CN217025968U - 一种生物质基高效碳源生产联合设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于生物基碳源生产设备技术领域，具体为一种生物质基高效碳源生产联合设备，包括酶解罐和发酵罐，酶解罐包括酶解罐体、转动柱和搅拌杆，转动柱转动设置在酶解罐体内，搅拌杆设置在转动柱上；发酵罐包括发酵罐体、搅拌柱和粉碎组件，发酵罐体的内部转动设置有搅拌柱，搅拌柱上转动设置有若干环形气管，粉碎组件转动设置于发酵罐体的内下壁；酶解罐体和发酵罐体之间还设置有温度控制柜，温度控制柜通过温控连接线同时与酶解罐体和发酵罐体连接，酶解罐体与发酵罐体通过输送管连接。本实用新型采用同步酶解发酵方式，酶解罐的原料排入发酵罐后，酶解罐可重新进行原料酶解，同时对双罐的温度控制，提高碳源生产的效率。

Description

一种生物质基高效碳源生产联合设备

技术领域

本实用新型属于生物基碳源生产设备技术领域，具体涉及一种生物质基高效碳源生产联合设备。

背景技术

秸秆是我国主要的农业废弃物，主要成分是木质素和纤维素，其中纤维素和半纤维素可以降解转化为糖类，进而转化为可被微生物利用的还原糖。木质素是一种高度抵抗生物降解的高分子聚合物，纤维素处于其包蔽鞘中，并具有一定的结晶度，因此导致纤维素的生物降解变得困难。现有的技术中最常用的方法是纤维素酶直接糖化，但是糖化成本很高，其次是原位发酵糖化，即发酵和酶解在同一地点或装置内。

这种装置进行生产可以提高还原糖含量，但应用中会导致生产周期变长，且受制于微生物的限制，发酵产物单一，不能得到应用范围更广的可发酵糖。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种生物质基高效碳源生产联合设备，采用同步酶解发酵方式，可以有效缩短生产时间，减少成本，更好的酶解纤维素。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型的目的是提供一种生物质基高效碳源生产联合设备，包括酶解罐和发酵罐，所述酶解罐包括酶解罐体、转动柱和搅拌杆，所述转动柱转动设置在所述酶解罐体内，所述搅拌杆设置在所述转动柱上；

所述发酵罐包括括发酵罐体、搅拌柱和粉碎组件，所述发酵罐体的内部转动设置有搅拌柱，所述搅拌柱上转动设置有若干环形气管；所有环形气管通过连接管连接，所述粉碎组件转动设置于所述发酵罐体的内下壁，且位于所述搅拌柱的侧方；

所述酶解罐体和所述发酵罐体之间还设置有温度控制柜，所述温度控制柜通过温控连接线同时与所述酶解罐体和所述发酵罐体连接；所述酶解罐体与所述发酵罐体通过输送管连接。

优选的，上述生物质基高效碳源生产联合设备，所述酶解罐体的上壁设置有第一进料口，侧壁还设置有第一进水口，内部设置有第一喷洒管，所述第一进水口与所述第一喷洒管连通，底端固定有四个若干支撑柱；所述酶解罐体的上壁还设置有第一排气口。

优选的，上述生物质基高效碳源生产联合设备，所述发酵罐体的上壁设置有第二进料口和第二进水口，内部设置有第二喷洒管，所述第二进水口与所述第二喷洒管连通；所述发酵罐体的底端设置有固定架，外壁设置有pH监测器，上端还设置有第二排气口。

优选的，上述生物质基高效碳源生产联合设备，所述酶解罐体的底部设置有出料口，所述输送管的一端连接所述出料口，另一端连接所述第二进料口，所述输送管上还设置有输送泵；所述酶解罐体和所述发酵罐体的外壁均设置有保温层，内壁均设置有加热器、制冷器和温度传感器，所述加热器、所述制冷器和所述温度传感器与所述温控连接线电性连接。

优选的，上述生物质基高效碳源生产联合设备，位于所述搅拌杆的下方和所述转动柱上还设置有若干刮板，所有所述刮板的下端与所述酶解罐体的内下壁滑动连接。

优选的，上述生物质基高效碳源生产联合设备，位于所有所述环形气管的上方、所述搅拌柱上还设置有若干搅拌叶。

优选的，上述生物质基高效碳源生产联合设备，所述粉碎组件包括撑柱、若干刀具杆和若干切割刀片，所述撑柱转动设置在所述发酵罐体的内下壁，且同时位于所述搅拌柱的周围和所述搅拌叶的下方，所述撑柱的下端设置有第三电机，所述撑柱上均布设置有所有所述刀具杆，一个所述刀具杆上对应设置有至少两个所述切割刀片。

