分离器的设置和/或清洁计划。
b.调整配料泵为过程供给去乳化剂化学成分的速度-当油纯度升高时，去乳化剂的配量将被减少，反之亦然。
c.调整加工液到分离器的供给速率。
d.调整发酵器的设置和/或清洁计划。
e.调整消泡剂和/或脱气化学成分到发酵器的配量以控制CO2的产生。
f.调整酵母的配量以优化CO2的产生和/或减少输出至蒸馏的测量到的糖。
g.基于阶段之间和在最后的发酵器的排出处的酒精含量的测量，来调整到发酵阶段的酵母、酶的添加量和空气添加量。
h.在引入发酵阶段之前调整酵母活化段(培育器)中空气的配量。
与本文阐述的一致，测量中的一个或多个测量可以被用来控制和自动化分离过程、以及控制和自动化被用来处理碾磨后的干玉米的、包括发酵过程/阶段的任何的其它过程或子过程。
本发明的范围
虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种改变并且可以用等同物替换其元件。另外，可以进行修改以使特定的情况或材料适于本发明的教导而不背离其基本范围。因此，旨在本发明不限于本文公开的特定实施例作为预期用于实施本发明的最佳模式。

Claims (26)

1.一种装置，包括：
信号处理器或信号处理模块，至少被配置成：
接收包含与输出流的一个或多个成分的测量有关的信息的信令，所述输出流来自干玉米碾磨过程中的离心机，所述干玉米碾磨过程包括产生乙醇；以及
基于所接收的信令，确定包含与所述干玉米碾磨过程的实时反馈控制有关的信息的对应的信令。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述信号处理器或信号处理模块被配置成提供所述对应的信令作为控制信令来提供所述干玉米碾磨过程的所述实时反馈控制。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述输出流的所述一个或多个成分选自以下组：
玉米油，
玉米糖浆，
一种或多种蛋白质，以及
剩余的酵母固体。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述输出流的所述一个或多个成分的所述测量选自以下组：
所述输出流中的玉米油的纯度，包括脂肪含量；
所述输出流中的糖浆的纯度，包括碳水化合物含量；
所述输出流中的蛋白质的量，所述蛋白质包括在动物食品中有用的蛋白质；
所述输出流中的水的量；以及
所述输出流中的剩余的酵母固体的量。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述输出流的所述一个或多个成分的所述测量是基于所述输出流的光学探询。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述输出流的所述光学探询包括处理相对于所述输出流所提供和所感测的光学信令。
7.根据权利要求5所述的装置，其中所述输出流的所述光学探询包括使用用于光学探询所述输出流的近红外光谱技术。
8.根据权利要求5所述的装置，其中所述输出流的所述光学探询包括使用用于光学探询所述输出流的拉曼光学散射技术。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置包括光学测量/探询设备，所述光学测量/探询设备被配置成提供光学探询信令、接收包含与所述输出流的所述一个或多个成分有关的信息的所感测的光学探询信令、以及提供所述信令，包括其中所述光学测量/探询设备包括光学探头。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述输出流的所述一个或多个成分的所述测量是基于所述输出流的化学探询。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述输出流的所述化学探询包括基于确定所述输出流的样本/部分的化学含量来处理所述输出流的所述部分。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述装置包括化学测量/探询设备，所述化学测量/探询设备被配置成接收包含所述输出流的所述一个或多个成分的所述输出流的所述样本/部分、处理所述样本/部分、以及提供包含与所述输出流的所述一个或多个成分有关的化学探询信息的所述信令。
