同时球磨预处理与微生物发酵的卧式恒温厌氧生物反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种同时球磨预处理与微生物发酵的卧式恒温厌氧生物反应器，为克服传统厌氧发酵因预处理与发酵过程分离导致的原料预处理耗时长/成本高、高浓度物料转化效率低等问题，其包括螺旋进料系统、球磨发酵系统、自动控制系统、机架和底座。物料由螺旋输送器输送至球磨发酵罐内，罐体转动带动粉碎球由高处坠落撞击物料实现粉碎预处理，同时罐内微生物对物料进行降解，发酵物料在罐体轴向推力作用下通过粉碎球阻隔网进入出料端。气动密封插板阀保证进料/取料时发酵罐内的厌氧条件，恒温水循环系统对罐体进行加热和保温，自动控制系统实时监测并调控罐内温度、pH和ORP，保证最适发酵条件，实现生物质原料的连续同时球磨预处理与恒温厌氧发酵。理与恒温厌氧发酵。

【技术实现步骤摘要】
同时球磨预处理与微生物发酵的卧式恒温厌氧生物反应器


[0001]本专利技术属于固体生物质预处理与厌氧发酵
，具体涉及一种同时球磨预处理与微生物发酵的卧式恒温厌氧生物反应器。

技术介绍

[0002]预处理可以改变原料的物理结构，增加微生物/酶与发酵基质的接触面积，增加可及度，从而提高微生物酶解效率、原料利用率和发酵产物得率。球磨预处理可使木质纤维素的结构松散，微纤中及微纤间晶区中存在的分子间氢键断裂。因此，通过球磨预处理技术，可使微生物的酶解速率和原料利用率都得到提高。微生物发酵反应器广泛应用于食品、化工等行业，主要起培养微生物对原料进行发酵的作用，然而大多数微生物生长条件苛刻，对发酵环境要求严格，例如需要严格的厌氧环境、需要保持恒定温度、适宜的pH等。
[0003]但是，传统微生物发酵反应器因预处理与发酵过程分离导致的原料预处理耗时长/成本高、高浓度物料转化效率低等问题。因此，将球磨装置与厌氧发酵罐相结合，专利技术一种同时对原料进行预处理且能在微生物适宜生长条件下进行连续恒温发酵的厌氧生物反应器至关重要。/>
技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同时球磨预处理与微生物发酵的卧式恒温厌氧生物反应器，其特征在于：包括螺旋进料系统（A）、球磨发酵系统（B）、自动控制系统（C）、机架（D）和底座（E）；所述的螺旋进料系统（A）和球磨发酵系统（B）由机架（D）支承，机架（D）为中空结构件，底座（E）为平板结构件，机架（D）通过装卸螺钉固定在底座（E）上；自动控制系统（C）分别与螺旋进料系统（A）和球磨发酵系统（B）相连接；所述的螺旋进料系统（A）包括绞龙螺旋输料机（1）、气动密封插板阀（2）、左端支座（3）和中端支座（4）；绞龙螺旋输料机（1）由左端支座（3）和中端支座（4）共同支承，气动密封插板阀（2）设置于绞龙螺旋输料机（1）外侧，气动密封插板阀（2）的插板尺寸与绞龙式螺旋进料机进料管槽（11）上密封板夹（12）的尺寸相同，且位于平行于底座（E）的同一平面内，进料电机与绞龙螺旋输料机绞龙轴（7）一端相连接；所述的绞龙螺旋输料机（1）为圆筒形焊接件，包括进料管槽（11）、密封板夹（12）、输料管槽（6）、绞龙轴（7）、螺旋送料叶片（8）、菱形座（13）、六角螺栓（9）和带座滚子轴承（14），进料管槽（11）焊合在输料管槽（6）圆筒外壳表面，进料管槽（11）顶部外边缘设有密封板夹（12），密封板夹（12）与插板（15）配合使用，且插板（15）的尺寸与进料管槽（11）上密封板夹（12）的尺寸相同，且位于平行于底座的同一平面内；输料管槽（6）圆形筒体与进料管槽（11）相焊合部分设有相应大小的通孔，输料管槽（6）圆形筒体一端设有端盖，该端盖与输料管槽（11）圆形筒体连为一体，端盖上安装有菱形座（13）和带座滚子轴承（14），带座滚子