專利名稱：滾筒式纖維素固態(tài)發(fā)酵乙醇反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于發(fā)酵設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及纖維素固態(tài)發(fā)酵乙醇反應(yīng)器。
技術(shù)背景纖維素固態(tài)發(fā)酵乙醇是指在很少自由水存在下，在有一定濕度的水不溶性固體基質(zhì)中，通過(guò)酶解和糖化發(fā)酵的過(guò)程。傳統(tǒng)的發(fā)酵反應(yīng)器是由主軸帶動(dòng)攪拌槳來(lái)混合物料，但是在纖維素固態(tài)發(fā)酵過(guò)程中，纖維素在酶解和發(fā)酵時(shí)較為粘稠，發(fā)酵物是固態(tài)的，所以不易攪拌均勻，這樣會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵過(guò)程中熱量傳導(dǎo)不均勻，不利于發(fā)酵過(guò)程中物料溫度的測(cè)量和控制，也不利于物料的充分發(fā)酵，導(dǎo)致發(fā)酵不徹底，所以發(fā)酵效率很低，發(fā)酵周期長(zhǎng)，且在發(fā)酵后期，纖維素酶、酵母及營(yíng)養(yǎng)液沒(méi)有全部用完就和廢渣一起倒掉了，這樣浪費(fèi)了資源也增加了生產(chǎn)成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺陷而提供一種滾筒式纖維素固態(tài)發(fā)酵乙醇反應(yīng)器，能充分?jǐn)嚢栉锪?，使發(fā)酵充分，提高發(fā)酵效率。本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的包括外罐體和空套在外罐體內(nèi)腔中的內(nèi)罐體，內(nèi)罐體和外罐體頂部開(kāi)口處設(shè)有密封門(mén)，旋轉(zhuǎn)主軸從內(nèi)罐體和外罐體的底部伸入內(nèi)罐體內(nèi)腔中，在內(nèi)罐體內(nèi)腔中的旋轉(zhuǎn)主軸上固接多個(gè)三角形槳葉，旋轉(zhuǎn)主軸固接內(nèi)罐體且通過(guò)位于外罐體底部的密封的軸承裝置與外罐體相接；旋轉(zhuǎn)主軸是中空管狀，在內(nèi)罐體內(nèi)腔中的旋轉(zhuǎn)主軸上開(kāi)有多個(gè)通氣孔；在外罐體外部的旋轉(zhuǎn)主軸上固定套接齒輪盤(pán)，齒輪盤(pán)連接電機(jī)的輸出軸；內(nèi)罐體內(nèi)腔通過(guò)管道連接位于外罐體外部的滲透膜分離裝置的輸入口，滲透膜分離裝置的輸出口通過(guò)管道連接旋轉(zhuǎn)主軸且與旋轉(zhuǎn)主軸相通。本實(shí)用新型通過(guò)內(nèi)罐體的轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)酵罐中的物料利用自重和固定的攪拌槳葉實(shí)現(xiàn)發(fā)酵物料的充分?jǐn)嚢?，從而提高發(fā)酵效率。主軸上有孔便于將酵母和營(yíng)養(yǎng)液噴淋到內(nèi)罐體，可以在補(bǔ)充纖維素酶、酵母和營(yíng)養(yǎng)液時(shí)做到無(wú)菌操作，杜絕污染。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1內(nèi)罐體；2外罐體；3進(jìn)料口和廢渣出口 ；4旋轉(zhuǎn)主軸；5三角形槳葉；6通氣孔；7軸承裝置，8電機(jī)；9齒輪盤(pán)；10滲透膜分離裝置；11管道；12密封門(mén)；13檢測(cè)儀表。