專利名稱：一種厭氧產(chǎn)沼氣簡易裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種厭氧產(chǎn)沼氣簡易裝置。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)能源是未來能源發(fā)展的重要方向。其中以生物氣(biogas)即產(chǎn)業(yè)沼氣為基礎(chǔ)的能源正逐步實現(xiàn)規(guī)?；_發(fā)。秸稈和廢棄有機物是生物質(zhì)的重要組成部分，其產(chǎn)氣能力評價方法的難易對新材料和新資源篩選乃至能源作物的育種等均具有關(guān)鍵作用。目前厭氧發(fā)酵裝置的使用，主要集中在不同物質(zhì)產(chǎn)氣能力和沼氣生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化方面的研究。 研究的裝置普遍在1000ml-5000ml，使用的材料為塑料(白潔瑞，李軼冰，郭歐燕，等.不同溫度條件糞稈結(jié)構(gòu)配比及尿素、纖維素酶對沼氣產(chǎn)量的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2009， 25(2) :188-193.)和玻璃器皿(劉戰(zhàn)廣，朱洪光，王彪，等.糞草比對干式厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣效果的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2009，25 ) :196-200;陳廣銀，鄭正，鄒星星，等.牛糞與互花米草混合厭氧消化產(chǎn)沼氣的試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2009，25 (3) :179-183.)。在反應(yīng)物較多的情況下，用此主體裝置作為反應(yīng)容器。在為厭氧發(fā)酵反應(yīng)創(chuàng)造厭氧環(huán)境和無氧條件時，多采用用抽真空裝置抽真空，除此之外，還用持續(xù)充氮氣的方法，將反應(yīng)容器內(nèi)的大量氧氣驅(qū)趕出來。上述發(fā)酵裝置的不足之處是占用恒溫裝置的空間較大，固定空間僅能發(fā)生較少的反應(yīng)；裝置結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；創(chuàng)造真空環(huán)境需要一定費用；輸導(dǎo)反應(yīng)產(chǎn)物氣體的次數(shù)多，較少的導(dǎo)氣次數(shù)可減少在輸導(dǎo)氣體過程中的氣體損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種厭氧產(chǎn)沼氣簡易裝置，為厭氧反應(yīng)創(chuàng)造理想條件，實現(xiàn)對少量樣品的反應(yīng)，利用有限的條件發(fā)生更多反應(yīng)，實現(xiàn)更多反應(yīng)，為秸稈的產(chǎn)沼氣性能進行分析，為設(shè)定育種目標(biāo)提供參考。本發(fā)明提供的一種厭氧產(chǎn)沼氣簡易裝置包括容積可調(diào)的反應(yīng)容器和與該反應(yīng)容器的開口密封配合的塞子；所述塞子上設(shè)有通孔；所述通孔內(nèi)套設(shè)有硬管，所述塞子與所述硬管之間為密封配合，所述硬管的兩個開口端分別設(shè)于所述反應(yīng)容器的腔體內(nèi)和腔體外；設(shè)于所述反應(yīng)容器的腔體外的硬管上套設(shè)有軟管；所述軟管的長度大于設(shè)于所述反應(yīng)容器的腔體外的硬管的長度。上述的簡易裝置中，所述反應(yīng)容器的材質(zhì)為具有彈性且能承受一定壓力的材料， 如塑料。上述的簡易裝置中，所述塞子的材質(zhì)可為具有彈性的材料，具體可為橡膠。上述的簡易裝置中，所述硬管的材質(zhì)可為玻璃或硬質(zhì)塑料。上述的簡易裝置中，所述軟管的材質(zhì)可為橡膠。上述的簡易裝置中，所述塞子與所述反應(yīng)容器之間可以過盈配合的方式密封配合。
上述的簡易裝置中，設(shè)于所述反應(yīng)容器的腔體內(nèi)的硬管的開口端可設(shè)于近所述反應(yīng)容器的開口端。上述的簡易裝置中，設(shè)于所述反應(yīng)容器的腔體內(nèi)的硬管的開口端與設(shè)于所述反應(yīng)容器的腔體內(nèi)的塞子的端部可設(shè)于一個水平面上，以利于所述反應(yīng)容器內(nèi)產(chǎn)生的氣體的排出。上述的簡易裝置中，所述裝置還包括與所述軟管相配合的夾子，如止水夾，可夾緊所述軟管以使所述反應(yīng)容器與外界隔離，造成封閉的環(huán)境。本發(fā)明提供的簡易裝置的優(yōu)點在于在有限的空間內(nèi)可以最大限度的放置該裝置，使一次花費較少成本評價秸稈樣品的產(chǎn)氣能力提供可能，適用于對較少樣品的評價；反應(yīng)中氧氣的排出采用的方法簡單且零成本。


圖1厭氧產(chǎn)沼氣簡易裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)記如下1塑料瓶、2橡膠塞、3玻璃管、4橡膠管、5止水夾。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明并不局限于以下實施例。本發(fā)明提供的厭氧產(chǎn)沼氣簡易裝置包括容積為500ml的透明塑料瓶1和該塑料瓶1的開口密封配合的橡膠塞2，該塑料瓶1的瓶壁較薄且韌性較好；橡膠塞2上設(shè)有通孔 (圖中未示出)，該通孔內(nèi)套設(shè)有玻璃管3，玻璃管3與橡膠塞2之間密封配合，該玻璃管3 的兩個開口端分別設(shè)于塑料瓶1的腔體內(nèi)和腔體外，設(shè)于塑料瓶1的腔體內(nèi)的玻璃管3的開口端與設(shè)于塑料瓶1的腔體內(nèi)的橡膠塞2的端部設(shè)于同一個水平面上，以便于腔體內(nèi)產(chǎn)生的氣體的排出；設(shè)于塑料瓶1的腔體外的玻璃管3上套上有橡膠管4，橡膠管4的長度大于設(shè)于塑料瓶1的腔體外的玻璃管3的長度，橡膠管4與玻璃管3緊密配合，以保證密閉的環(huán)境；可用止水夾5夾緊橡膠管4，以使塑料瓶1與外界隔離，形成厭氧環(huán)境。