本發(fā)明涉及一種反應器及方法，尤其涉及一種常壓純氧反應器及方法。

背景技術：

微生物發(fā)酵是指在適宜的環(huán)境條件下，經(jīng)過微生物特定的代謝途徑將原料轉化為人類所需的產(chǎn)物的過程。微生物發(fā)酵不僅具有定向生產(chǎn)目標產(chǎn)物的功能，而且所得產(chǎn)物環(huán)保無污染，因此已逐漸代替很多純化工制造過程，成為目前科技研究的重點。

發(fā)酵反應器能夠為微生物提供穩(wěn)定的生長以及代謝環(huán)境，在發(fā)酵行業(yè)中具有廣泛的應用。發(fā)酵反應器按照用途的不同可分為厭氧反應器和好氧反應器。對于厭氧反應器來說，只需為厭氧微生物提供密閉環(huán)境即可實現(xiàn)工業(yè)控制，因此該類設備的生產(chǎn)工藝較為簡單。但對于好氧反應器而言，如何向反應器內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定的通入氧氣并且使內(nèi)部微生物免受外界環(huán)境的污染一直是工業(yè)發(fā)酵技術領域的空白。目前現(xiàn)有的好氧反應器大多應用于畜牧糞便、生活垃圾等的污泥一體化處理，所以對設備自身的密封性、通氧的純度以及持續(xù)性要求并不高，但這種反應器并不能應用于對氧氣濃度及發(fā)酵環(huán)境條件要求較高的食品、用品級的工業(yè)化生產(chǎn)與發(fā)酵。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術所存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種常壓純氧反應器及方法。

為了解決以上技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種常壓純氧反應器，包括外殼，它還包括保溫層、通氧管、永磁磁鐵；外殼的內(nèi)部設置有內(nèi)腔；內(nèi)腔與外殼之間設置有保溫層；外殼的上端蓋置有頂蓋，頂蓋的兩端通過頂蓋鎖緊扣與外殼固定連接；

內(nèi)腔的底部設置有彈性穩(wěn)定架；彈性穩(wěn)定架的上端中間安裝有轉軸；轉軸上設置有螺旋槳；轉軸的上端依次與減速機、電機相連接；減速機和電機均安裝在頂蓋上；

減速機的右端設置有加料管；加料管的下端與過濾器相連接；過濾器設置于頂蓋下端的內(nèi)腔中；內(nèi)腔的上部、下部均設置有一圈加熱帶；加熱帶均固定在保溫層上；

兩圈加熱帶之間的保溫層內(nèi)均勻設置有四塊永磁磁鐵；內(nèi)腔的一側豎直設置有通氧管；通氧管的上端從頂蓋上穿出，與制氧設備相連接；

永磁磁鐵與其下方的加熱帶之間的保溫層上設置有感溫器；保溫層的下端插置有排放管；排放管的上端與內(nèi)腔相連通、下端從外殼上穿出再向右延伸至物料收集器中；排放管上設置有開關閥。

一種常壓純氧反應器的使用方法，其步驟如下：設備使用之前首先用物料對反應器內(nèi)壁進行清洗，清洗完成后將排放管拔下，使廢料從外殼底部的出口流出；廢料清理完全后，重新裝上排放管，從加料管向內(nèi)腔中加入微生物以及物料；打開制氧設備使無菌純氧從通氧管內(nèi)持續(xù)進入內(nèi)腔；打開電機，減速機帶動轉軸開始轉動，轉軸繼而帶動螺旋槳對發(fā)酵液進行攪拌；攪拌時長由外設繼電器控制，保證每攪拌30min便停止攪拌1h；反應器工作過程中，由感溫器對發(fā)酵溫度進行實時監(jiān)測，當發(fā)酵溫度低于設置溫度范圍時，通過加熱帶對發(fā)酵液進行加熱；發(fā)酵結束后，關閉電機及制氧設備，完成一次加氧發(fā)酵過程。

本發(fā)明方法可為發(fā)酵環(huán)境持續(xù)穩(wěn)定地提供無菌氧氣，而且加氧過程無污染；通過在反應器中設置永磁磁鐵可使微生物產(chǎn)生磁效應，從而加快發(fā)酵過程并顯著改善產(chǎn)物品質(zhì)，尤其適用于微生物燃油添加劑的發(fā)酵生產(chǎn)；此外，本發(fā)明的反應器具有發(fā)酵條件穩(wěn)定、生產(chǎn)成本較低的優(yōu)點，適合于批量生產(chǎn)制造。

附圖說明

圖1為常壓純氧反應器的剖面結構示意圖。

圖2為永磁磁鐵的在橫截面上的分布狀態(tài)示意圖。

圖中：1、頂蓋鎖緊扣；2、頂蓋；3、通氧管；4、減速機；5、電機；6、加料管；7、過濾器；8、保溫層；9、螺旋槳；10、轉軸；11、永磁磁鐵；12、感溫器；13、內(nèi)腔；14、外殼；15、彈性穩(wěn)定架；16、排放管；17、開關閥；18、加熱帶。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

