[实用新型]滚筒式纤维素固态发酵乙醇反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于发酵设备技术领域，具体涉及纤维素固态发酵乙醇反应器。

背景技术

 纤维素固态发酵乙醇是指在很少自由水存在下，在有一定湿度的水不溶性固体基质中，通过酶解和糖化发酵的过程。传统的发酵反应器是由主轴带动搅拌桨来混合物料，但是在纤维素固态发酵过程中，纤维素在酶解和发酵时较为粘稠，发酵物是固态的，所以不易搅拌均匀，这样会导致发酵过程中热量传导不均匀，不利于发酵过程中物料温度的测量和控制，也不利于物料的充分发酵，导致发酵不彻底，所以发酵效率很低，发酵周期长，且在发酵后期，纤维素酶、 酵母及营养液没有全部用完就和废渣一起倒掉了，这样浪费了资源也增加了生产成本。

发明内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术缺陷而提供一种滚筒式纤维素固态发酵乙醇反应器，能充分搅拌物料，使发酵充分，提高发酵效率。

本实用新型通过以下技术方案实现上述目的：包括外罐体和空套在外罐体内腔中的内罐体，内罐体和外罐体顶部开口处设有密封门，旋转主轴从内罐体和外罐体的底部伸入内罐体内腔中，在内罐体内腔中的旋转主轴上固接多个三角形桨叶，旋转主轴固接内罐体且通过位于外罐体底部的密封的轴承装置与外罐体相接；旋转主轴是中空管状，在内罐体内腔中的旋转主轴上开有多个通气孔；在外罐体外部的旋转主轴上固定套接齿轮盘，齿轮盘连接电机的输出轴；内罐体内腔通过管道连接位于外罐体外部的渗透膜分离装置的输入口，渗透膜分离装置的输出口通过管道连接旋转主轴且与旋转主轴相通。

本实用新型通过内罐体的转动，发酵罐中的物料利用自重和固定的搅拌桨叶实现发酵物料的充分搅拌，从而提高发酵效率。主轴上有孔便于将酵母和营养液喷淋到内罐体，可以在补充纤维素酶、酵母和营养液时做到无菌操作，杜绝污染。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中：1内罐体；2外罐体；3进料口和废渣出口；4旋转主轴；5三角形桨叶；6通气孔；7轴承装置，8电机；9齿轮盘；10渗透膜分离装置；11管道；12密封门；13检测仪表。 

具体实施方式

参见图1，本实用新型包括发酵内罐体1和外罐体2，内罐体1空套在外罐体2内腔中，将内罐体1和外罐体2水平放置，为卧式滚筒结构。内罐体1和外罐体2之间为空心夹层，可以通入蒸汽和水，间接进行物料的加热和冷却。内罐体1和外罐体2顶部开口用密封门12密封，在密封门12上设置检测仪表13，检测仪表13为压力传感器、温度传感器等。在内罐体1与外罐体2的顶部开有进料口和废渣出口3。旋转主轴4从内罐体1和外罐体2的底部伸入内罐体1内腔中。在内罐体1内腔中，在旋转主轴4上固定焊接多个三角形桨叶5。旋转主轴4是中空管体形状。在内罐体1内腔中，在旋转主轴4上开有多个通气孔6，通气孔6用于纤维素酶、酵母和营养液的喷淋补充。将旋转主轴4焊接在内罐体1上，并且旋转主轴4通过位于外罐体2底部的密封的轴承装置7与外罐体2相接，这样，就使旋转主轴4和内罐体1同时旋转而外罐体2不旋转。

在外罐体2外部的旋转主轴4上固定套接齿轮盘9，齿轮盘9连接电机8的输出轴。内罐体1内腔通过管道11连接位于外罐体2外部的渗透膜分离装置10的输入口，使内罐体1内腔与渗透膜分离装置10相通，渗透膜分离装置10用于分离乙醇和回收纤维素酶、酵母及营养液。渗透膜分离装置10的输出口通过管道11连接旋转主轴4，并且与旋转主轴4中空管体相通。在内罐体1连接磁力塞，用于控制渗透膜分离装置10的开通与闭合。渗透膜分离装置10另外的一个输出口用以连接外部的乙醇收集器。

本实用新型使用时，先打开密封门12，投入纤维素固态发酵基质，电机8开始转动，通过齿轮盘9带动旋转主轴4和内罐体1同时转动，物料在内罐体1的转动下利用自身的自重和固定的三角形桨叶5进行搅拌，均匀混合。在搅拌过程中，通过中空管体的旋转主轴4通入纤维素酶、酵母和营养液，对物料进行喷淋，纤维素物料进行同步糖化发酵。通过密封门12上的检测仪表13对发酵过程中的参数进行测量，利用管道11通入蒸汽或冷却水对内罐体1中的物料进行温度调节。纤维素酶解发酵时，可以通过向内、外罐体1、2之间的夹层通入蒸汽对物料进行温度补偿，也可以通入冷却水对物料进行降温。发酵后期通过渗透膜分离装置10分离出乙醇和纤维素酶、酵母及营养液，将纤维素酶、酵母及营养液通过管道11和中空管体的旋转主轴4再次重新输送到内罐体1中，循环使用，这样不仅充分的利用了资源而且还减少对环境的污染，节约成本，提高生产效率。