上述的厭氧產(chǎn)沼氣簡易裝置中，反應(yīng)容器的材質(zhì)可以根據(jù)需要進行確定；硬管的材質(zhì)還可為硬質(zhì)塑料。使用上述裝置進行厭氧產(chǎn)沼氣實驗，并對產(chǎn)生的沼氣進行成分分析，具體實驗過程和結(jié)果如下1、試驗過程(1)試驗材料與儀器35個風(fēng)干玉米秸稈粉末2克，注射器，磁力攪拌器，GA2000 沼氣成分分析儀及配套探頭，發(fā)酵好的牛糞過濾后的汁液。(2)試驗方法將玉米秸稈粉末加入塑料瓶1內(nèi)，加入80ml混勻后的牛糞汁，將套設(shè)有玻璃管3的橡膠塞2塞上塑料瓶1的瓶口，排出塑料瓶1內(nèi)的氣體，用止水夾5密閉塑料瓶1 ’放入37°C的恒溫箱中，反應(yīng)前2個星期，每隔2天搖晃1次，使秸稈粉末處于反應(yīng)體系的液相中。(3)產(chǎn)物處理反應(yīng)產(chǎn)物使用集氣袋進行收集，采集氣體后使用GA2000沼氣分析儀進行測量，測量的組分為甲烷體積、二氧化碳體積和氧氣體積。2、試驗結(jié)果
(1)反應(yīng)體系內(nèi)無發(fā)霉菌落產(chǎn)生，并有大量氣體產(chǎn)生，因而可以確定厭氧菌在此反應(yīng)體系內(nèi)，能夠反應(yīng)產(chǎn)出沼氣。(2)厭氧反應(yīng)的啟動較快，在開始反應(yīng)的48小時后，有明顯的氣泡產(chǎn)生。(3)反應(yīng)體系產(chǎn)物中80%以上的甲烷體積含量在50%以上，反應(yīng)的體系的二氧化碳體積含量在10 31. 3%之間，氧氣體積含量在1. 8 6. 8%之間。(4)該簡易裝置可最大程度利用恒溫設(shè)備的空間，在有限的空間內(nèi)放置更多的反應(yīng)裝置。(5)2克玉米秸稈風(fēng)干樣產(chǎn)氣，在無其它外加微生物營養(yǎng)物質(zhì)和緩沖溶液的情況下，產(chǎn)氣的體積在107-460ml，即單位重量的產(chǎn)氣量為53. 5 230ml/g，37°C恒溫條件下，反應(yīng)時間為50天。
權(quán)利要求
1.一種厭氧產(chǎn)沼氣簡易裝置，其特征在于所述裝置包括容積可調(diào)的反應(yīng)容器和與該反應(yīng)容器的開口密封配合的塞子；所述塞子上設(shè)有通孔；所述通孔內(nèi)套設(shè)有硬管，所述塞子與所述硬管之間為密封配合，所述硬管的兩個開口端分別設(shè)于所述反應(yīng)容器的腔體內(nèi)和腔體外；設(shè)于所述反應(yīng)容器的腔體外的硬管上套設(shè)有軟管；所述軟管的長度大于設(shè)于所述反應(yīng)容器的腔體外的硬管的長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡易裝置，其特征在于所述反應(yīng)容器的材質(zhì)為塑料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的簡易裝置，其特征在于所述塞子的材質(zhì)為橡膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的簡易裝置，其特征在于所述硬管的材質(zhì)為玻璃或硬質(zhì)塑料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的簡易裝置，其特征在于所述軟管的材質(zhì)為橡膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的簡易裝置，其特征在于所述塞子與所述反應(yīng)容器之間為過盈配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的簡易裝置，其特征在于設(shè)于所述反應(yīng)容器的腔體內(nèi)的硬管的開口端設(shè)于近所述反應(yīng)容器的開口端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的簡易裝置，其特征在于設(shè)于所述反應(yīng)容器的腔體內(nèi)的硬管的開口端與設(shè)于所述反應(yīng)容器的腔體內(nèi)的塞子的端部設(shè)于一個水平面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一所述的簡易裝置，其特征在于所述裝置還包括與所述軟管相配合的夾子；所述夾子為止水夾。
10.權(quán)利要求1-9中任一所述的簡易裝置在制備沼氣中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種厭氧產(chǎn)沼氣簡易裝置。所述裝置包括容積可調(diào)的反應(yīng)容器和與該反應(yīng)容器的開口密封配合的塞子；所述塞子上設(shè)有通孔；所述通孔內(nèi)套設(shè)有硬管，所述塞子與所述硬管之間為密封配合，所述硬管的兩個開口端分別設(shè)于所述反應(yīng)容器的腔體內(nèi)和腔體外；設(shè)于所述反應(yīng)容器的腔體外的硬管上套設(shè)有軟管；所述軟管的長度大于設(shè)于所述反應(yīng)容器的腔體外的硬管的長度。本發(fā)明提供的裝置使低成本評價大量秸稈等生物質(zhì)樣品的產(chǎn)氣能力成為可能；反應(yīng)中氧氣的排出采用的方法簡單且?guī)缀趿愠杀尽?br> 文檔編號C12P5/02GK102199526SQ20111010863
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者冷國輝, 張帥松, 陳紹江, 黎亮 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)