优选的，上述生物质基高效碳源生产联合设备，所述撑柱的下端贯穿所述发酵罐体的内下壁且穿出部分设置有第一齿轮，所述撑柱的下端设置有第三电机，所述第三电机的输出端设置有第二齿轮，所有所述第一齿轮通过链条与所述第二齿轮相啮合。

优选的，上述生物质基高效碳源生产联合设备，所述连接管的一端贯穿所述发酵罐的内壁且穿出部分连接有杀菌机，所述杀菌机的侧壁连接有进气管，所述进气管的一端连接有空气压缩机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型通过设置双罐，采用同步酶解发酵方式，酶解罐的原料酶解结束后直接排入发酵罐后，酶解罐可重新进行原料酶解，进行持续性的酶解发酵，同时对双罐的温度控制，保持发酵和酶解速度，提高碳源生产的效率，节省了碳源生产时间，使装置具有实用性。

2、本实用新型通过在酶解罐中转动柱转动，搅拌杆对酶解罐中的原料进行搅拌酶解，发酵罐中设置粉碎组件，从而对发酵罐内底物进行翻动搅拌，避免因原料凝结成块导致的酶解发酵速度变慢，使装置具有高效性；在发酵罐体内酶解搅拌发酵过程中，通过环形气管对发酵罐体内内不同高度位置进行送气，配合搅拌过程中原料与气体充分混合，在发酵液充分搅拌的同时，提高了发酵罐内的溶氧量，进而提高发酵效率。

3、本实用新型同时位于搅拌杆的下方和转动柱上还设置的所有刮板对酶解罐内进行，对酶解罐体底部的酶解物进行搅动，使酶解罐体底部的沉淀重新融入混合液，使酶解反应更加充分；酶解罐体和发酵罐体的外壁均设置有保温层，使得发酵罐和发酵罐罐内的温度保持恒定，保持发酵和酶解速度。

附图说明

图1为本实用新型的联合设备的正视剖面结构示意图；

图2为本实用新型的粉碎组件的结构示意图；

附图标记说明：

1.酶解罐，2.发酵罐，3.酶解罐体，4.转动柱，5.搅拌杆，6.若干刮板，7.发酵罐体，8.搅拌柱，9.粉碎组件，91.撑柱，92.刀具杆，93.割刀片，10.搅拌叶，11.环形气管，12.连接管，13.温度控制柜，14.第一进料口，15.第二进料口，16.第二进水口，17.杀菌机，18.空气压缩机，19.配电柜。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型提供了一种生物质基高效碳源生产联合设备，如图1-2所示，包括酶解罐1和发酵罐2；酶解罐1包括酶解罐体3、转动柱4和搅拌杆5，转动柱4转动设置在酶解罐体3内，搅拌杆5设置在转动柱4上；发酵罐2包括发酵罐体7、搅拌柱8和粉碎组件9，发酵罐体7的内部转动设置有搅拌柱8，搅拌柱8上转动设置有若干环形气管11，所有环形气管11通过连接管12连接，粉碎组件9转动设置于发酵罐体7的内下壁，且位于搅拌柱8的侧方；酶解罐体3和发酵罐体7之间还设置有温度控制柜13，温度控制柜13通过温控连接线同时与酶解罐体3和发酵罐体7连接；酶解罐体3与发酵罐体7的通过输送管连接。

当需要进行酶解发酵时，酶解罐体3和发酵罐体7之间设置有温度控制柜13，温度控制柜13通过温控连接线同时与酶解罐体3和发酵罐体7连接，温度控制柜13下端设置有配电柜19，配电柜19上设置有控制面板，配电柜19电性连接温度控制柜13，温度控制柜13电性连接温控连接线，酶解罐体3和发酵罐体7内壁均设置有加热器、制冷器和温度传感器，加热器、制冷器和温度传感器与温控连接线电性连接，同时温控连接线电性连接加热器、制冷器和温度传感器，配电柜19上设置有控制面板，通过控制面板设定温度传感器测量酶解罐1和发酵罐2内的温度；通过温度控制柜13设定所需要的测试温度值，当加热器对酶解罐1和发酵罐2内的温度进行加热时，温度传感器对酶解罐1和发酵罐2内的温度实时测定，并将温度信号通过温控连接线输给温度控制柜13，温度控制柜13将这些温度值与设定的测试温度值进行比较，当加热温度到达设定值后，温度控制柜13有效地控制加热器的加热功率，使酶解罐1和发酵罐2内保持恒温，当温度超过设定值后，温度控制柜13有效地控制制冷器的加热功率，使酶解罐1和发酵罐2内保持恒温，进而进行不同恒温温度下的酶解和发酵；