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型包括發(fā)酵內(nèi)罐體I和外罐體2，內(nèi)罐體I空套在外罐體2內(nèi)腔中，將內(nèi)罐體I和外罐體2水平放置，為臥式滾筒結(jié)構(gòu)。內(nèi)罐體I和外罐體2之間為空心夾層，可以通入蒸汽和水，間接進(jìn)行物料的加熱和冷卻。內(nèi)罐體I和外罐體2頂部開(kāi)口用密封門(mén)12密封，在密封門(mén)12上設(shè)置檢測(cè)儀表13，檢測(cè)儀表13為壓力傳感器、溫度傳感器等。在內(nèi)罐體I與外罐體2的頂部開(kāi)有進(jìn)料口和廢渣出口 3。旋轉(zhuǎn)主軸4從內(nèi)罐體I和外罐體2的底部伸入內(nèi)罐體I內(nèi)腔中。在內(nèi)罐體I內(nèi)腔中，在旋轉(zhuǎn)主軸4上固定焊接多個(gè)三角形槳葉5。旋轉(zhuǎn)主軸4是中空管體形狀。在內(nèi)罐體I內(nèi)腔中，在旋轉(zhuǎn)主軸4上開(kāi)有多個(gè)通氣孔6，通氣孔6用于纖維素酶、酵母和營(yíng)養(yǎng)液的噴淋補(bǔ)充。將旋轉(zhuǎn)主軸4焊接在內(nèi)罐體I上，并且旋轉(zhuǎn)主軸4通過(guò)位于外罐體2底部的密封的軸承裝置7與外罐體2相接，這樣，就使旋轉(zhuǎn)主軸4和內(nèi)罐體I同時(shí)旋轉(zhuǎn)而外罐體2不旋轉(zhuǎn)。在外罐體2外部的旋轉(zhuǎn)主軸4上固定套接齒輪盤(pán)9，齒輪盤(pán)9連接電機(jī)8的輸出軸。內(nèi)罐體I內(nèi)腔通過(guò)管道11連接位于外罐體2外部的滲透膜分離裝置10的輸入口，使內(nèi)罐體I內(nèi)腔與滲透膜分離裝置10相通，滲透膜分離裝置10用于分離乙醇和回收纖維素酶、酵母及營(yíng)養(yǎng)液。滲透膜分離裝置10的輸出口通過(guò)管道11連接旋轉(zhuǎn)主軸4，并且與旋轉(zhuǎn)主軸4中空管體相通。在內(nèi)罐體I連接磁力塞，用于控制滲透膜分離裝置10的開(kāi)通與閉合。滲透膜分離裝置10另外的一個(gè)輸出口用以連接外部的乙醇收集器。本實(shí)用新型使用時(shí)，先打開(kāi)密封門(mén)12，投入纖維素固態(tài)發(fā)酵基質(zhì)，電機(jī)8開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪盤(pán)9帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)主軸4和內(nèi)罐體I同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，物料在內(nèi)罐體I的轉(zhuǎn)動(dòng)下利用自身 的自重和固定的三角形槳葉5進(jìn)行攪拌，均勻混合。在攪拌過(guò)程中，通過(guò)中空管體的旋轉(zhuǎn)主軸4通入纖維素酶、酵母和營(yíng)養(yǎng)液，對(duì)物料進(jìn)行噴淋，纖維素物料進(jìn)行同步糖化發(fā)酵。通過(guò)密封門(mén)12上的檢測(cè)儀表13對(duì)發(fā)酵過(guò)程中的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，利用管道11通入蒸汽或冷卻水對(duì)內(nèi)罐體I中的物料進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。纖維素酶解發(fā)酵時(shí)，可以通過(guò)向內(nèi)、外罐體1、2之間的夾層通入蒸汽對(duì)物料進(jìn)行溫度補(bǔ)償，也可以通入冷卻水對(duì)物料進(jìn)行降溫。