13.根据权利要求1所述的装置，其中所述干玉米碾磨过程的所述实时反馈控制包括提供控制信号以调节所述干玉米碾磨过程的一个或多个参数，包括其中所述控制信号被用于控制所述离心机、诸如发酵过程的后端过程、或者控制两者。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述一个或多个参数包括以下的某一组合：
对所述干玉米碾磨过程中的一个或多个子过程的化学参数调整，包括对配给到所述离心机的去乳化剂的量或定时或位置的调整；或者
对所述干玉米碾磨过程中的一个或多个部件的杠杆参数调整，包括调整所述离心机中的控制杠杆或通过量杠杆；或者
对所述干玉米碾磨过程中的一个或多个部件的通过量参数调整，包括调整所述离心机中的通过量；或者
所述干玉米碾磨过程中的所述一个或多个部件中的流量参数调整，包括调整所述离心机的流量参数；或者
所述干玉米碾磨过程中的所述一个或多个部件中的周期时间的参数调整，包括改变所述离心机的所述周期时间；或者
所述干玉米碾磨过程中的所述一个或多个部件中的反冲参数调整，包括设置用于所述离心机的反冲周期；或者
所述干玉米碾磨过程中的所述一个或多个部件中的分流参数调整，包括将所述离心机的所述输出流的一部分分流至所述干玉米碾磨过程中的另一个部件。
15.根据权利要求1所述的装置，其中所述离心机被配置成接收包含糖浆/油的输入流、以及提供副产物流，所述副产物流包含具有玉米油和轻质低密度固体的所述一个或多个成分。
16.根据权利要求15所述的装置，其中所述离心机被配置成接收所述输入流以及提供第二副产物流，所述第二副产物流包含具有玉米糖浆和更高密度固体的所述一个或多个成分。
17.根据权利要求8所述的装置，其中所述拉曼光学散射技术包括：将所述输出流中的所感测的光学散射信令与存储在光学散射数据库中的特征光学散射信令进行比较；以及基于所述比较来确定所述输出流中的玉米油的纯度。
18.根据权利要求13所述的装置，其中所述干玉米碾磨过程的所述实时反馈控制包括感测玉米油获取的期望水平、以及提供所述控制信号，所述控制信号将玉米油的一部分从所述输出流分流至所述干玉米碾磨过程中的蒸馏过程，以用于产生加入动物饲料中以增加其脂肪含量的干酒糟(DDGs)。
19.根据权利要求13所述的装置，其中所述干玉米碾磨过程的所述实时反馈控制包括：控制由所述离心机提供的玉米油和玉米糖浆的分离；以及确定是否将所述玉米油或所述玉米糖浆馈送回所述离心机以用于进一步提纯、或者需要所述玉米油、或者将所述玉米油的某一部分发送至所述干玉米碾磨过程的后端过程。
20.一种方法，包括：
在信号处理器或信号处理模块中接收包含与输出流的一个或多个成分的测量有关的信息的信令，所述输出流来自干玉米碾磨过程中的离心机，所述干玉米碾磨过程包括产生乙醇；以及
在所述信号处理器或信号处理模块中基于所接收的信令，确定包含与所述干玉米碾磨过程的实时反馈控制有关的信息的对应的信令。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述方法还包括：从所述信号处理器或信号处理模块提供所述对应的信令作为控制信令来提供所述干玉米碾磨过程的所述实时反馈控制。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述输出流的所述一个或多个成分选自以下组：
玉米油，
玉米糖浆，
一种或多种蛋白质，以及
剩余的酵母固体。
23.根据权利要求20所述的方法，其中所述输出流的所述一个或多个成分的所述测量选自以下组：
所述输出流中的玉米油的纯度，包括脂肪含量；
所述输出流中的糖浆的纯度，包括碳水化合物含量；
所述输出流中的蛋白质的量，所述蛋白质包括在动物食品中有用的蛋白质；
所述输出流中的水的量；以及
所述输出流中的剩余的酵母固体的量。
24.根据权利要求20所述的方法，其中所述输出流的所述一个或多个成分的所述测量是基于所述输出流的光学探询。
25.一种装置，包括：
用于在信号处理器或信号处理模块中接收信令的组件，所述信令包含与在干玉米碾磨过程中来自离心机的输出流的一个或多个成分的测量有关的信息，所述干玉米碾磨过程包括产生乙醇；以及
用于基于所接收的信令在所述信号处理器或信号处理模块中确定对应的信令的组件，所述对应的信令包含与所述干玉米碾磨过程的实时反馈控制有关的信息。
26.根据权利要求25所述的装置，其中所述装置还包括：用于提供所述对应的信令作为控制信令来提供所述干玉米碾磨过程的实时反馈控制的组件。
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