如圖1、圖2所示，一種常壓純氧反應器，包括外殼14，它還包括保溫層8、通氧管3、永磁磁鐵11；外殼14的內(nèi)部設置有內(nèi)腔13；內(nèi)腔13與外殼14之間設置有保溫層8；保溫層8和加熱帶18用于維持內(nèi)腔13中發(fā)酵液的溫度；外殼14的上端蓋置有頂蓋2，頂蓋2的兩端通過頂蓋鎖緊扣1與外殼14固定連接，使外殼14內(nèi)部形成密閉、不易被雜菌污染的環(huán)境；

內(nèi)腔13的底部設置有彈性穩(wěn)定架15；彈性穩(wěn)定架15的上端中間安裝有轉軸10，彈性穩(wěn)定架15與轉軸10間隙連接，用于防止轉軸10在轉動過程中甩動幅度過大，起穩(wěn)定支撐的作用；轉軸10上設置有攪拌用的螺旋槳9；轉軸10的上端依次與減速機4、電機5相連接；減速機4和電機5均安裝在頂蓋2上；

減速機4的右端設置有加料管6；加料管6的下端與過濾器7相連接；過濾器7設置于頂蓋2下端的內(nèi)腔13中，物料從加料管6投入到內(nèi)腔13中時，首先會經(jīng)過過濾器7的過濾作用除去顆粒不均勻的雜質(zhì)；內(nèi)腔13的上部、下部均設置有一圈加熱帶18；加熱帶18均固定在保溫層8上，當反應器內(nèi)溫度低于設置溫度時用于對發(fā)酵液進行加溫；

兩圈加熱帶18之間的保溫層8內(nèi)均勻設置有四塊永磁磁鐵11；通過永磁磁鐵11產(chǎn)生的外磁場會使微生物產(chǎn)生磁效應，一方面會提高微生物的活性，加快發(fā)酵過程，另一方面會促使物料分子進行重排序，提高物料分子之間的穩(wěn)定性，并增加氧分子在物料分子間的密度含量，進而提高發(fā)酵產(chǎn)物的品質(zhì)；內(nèi)腔13的一側豎直設置有通氧管3；通氧管3的上端從頂蓋2上穿出，與制氧設備相連接，為發(fā)酵液持續(xù)提供無菌純氧；

永磁磁鐵11與其下方的加熱帶18之間的保溫層8上設置有感溫器12；保溫層8的下端插置有排放管16；排放管16的上端與內(nèi)腔13相連通、下端從外殼14上穿出再向右延伸至物料收集器中；排放管16上設置有開關閥17；發(fā)酵反應完成后，打開開關閥17，使發(fā)酵產(chǎn)物順著排放管16流入到物料收集器中。

一種常壓純氧反應器的使用方法，其步驟如下：設備使用之前首先用物料對反應器內(nèi)壁進行清洗，清洗完成后將排放管16拔下，使廢料從外殼14底部的出口流出；廢料清理完全后，重新裝上排放管16，從加料管6向內(nèi)腔13中加入微生物以及物料；打開制氧設備使無菌純氧從通氧管3內(nèi)持續(xù)進入內(nèi)腔13；打開電機5，減速機4帶動轉軸10開始轉動，轉軸10繼而帶動螺旋槳9對發(fā)酵液進行攪拌；攪拌時長由外設繼電器控制，保證每攪拌30min便停止攪拌1h；反應器工作過程中，由感溫器12對發(fā)酵溫度進行實時監(jiān)測，當發(fā)酵溫度低于設置溫度范圍時，通過加熱帶18對發(fā)酵液進行加熱；發(fā)酵結束后，關閉電機5及制氧設備，完成一次加氧發(fā)酵過程。

本發(fā)明跟傳統(tǒng)技術相比，具有以下優(yōu)勢：

(1)、通過在反應器內(nèi)設置兩對永磁磁鐵，不僅可以加快發(fā)酵過程，還可以有效改善發(fā)酵產(chǎn)物的品質(zhì)；

(2)、通過在密閉的反應器中增設通氧管，可以持續(xù)不斷的向發(fā)酵液中通入氧氣，使反應環(huán)境更加穩(wěn)定；

(3)、外殼內(nèi)部設置保溫層，既降低了純電力保溫成本，又為罐內(nèi)其它裝置的安裝應用提供了支撐點；

(4)加熱帶設置為上下兩個，可使罐內(nèi)受熱均勻，解決了傳統(tǒng)底部加熱方式造成的局部受熱不均，從而影響發(fā)酵產(chǎn)物品質(zhì)的問題。

上述實施方式并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術領域的技術人員在本發(fā)明的技術方案范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也均屬于本發(fā)明的保護范圍。