通过温度控制柜13，使酶解罐1和发酵罐2处于温度恒定后，将原料通过酶解罐体3的上壁设置有第一进料口14倒入酶解罐体3内，酶解罐体3的侧壁还设置有第一进水口，内部设置有第一喷洒管，第一进水口与第一喷洒管连通，通过第一进水口将的酶解液和水加入酶解罐体3由第一喷洒管上的雾状喷头喷出；同时，酶解罐体3的上壁设置有和第一电机，第一电机的输出端连接转动柱4的上端，配电柜19电性连接第一电机，第一电机的输出端连接转动柱4的上端，第一电机开始转动，具体的，转动柱4的上端和下端通过第一轴承转动设置在酶解罐体3内，转动柱4的上端贯穿第一轴承且穿出部分连接第一电机的输出端，进而使搅拌柱8在酶解罐体3内进行转动，通过高温将原料混匀，可避免原料凝结成块，使后续步骤混合更均匀；当搅拌柱8转动后，同时位于搅拌杆5的下方和转动柱4上还设置有所有刮板6，所有刮板6的下端与酶解罐体3的内下壁滑动连接，具体的，每个刮板6均通过连接杆与搅拌柱8连接，从而每个刮板6在酶解罐体3内进行转动，对酶解罐体3底部的酶解物进行搅动，使酶解罐体3底部的沉淀重新融入混合液，使酶解反应更加充分，酶解完毕后，动酶解罐体3的底部设置有出料口，出料口上设置的第一阀门，打开第一阀门后，酶解后的原料通过出料口进而输送管，输送管的一端连接出料口，另一端连接第二进料口，输送管上还设置有输送泵，打开输送泵后，使酶解后的原料再进入第二进料口中，进而进入发酵罐2；

酶解后的原料进入发酵罐2后，发酵罐体7处于温度恒定设定值，通过发酵罐体7的上壁设置的第二进水口16将水和发酵菌剂加入发酵罐体7内，第二进水口16与第二喷洒管连通，通过第二进水口将的水和发酵菌剂加入发酵罐体7内由第二喷洒管上的雾状喷头喷出；同时，发酵罐体7的上壁还设置有第二电机，配电柜19电性连接第二电机，第二电机的输出端连接搅拌柱8的上端，具体的，搅拌柱8的上端和下端通过第二轴承转动设置在发酵罐体7内，搅拌柱8的上端贯穿第二轴承且穿出部分连接第二电机的输出端，进而使搅拌柱8在发酵罐体7内进行转动，从而设置在搅拌柱8上的所有干搅拌叶10使酶解原料与水进行充分混合，同时，粉碎组件9转动设置于发酵罐体7的内下壁，且位于搅拌柱8的侧方，粉碎组件9对发酵罐体7内的酶解原料转动进行粉碎，带动酶解原料翻动搅拌，杀菌机17的侧壁连接有进气管，进气管的一端连接有空气压缩机18，开启空气压缩机18和杀菌机17，空气压缩机18将空气通过杀菌机17杀菌后进入杀菌机17连接的连接管12内，然后进入环形气管11内，在搅拌叶10对发酵罐体7内酶解原料搅拌过程中，对发酵罐2内不同高度位置进行送气，配合搅拌叶10的搅拌使得原料与气体充分混合，在发酵液充分搅拌的同时，提高了发酵罐2内的溶氧量，发酵罐体7内的气体通过发酵罐体7上端还设置的第二排气口排出，当发酵罐体7内的原料发酵结束后，通过发酵罐体7的底部连通安装有第二出料管，第二出料管上设置的第二阀门，开启第二阀门后，将发酵原料排水；

酶解罐体3的底端固定有若干支撑柱，通过所有的支撑柱对酶解罐体3起到支撑稳定作用，酶解罐体3的上壁还设置有第一排气口，对酶解罐体3内的气体进行排放；发酵罐体7的底端设置有固定架，通过固定架对发酵罐体7起到支撑稳定作用，发酵罐体7的外壁设置有pH监测器，pH监测器的一端贯穿发酵罐体7且穿进部分与发酵罐体7的内壁接触，通过pH监测器可以对发酵原料的pH进行检测；酶解罐体3和发酵罐体7的外壁均设置有保温层，使得发酵罐罐内的温度保持恒定，保持发酵速度。

粉碎组件9包括撑柱91、若干刀具杆92和若干切割刀片93，撑柱91转动设置在发酵罐体7的内下壁，且同时位于搅拌柱8的周围和搅拌叶10的下方，撑柱91的下端设置有第三电机，撑柱91上均布设置有所有刀具杆92，一个刀具杆92上对应设置有至少两个切割刀片93；撑柱91的下端贯穿发酵罐体7的内下壁且穿出部分设置有第一齿轮，第三电机的输出端设置有第二齿轮，所有第一齿轮通过链条与第二齿轮相啮合，启动第三电机后，第三电机的输出端转动，进而使第二齿轮开始转动，从而使啮合连接的链条与第一齿轮进行转动，进而使撑柱91在发酵罐体7的内下壁上进行转动，撑柱91转动后，均布设置在撑柱91上的所有刀具杆92转动，所有的切割刀片93进行转动，对对发酵罐体7内的酶解原料转动进行粉碎，带动酶解原料翻动搅拌。

