CN102154092B - 转盘式多功能厌氧反应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明专利公开了一种转盘式多功能厌氧反应装置，属于生物技术领域。技术方案包括保温外壳(2)、旋转圆盘(6)、小型反应器(10)和变频电机(11)，其特征在于旋转圆盘(6)安装在反应装置的主轴(13)上，随着旋转圆盘(6)缓慢地旋转，发酵物料在反应器中混合均匀，充分与厌氧微生物接触，提高了降解率；保温外壳(2)为双层结构，具有良好的保温效果；加热元件(8)和变频电机(11)通过控制仪表(3)进行控制，可根据需要准确调节反应装置内圆盘的转速、转动时间及反应温度，有利于精确控制厌氧消化过程，提高产气量和消化率。本装置有效解决了摇床等控制不精、混合不均、可靠性差等问题，适于各种发酵物料，可同时进行大批量试验。

Description

转盘式多功能厌氧反应装置
技术领域
本发明专利属于生物技术领域，是一种转盘式多功能厌氧反应装置，具体是应用在厌氧消化领域的实验装置，用以精确控制厌氧消化环境条件，使测试结果更加准确可靠；批量化试验，大幅减少试验次数，提高效率；在以制气等为目的的厌氧消化中，可以准确计量气体体积，提高精确度。
背景技术
传统的厌氧发酵试验用反应器一般为摇床或者水浴锅等反应装置，主要存在以下问题：摇床能够增进物料与厌氧微生物的接触，在一定程度上提高物料的消化率，但摇床上反应器内物料仍会由于密度不同出现分层现象，无法实现物料的完全混合，同时在该类反应器不能在反应过程中实时测定气体的产生量；水浴锅等反应装置可以使反应器处于一个恒温环境，并可用排水法测定产生气体的体积，但是由于气体中含可溶成分且反应器内压力变化较大，容易导致测量结果不准确，同时由于反应器在水浴锅中处于静止状态，物料无法混合均匀，不利于物料的降解和消化；在进行批量试验时，尽管可以将每个批次或同一批次的不同反应器条件设置成同一状态，但由于设备误差等原因，各个试验组之间的差异较大，试验结果可靠性差。
发明内容
本发明的目的是针对目前厌氧反应装置存在的控制条件不精确、物料混合不均匀、测量结果可靠性差等问题，通过在一个反应装置内实现大批量小型反应器同时运行，大幅减少试验次数，提高效率；精确控制厌氧消化过程所需的适宜温度、混合均匀度等条件，增加测试结果的可靠性；在制气等厌氧消化反应中，通过控制小型反应器的压力恒定，提高测试结果的准确度。
为达到这一目的所采取的技术方案如下：一种转盘式多功能微生物反应装置，其特征在于：反应装置箱体内部采用旋转圆盘式反应器支架，可进行批量试验；反应装置箱体带保温，内部均布加热元件，动力由变频电机提供，可以通过控制仪表实现温度、圆盘转速、定时长度等条件的精确控制；小型反应器放置在圆盘内部压力恒定，可精确测量气体体积；圆盘为多种规格，根据实际试验需要可进行更换。
上述的转盘式多功能厌氧反应装置中，采用双圆盘结构，圆盘之间采用套筒或者螺栓固定，以保证两个圆盘同步旋转。
上述的转盘式多功能厌氧反应装置中，小型反应器水平放置于圆盘支架上，均匀布置，其内部压力恒定，并随着圆盘一起旋转，当转速很慢时小型反应器之间可认为是无差别反应。
上述的转盘式多功能厌氧反应装置中，圆盘有多种规格，其直径、与反应器连接的方式等根据试验需要而不同，当试验改变时，仅需更换圆盘。
上述的转盘式多功能厌氧反应装置中，电机为变频电机并由控制仪表控制，可以根据实际需要对圆盘的转速进行调节，并能实现定时停止或者转动，以满足发酵对反应条件的要求。
上述的转盘式多功能厌氧反应装置中，温度由控制仪表监控，加热元件为分别控制，根据试验各个阶段不同可以同时或者不同时开启，例如反应启动阶段，可同时开启所有加热元件，提高温升速率，缩短启动时间；在正常反应阶段，可开启部分加热元件，既节省电能消耗，又可延长加热元件的使用寿命。
上述的转盘式多功能厌氧反应装置中，圆盘在转动过程中，带动气流流动，保证装置内各处温度相同；同时在反应装置底部配有小功率风机，可根据需要不定时开启，加速反应装置中空气流动，使温度分布均匀。
本发明转盘式多功能厌氧反应装置具有以下优点：
转盘上可同时放置多个小型反应器，因此可同步开展多项不同试验或进行数量巨大的试验，大大降低试验次数，提高效率；反应装置可以精确控制温度、物料混合均匀度等条件，提高试验的可靠性；在制气等厌氧反应中，能够保证反应器压力恒定，测量结果准确；配有多种规格的旋转圆盘，可以根据需要更换，实现了多功能，节省了箱体制造、仪表配置等开支。
整体而言，本发明结构简单、加工方便，试验周期短、效率高，发酵物混合精良、测量准确，工作性能可靠，可适应于各种厌氧消化反应试验，可同时进行大批量试验研究，应用前景广泛，社会经济效益明显。
附图说明：
图1为转盘式多功能厌氧反应装置主视图；
图2为转盘式多功能厌氧反应装置右剖视图。
具体实施方式：
如图1、图2所示：
1为风机，2为保温外壳，3为控制仪表，4为观察窗，5为保温层，6为旋转圆盘，7为固定螺栓，8为加热元件，9为支架，10为小型反应器，11为变频电机，12为传动机构，13为主轴。
下面结合附图1-图2对本发明的实施例进行描述：
如图1、图2所示，变频电机11安装在转盘式多功能厌氧反应装置顶部，动力通过传动机构12传递给主轴13，旋转圆盘6安装在主轴13上，发酵物料放置于圆盘6上的微型反应器10内，在电机11的作用下，小型反应器10随着圆盘6一起转动。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种转盘式多功能厌氧反应装置，包括保温外壳(2)、控制仪表(3)、旋转圆盘(6)、加热元件(8)和变频电机(11)，其特征在于：旋转圆盘(6)上布置有中心对称的若干连接孔，小型反应器(10)水平放置在旋转圆盘(6)上的连接孔内；旋转圆盘(6)与主轴(13)为装配连接状态；主轴(13)与支架(9)为轴承连接；小型反应器(10)与旋转圆盘(6)由于摩擦力处于相对静止状态。
2.根据权利要求1所述的转盘式多功能厌氧反应装置，其特征在于动力由变频电机(11)提供，并通过传动机构(12)传递给主轴(13)，主轴(13)与旋转圆盘(6)固定连接；电机由控制仪表控制，可以对主轴转速进行调节，并能实现定时停止或者转动。
3.根据权利要求1所述的转盘式多功能厌氧反应装置，其特征在于旋转圆盘(6)为双圆盘结构，两个旋转圆盘之间采用套筒或者螺栓(7)固定，以保证两个旋转圆盘同步旋转。
4.根据权利要求1所述的转盘式多功能厌氧反应装置，其特征在于温度由控制仪表(3)监控，加热元件(8)为分别控制，根据试验各个阶段不同可以同时或者不同时开启。
5.根据权利要求4所述的转盘式多功能厌氧反应装置，其特征在于旋转圆盘(6)在转动过程中，带动气流流动，保证装置内各处温度相同；同时在反应装置底部配有小功率风机(1)，可不定时开启，加速反应装置中空气流动，使温度分布均匀。
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