轴承（14）通过六角螺栓（9）固定于菱形座（13）上，进而固定在端盖上，输料管槽（6）圆形筒体另一端过盈配合插入中端支座（5）圆形通孔凹槽；绞龙轴（7）一端通过密封装置（10）与端盖上的带座滚子轴承（14）组成过盈配合，一端贯穿输料管槽（6）圆形筒体延伸至双层球磨发酵罐罐体（16）端盖处；螺旋送料叶片（8）固定焊接在绞龙轴（7）上，其横向长度与绞龙轴（7）长度相同；所述的绞龙螺旋输料机（1）由左端支座（3）和中端支座（4）共同支承，左端支座（3）为半圆形固定支架和平板支架铸件，通过紧定螺丝（5）固定在输料管槽（6）上，半圆形固定支架的内圆半径等于输料管槽（6）的外圆半径，平板支架固定在固定底座（E）上，用于支承绞龙螺旋输料机（1）进料部位，绞龙螺旋输料机（1）的管槽的中心轴线与双层球磨发酵罐罐体（20）的给料端的圆柱筒的中心轴线在一条直线上；中端支座（4）为圆形固定支架和平板支架焊铸件，圆形固定支架通孔两端设有凹槽，绞龙螺旋输料机（1）的圆形筒体过盈配合插入一端凹槽，双层球磨发酵罐外层罐体（25）端盖上的中空轴通过深沟球轴承（19）和密封装置（10）过盈配合插入另一端凹槽，平板支架固定在固定底座（E）上，用于支承绞龙螺旋输料机（1）；所述的带座滚子轴承（14）通过六角螺栓（9）固定于菱形座（13）上，进而固定在输料管槽（6）圆形筒体端盖上，其包括外圈、内圈、滚动体、保持架、密封、润滑油，菱形座（13）通过六角螺栓（9）固定于带座滚子轴承（14）与端盖中间部位，且与密封装置（10）组成过盈配合；所述的气动密封插板阀（2）包括插板（15）、连接器（16）、气缸（17）和辅助支撑架（18），插板（15）为铸铁材质，其一端通过六角螺栓和六角螺母固定在连接器（16）上，连接器（16）一端与插板（15）相连接，另一端与气缸装置相连接，所述气缸装置中气缸（17）通过紧定螺钉固定于气缸座上，气缸座由数个气缸支撑架进行支撑，由数个辅助支撑架（18）进行辅助支撑，每个气缸支撑架由2个辅助支撑架（18）进行辅助。
2.根据权利要求1所述的一种同时球磨预处理与微生物发酵的卧式恒温厌氧生物反应器，其特征在于：球磨发酵系统（B）包括双层球磨发酵罐罐体（20）、齿轮传动带（21）、齿轮传动装置（24）、深沟球轴承（19），双层球磨发酵罐罐体（20）为圆筒形焊接件，其罐体一端为圆形筒体、端盖和中空轴的焊接件，另一端为端盖、深沟球轴承（19）和实心轴的焊接件；罐体通过两端端盖上的中空轴分别支承在中端支座（4）和右端支座（22）上，罐体靠近进料系统一端的中空轴穿过深沟球轴承（19）过盈配合插入中端支座（4）凹槽，凹槽与中空轴中间部位安装有密封装置（10），通过密封装置（10）组成过盈配合，以保证装置运行时的气密性；深沟球轴承（19）在六角螺栓（9）的紧固作用下固定在菱形座（13）上；罐体靠近集气装置一端的焊接件中安装有键（36）和轴肩（35），在键（36）和轴肩（35）的作用下深沟球轴承（19）稳定固定在端盖上；右端支座（22）为圆形结构和平板支架的铸件，六角螺栓（9）通过菱形座（13）、深沟球轴承（19）和右端支座（22）上的通孔将深沟球轴承（19）与菱形座（13）和右端支座（22）紧固连接，端盖、深沟球轴承（19）和实心轴的焊接件穿过右端支座（22）的圆形通孔，通过紧定螺丝（5）固定在右端支架（22）圆形结构件上，集气管（34）贯穿于整个端盖、深沟球轴承（19）和实心轴的焊接件，其一端延伸至双层球磨发酵罐罐体（...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大伟，付晶晶，王步青，刘大欣，王刚，吴宝广，刘玉萍，杨健，赵娉婷，周子杰，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：