[實(shí)用新型]滾筒式纖維素固態(tài)發(fā)酵乙醇反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220027108.6
• 申請(qǐng)日: 2012-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN202519239U
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃永紅;仇毅;孫玉坤;孫麗娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): C12M1/00
• 分類號(hào): C12M1/00;C12M1/02;C12M1/12
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

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。

背景技術(shù)

?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，通過酶解和糖化發(fā)酵的過程。傳統(tǒng)的發(fā)酵反應(yīng)器是由主軸帶動(dòng)攪拌槳來混合物料，但是在纖維素固態(tài)發(fā)酵過程中，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)酵過程中熱量傳導(dǎo)不均勻，不利于發(fā)酵過程中物料溫度的測(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)嚢栉锪希拱l(fā)酵充分，提高發(fā)酵效率。

本實(shí)用新型通過以下技術(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口處設(shè)有密封門，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，齒輪盤連接電機(jī)的輸出軸；內(nèi)罐體內(nèi)腔通過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)嚢瑁瑥亩岣甙l(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)做到無菌操作，杜絕污染。

附圖說明

圖1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；10滲透膜分離裝置；11管道；12密封門；13檢測(cè)儀表。?

具體實(shí)施方式

參見圖1，本實(shí)用新型包括發(fā)酵內(nèi)罐體1和外罐體2，內(nèi)罐體1空套在外罐體2內(nèi)腔中，將內(nèi)罐體1和外罐體2水平放置，為臥式滾筒結(jié)構(gòu)。內(nèi)罐體1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1和外罐體2頂部開口用密封門12密封，在密封門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1與外罐體2的頂部開有進(jìn)料口和廢渣出口3。旋轉(zhuǎn)主軸4從內(nèi)罐體1和外罐體2的底部伸入內(nèi)罐體1內(nèi)腔中。在內(nèi)罐體1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1內(nèi)腔中，在旋轉(zhuǎn)主軸4上開有多個(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1上，并且旋轉(zhuǎn)主軸4通過位于外罐體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1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9，齒輪盤9連接電機(jī)8的輸出軸。內(nèi)罐體1內(nèi)腔通過管道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1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1連接磁力塞，用于控制滲透膜分離裝置10的開通與閉合。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)，先打開密封門12，投入纖維素固態(tài)發(fā)酵基質(zhì)，電機(jī)8開始轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪盤9帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)主軸4和內(nèi)罐體1同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，物料在內(nèi)罐體1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。在攪拌過程中，通過中空管體的旋轉(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。通過密封門12上的檢測(cè)儀表13對(duì)發(fā)酵過程中的參數(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1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1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。