[实用新型]秸秆固态发酵酒精反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用秸秆为原料固态发酵生产酒精的生物反应器。

背景技术

中国是农业生产大国，每年各类农作物的废弃物秸秆近6亿吨，资源丰富、价格低廉。对于纤维素物质进行转化的过程有两种途径，即液态发酵和固态发酵，但由于液态发酵生产酒精存在不易克服的环境污染问题，近年来固态发酵越来越多的得到人们的关注。固态生物反应器是是为特定的细胞或酶提供适宜的生长环境或进行特定生化反应的设备。其形式有六类：盘式，填充床式，转鼓式，摇摆式，搅拌容器式，气—固流化床式反应器，也有利用发酵池进行生产的报道。目前实际应用的填充床式，转鼓式，摇摆式，搅拌容器式，气—固流化床式固态发酵反应器虽然能有效的保持无菌环境和进行复杂的控制，但这几类反应器普遍存在生产容积小，设备造价高，运动部件易磨损的缺点，尤其因为其实际产量低，对于产品价值低的发酵过程不能用它们获得满意的经济效益。现有的大型盘式反应器以及发酵池生产，虽然可以一次处理很多的发酵物质，但由于其设计粗犷，发酵参数不易控制，且发酵物质与空气直接接触，灭杂菌困难。另外一个问题是盘式反应器以及发酵池生产的进料和出料需要人工的参与，进出料占用工时长，操作困难，并不适应大规模高效工业化生产的要求。

发明内容

本发明的目的是要提供一种秸秆固态发酵酒精反应器，并使其适应和满足利用秸秆固态发酵规模化生产酒精的特殊要求。

为了达到本实用新型的目的所采取的技术方案包括罐体16、罐盖7，其特征在于，在罐体16的上方设有可移动臂9，在该可移动臂9上安装有匀料器10、酵母接种喷头8和水喷头11，在罐体16内装有提篮12；在罐体16上可设通蒸汽孔19、无菌空气孔18和酒精回收孔17，在罐盖7上设酒精回收孔6。

上述的秸秆固态发酵酒精反应器，其特征在于，在罐盖7的上方设有提升装置2。

上述的秸秆固态发酵酒精反应器，其特征在于，在罐盖7上设有控制器3、气体成分检测元件4和温度检测元件5。

上述的秸秆固态发酵酒精反应器，其特征在于，在罐体16和罐盖7之间设有垫圈和压紧装置13。

上述的秸秆固态发酵酒精反应器，其特征在于，酵母接种喷头8和水喷头11有几个，周向均匀分布于匀料器10的侧上方。

具备以上结构特征的固态发酵反应器所具有的优点如下：

由于本实用新型采用了提篮式结构，并配有提升装置2，实现了方便快速的进出料操作，大大缩短了生产周期；匀料器10以及酵母接种喷头8和水喷头11的配合设置，使得基料与酵母等添加物能较好地混合；由于可移动臂9的设置，匀料器可移出罐体外，从而保证了罐体的有效发酵空间，有利于实现反应器的大型化；控制器3、气体成分检测元件4和温度检测元件5的设置保证了反应过程的良好控制，使得本装置操作更加方便；通蒸汽孔19、无菌空气孔18和酒精回收孔17的配置，实现了酒精馏取和废料灭活工作，使得生产工艺合为一体，提高了生产效率并降低了生产成本。所以，本实用新型集罐体灭菌、废料灭活、产物酒精的粗提取为一体，具有结构设计合理，发酵容量大，操作简单方便，生产效率高等优点。

附图说明

图1为本实用新型秸秆固态发酵酒精反应器的结构示意图；

图1为本实用新型秸秆固态发酵酒精反应器的工作状态示意图。

具体实施方案

下面结合附图对本实用新型的实施例进行描述。

如图1所示，1为支架，其上设有提升装置2和可移动臂9，可移动臂9上设有匀料器10、酵母接种喷头8和水喷头11，3为控制器，4为气体成分检测元件，5为温度检测元件，6和17均为酒精回收孔，7为罐盖，12为提篮，13为垫圈和压紧装置，14为保温层，15为提篮支撑，16为罐体，18为无菌空气孔，19为通蒸汽孔。

可提升的罐盖7和固定的罐体16构成反应器的主体结构；反应器顶部的提升装置2，用于提升罐盖或提篮到一定高度，以便进料和出料；匀料器10固定于可移动臂9上，进料时处于罐体上方，发酵过程中移出，用于实现酶曲，秸秆粉的混匀，并均匀分布于反应器提篮内；酵母喷洒式接种以及基料水分调整通过酵母接种喷头8及水喷头11在布料的同时完成；罐盖上的气体成分检测元件4(监测气相CO₂和酒精成分)和温度检测元件5，并通过辅助的控制系统(图中3)对固态发酵过程进行控制；酒精回收孔6用于回收馏得酒精；罐盖与罐体间的良好密封通过垫圈和压紧装置13实现；提篮12用于承载基料，其外壁为金属网状材料，它与反应器内壁之间有间隙，以利通风透气，在发酵完成并通蒸汽进行酒精提取和废料灭活后，可通过提升装置将废料取出，以利生产连续进行；罐体底部的提篮支撑15可使提篮保持稳定；篮式结构与反应器内壁存在一定间隙，以利通风；反应器底部的通无菌空气孔18完成通风、加湿、调节曲温的工作；通蒸汽孔19完成酒精馏取和废料灭活工作；馏出的酒精母液可由酒精回收孔17直接进入酒精蒸馏塔中进行精馏。