發(fā)酵后期通過(guò)滲透膜分離裝置10分離出乙醇和纖維素酶、酵母及營(yíng)養(yǎng)液，將纖維素酶、酵母及營(yíng)養(yǎng)液通過(guò)管道11和中空管體的旋轉(zhuǎn)主軸4再次重新輸送到內(nèi)罐體I中，循環(huán)使用，這樣不僅充分的利用了資源而且還減少對(duì)環(huán)境的污染，節(jié)約成本，提高生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求1.一種滾筒式纖維素固態(tài)發(fā)酵乙醇反應(yīng)器，包括外罐體(2)和空套在外罐體(2)內(nèi)腔中的內(nèi)罐體(1)，內(nèi)罐體(I)和外罐體(2)頂部開(kāi)口處設(shè)有密封門(mén)(12)，旋轉(zhuǎn)主軸(4)從內(nèi)罐體(I)和外罐體(2)的底部伸入內(nèi)罐體(I)內(nèi)腔中,在內(nèi)罐體(I)內(nèi)腔中的旋轉(zhuǎn)主軸(4)上固接多個(gè)三角形槳葉(5)，其特征是旋轉(zhuǎn)主軸(4)固接內(nèi)罐體(I)且通過(guò)位于外罐體(2)底部的密封的軸承裝置(7 )與外罐體(2 )相接；旋轉(zhuǎn)主軸(4)是中空管狀，在內(nèi)罐體(I)內(nèi)腔中的旋轉(zhuǎn)主軸(4)上開(kāi)有多個(gè)通氣孔(6);在外罐體(2)外部的旋轉(zhuǎn)主軸(4)上固定套接齒輪盤(pán)(9)，齒輪盤(pán)(9)連接電機(jī)(8)的輸出軸；內(nèi)罐體(I)內(nèi)腔通過(guò)管道(11)連接位于外罐體(2)外部的滲透膜分離裝置(10)的輸入口，滲透膜分離裝置(10)的輸出口通過(guò)管道(11)連接旋轉(zhuǎn)主軸(4)且與旋轉(zhuǎn)主軸(4)相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的滾筒式纖維素固態(tài)發(fā)酵乙醇反應(yīng)器，其特征是密封門(mén)(120上設(shè)置檢測(cè)儀表(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的滾筒式纖維素固態(tài)發(fā)酵乙醇反應(yīng)器，其特征是內(nèi)罐體(I)和外罐體(2)水平放置。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種滾筒式纖維素固態(tài)發(fā)酵乙醇反應(yīng)器，包括外罐體和空套在外罐體內(nèi)腔中的內(nèi)罐體，旋轉(zhuǎn)主軸從內(nèi)罐體和外罐體的底部伸入內(nèi)罐體內(nèi)腔中，在內(nèi)罐體內(nèi)腔中的旋轉(zhuǎn)主軸上固接多個(gè)三角形槳葉，旋轉(zhuǎn)主軸固接內(nèi)罐體且通過(guò)位于外罐體底部的密封的軸承裝置與外罐體相接；旋轉(zhuǎn)主軸是中空管狀，在內(nèi)罐體內(nèi)腔中的旋轉(zhuǎn)主軸上開(kāi)有多個(gè)通氣孔；內(nèi)罐體內(nèi)腔通過(guò)管道連接位于外罐體外部的滲透膜分離裝置的輸入口，滲透膜分離裝置的輸出口通過(guò)管道連接旋轉(zhuǎn)主軸且與旋轉(zhuǎn)主軸相通；物料利用自重和固定的攪拌槳葉實(shí)現(xiàn)發(fā)酵物料的充分?jǐn)嚢瑁瑥亩岣甙l(fā)酵效率，便于將酵母和營(yíng)養(yǎng)液噴淋到內(nèi)罐體，可以在補(bǔ)充纖維素酶、酵母和營(yíng)養(yǎng)液時(shí)做到無(wú)菌操作。
文檔編號(hào)C12M1/02GK202519239SQ201220027108

公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者仇毅, 孫麗娜, 孫玉坤, 黃永紅 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)