[發明專利]序批式同步糖化光合生物制氫反應器及其制氫操作方法

有效

• 申請號: 201710187094.1
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN107012089B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 張全國;李亞猛;張志萍;朱勝楠;荊艷艷;胡建軍;張甜;張洋;路朝陽;劉會亮;李盾
• 申請（專利權）人: 河南農業大學
• 主分類號: C12M1/40
• 分類號: C12M1/40;C12M1/12;C12M1/00;C12P3/00
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

1.序批式同步糖化光合生物制氫反應器，其特征在于：包括光合產氫單元和設置在光合產氫單元內部的酶解反應單元；

光合產氫單元包括頂部敞口且呈圓筒形的透明容器，透明容器的頂部通過第一安裝螺栓設置有第一密封蓋，第一密封蓋上設置有進料孔，透明容器底部設置有出料孔；

酶解反應單元包括中心線重合且均沿垂直方向設置的下筒體、上筒體和滲透膜筒體，下筒體下端固定設置在透明容器內底部中間，上筒體穿過并固定連接在第一密封蓋上，滲透膜筒體上端和下端分別通過一個卡簧連接在上筒體和下筒體的內壁，滲透膜筒體的孔徑為0.06mm；上筒體上端通過第二安裝螺栓設置有位于第一密封蓋上方的第二密封蓋，第二密封蓋上設置有氫氣出孔；

還包括導氣管，導氣管的上端連接在第一密封蓋上并與透明容器內部連通，導氣管的下單連接在透明容器底部并與下筒體內部連通。

2.如權利要求1所述的序批式同步糖化光合生物制氫反應器的制氫操作方法，其特征在于：包括以下步驟，

（1）、檢驗同步糖化產氫發酵反應器的氣密性；

（2）加料：打開第二密封蓋，將粉碎至0.45-0.08mm的纖維素生物質顆粒和纖維素酶通過上筒體加入到酶解反應單元的滲透膜筒體和下筒體內，同時加入一定量的產氫培養基和檸檬酸鈉緩沖液；光合細菌和產氫培養基進料孔加入到光合產氫單元的透明容器內；

（3）、透明容器內的液體與滲透膜筒體內的液體維持同一水平線上，使用pH值測試儀穿過進料孔對透明容器內的液體進行檢測，將整體的發酵初始pH調到6.5，光合細菌的接種為30%（v/v）；

（4）、將同步糖化產氫發酵反應器整體放置于光照強度為3500lux、溫度為35℃的恒溫箱中；

（5）、酶解反應前期纖維素生物質顆粒是漂浮狀態，能較好的與纖維素酶接觸，隨著反應的進行纖維素可以會被酶解出來的糖粘合在一起，產生糊化狀態；在酶解反應單元內產生的碳水化合物經過滲透膜筒體進入產氫發酵單元的透明容器內，光合細菌利用滲透過來的有機物進行代謝產氫，產生的氫氣經過導氣管進入酶解反應單元底部，對酶解中纖維素生物質顆粒進行吹掃，打破酶解產生的糖使纖維素生物質糊化狀態，使纖維素生物質顆粒繼續呈漂浮狀態，保證纖維素生物質顆粒與纖維素酶有充分的接觸面積，增大酶解效率，產生的氫氣通過氫氣出孔進行收集；

（6）、制氫反應結束后的反應液通過出料孔排出，酶解反應后的纖維素生物質通過打開第二密封蓋取出。