[发明专利]一种生物质连续发酵系统

说明书

本发明公开了一种生物质连续发酵系统，尤其是以农业秸秆为碳源的厌氧连续发酵系统。其技术法案在于生物质及培养基在储料罐内配置完毕，通过固液比可控的无轴螺旋送料装置送入，厌氧发酵罐内发酵。厌氧发酵罐为柔性结构，受外力挤压实现物料混合，由于生物质为颗粒状态，为提高发酵效率，在发酵中间生物质被送入研磨装置，研磨后重新进入发酵罐，发酵结束，大部分剩余物会被挤压出罐体，少部分留在罐底，作为种子，新的基质会被送料器送入罐内，实现了高效连续的生物质发酵。

技术领域

本发明提出一种生物质连续发酵系统，尤其是以农业秸秆为碳源的厌氧连续发酵系统，属于生物过程工程设备领域。

背景技术

以秸秆类生物质为碳源的设备，进行发酵，由于受到秸秆颗粒状态的影响只能进行非连续批次发酵，发酵底物和剩余物进出不能实现自动化，发酵过程代谢产物不能原位分离，产生拮抗作用。由于上述原因限制生物质的生物利用，本发明将实现生物质的连续，高效和低能耗的发酵，为以秸秆为碳源的生物质的生物技术开发提供设备方面的解决方案。

发明内容

为解决生物质连续发酵所需设备技术方面的不足，本发明的技术方案是提出一种生物质连续发酵系统及相关设备设计，尤其是以农业秸秆为碳源的厌氧连续发酵系统，其实质特征是生物质及培养基在储料罐内配置完毕，通过固液比可控的无轴螺旋送料装置送入，厌氧发酵罐内发酵。厌氧发酵罐为柔性结构，受外力挤压实现物料混合，由于生物质为颗粒状态，为提高发酵效率，在发酵过程中间生物质被送入研磨装置，研磨后重新进入发酵罐，发酵结束，大部分剩余物会被挤压出罐体，少部分留在罐底，作为种子，新的基质会被送料器送入罐内，实现了高效连续的生物质发酵。

按照技术方案提供的一种生物质连续发酵系统，由储料罐，送料器和发酵罐系组成在控制系统控制下，实现连续发酵过程，其实质性特点是所述生物质及培养基在储料罐内配置完毕，通过固液比比可控的无轴螺旋送料装置送入，厌氧发酵罐内发酵。厌氧发酵罐为柔性结构，受外力挤压实现物料混合，由于生物质为颗粒状态，为提高发酵效率，在发酵过程中间生物质被送入研磨装置，研磨后重新进入发酵罐，发酵结束，大部分剩余物会被挤压出罐体，少部分留在罐底，作为种子，新的基质会被送料器送入罐内，实现了高效连续的生物质发酵。

按照技术方案提供的一种生物质连续发酵系统，其实质性特点是所述发酵罐罐体为球体结构，由柔性材料制成，具有顶部进料口和中上部出料口两个接口，进料口上部向上依次具有气动截止阀，往复式研磨器，球形三通，气动截止阀，接送料器进料口，出料口依次接通气动截止阀，球形三通，发酵罐罐体下半部分由半球形螺旋管状结构支撑，螺旋管有入口和出口，通过介质温度控制，调节罐体温度，半球螺旋状结构之间增强结构固定并与悬挂装置固定连接，悬挂装置再通过弹簧与罐体固定支架连接，重力计替代一组弹簧实现罐体重量控制。

按照技术方案提供的一种生物质连续发酵系统，其实质性特点是所述储料罐为椭球结构，为生物质和培养基预处理设备，能够满足发酵前的全部条件要求，生物质废碎成3~8毫米颗粒，通过固体注入口，注入储料罐，培养基通过液体注入口注入储料罐，液体培养基和生物质的重量配比为15:1，浸泡后培养基祛除生物质内部氧气，氧化还原点位，pH值控制在微生物生长所需条件，为实现上述条件，还需要注液口，注气口，排气口，排渣口。

按照技术方案提供的一种生物质连续发酵系统，其实质性特点是所述送料器为无轴螺旋结构，送料器中间部分为一定螺距的类弹簧的螺旋结构，送料螺旋叶片固定在螺旋结构上，无轴螺旋与具有摩擦条的送料管接触，送料管由可调节高度结构支撑，无轴螺旋送料器进料口深入储料罐，无轴螺旋送料器出料口连接发酵罐进料口，无轴送料器末端与驱动电机轴连接，通过调节驱动电机转速和送料管高度实现生物质与培养基比例可控。

按照技术方案提供的一种生物质连续发酵系统，其实质性特点是所述罐体挤压变形机构固定端固定在螺旋结构上，挤压机构运动端收到控制信号，协同动作挤压柔性罐体实现罐体内物料混合。