需要说明的是，本实用新型中未特别提及的部件连接关系，均默认采用现有技术，由于其不涉及发明点，且为现有技术普遍应用，故不详述结构连接关系。

需要说明的是，本实用新型中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例相同，为了防止赘述，本实用新型描述了优选的实施例。尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种生物质基高效碳源生产联合设备，其特征在于，包括酶解罐(1)和发酵罐(2)；所述酶解罐(1)包括酶解罐体(3)、转动柱(4)和搅拌杆(5)，所述转动柱(4)转动设置在所述酶解罐体(3)内，所述搅拌杆(5)设置在所述转动柱(4)上；

所述发酵罐(2)包括发酵罐体(7)、搅拌柱(8)和粉碎组件(9)，所述发酵罐体(7)的内部转动设置有搅拌柱(8)，所述搅拌柱(8)上转动设置有若干环形气管(11)，所有所述环形气管(11)通过连接管(12)连接，所述粉碎组件(9)转动设置于所述发酵罐体(7)的内下壁，且位于所述搅拌柱(8)的侧方；

所述酶解罐体(3)和所述发酵罐体(7)之间还设置有温度控制柜(13)，所述温度控制柜(13)通过温控连接线同时与所述酶解罐体(3)和所述发酵罐体(7)连接；所述酶解罐体(3)与所述发酵罐体(7)通过输送管连接。

2.根据权利要求1所述的生物质基高效碳源生产联合设备，其特征在于，所述酶解罐体(3)的上壁设置有第一进料口(14)，侧壁还设置有第一进水口，内部设置有第一喷洒管，所述第一进水口与所述第一喷洒管连通，底端固定有四个若干支撑柱；所述酶解罐体(3)的上壁还设置有第一排气口。

3.根据权利要求1所述的生物质基高效碳源生产联合设备，其特征在于，所述发酵罐体(7)的上壁设置有第二进料口(15)和第二进水口(16)，内部设置有第二喷洒管，所述第二进水口(16)与所述第二喷洒管连通；所述发酵罐体(7)的底端设置有固定架，外壁设置有pH监测器，上端还设置有第二排气口。

4.根据权利要求3所述的生物质基高效碳源生产联合设备，其特征在于，所述酶解罐体(3)的底部设置有出料口，所述输送管的一端连接所述出料口，另一端连接所述第二进料口(15)，所述输送管上还设置有输送泵；所述酶解罐体(3)和所述发酵罐体(7)的外壁均设置有保温层，内壁均设置有加热器、制冷器和温度传感器，所述加热器、所述制冷器和所述温度传感器与所述温控连接线电性连接。

5.根据权利要求1所述的生物质基高效碳源生产联合设备，其特征在于，位于所述搅拌杆(5)的下方和所述转动柱(4)上还设置有若干刮板(6)，所有所述刮板(6)的下端与所述酶解罐体(3)的内下壁滑动连接。

6.根据权利要求1所述的生物质基高效碳源生产联合设备，其特征在于，位于所有所述环形气管(11)的上方、所述搅拌柱(8)上还设置有若干搅拌叶(10)。

7.根据权利要求6所述的生物质基高效碳源生产联合设备，其特征在于，所述粉碎组件(9)包括撑柱(91)、若干刀具杆(92)和若干切割刀片(93)，所述撑柱(91)转动设置在所述发酵罐体(7)的内下壁，且同时位于所述搅拌柱(8)的周围和所述搅拌叶(10)的下方，所述撑柱(91)上均布设置有所有所述刀具杆(92)，一个所述刀具杆(92)上对应设置有至少两个所述切割刀片(93)。

8.根据权利要求7所述的生物质基高效碳源生产联合设备，其特征在于，所述撑柱(91)的下端贯穿所述发酵罐体(7)的内下壁且穿出部分设置有第一齿轮，所述撑柱(91)的下端设置有第三电机，所述第三电机的输出端设置有第二齿轮，所有所述第一齿轮通过链条与所述第二齿轮相啮合。

9.根据权利要求1所述的生物质基高效碳源生产联合设备，其特征在于，所述连接管(12)的一端贯穿所述发酵罐(2)的内壁且穿出部分连接有杀菌机(17)，所述杀菌机(17)的侧壁连接有进气管，所述进气管的一端连接有空气压缩机(18)。

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