一種自動(dòng)厭氧發(fā)酵裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種發(fā)酵裝置，特別涉及一種自動(dòng)厭氧發(fā)酵裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]厭氧發(fā)酵是微生物在厭氧條件下，將有機(jī)物分解產(chǎn)生014和CO2等氣體的過程，厭氧發(fā)酵產(chǎn)物(沼液和沼渣)也是一種優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料，是有機(jī)廢棄物無害化和資源化的重要途徑。隨著集約化養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)的畜禽糞便已經(jīng)成為畜禽糞便的主要來源。但規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物中存在抗生素、重金屬等諸多問題，進(jìn)行抗生素和重金屬等污染物對(duì)厭氧發(fā)酵過程的影響研宄，對(duì)于養(yǎng)殖業(yè)廢棄物的無害化處理和資源化利用具有重要意義。
[0003]大型厭氧發(fā)酵罐占地大，參數(shù)不易控制，影響因素多，不利于厭氧發(fā)酵過程的研宄。利用實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的厭氧發(fā)酵裝置進(jìn)行試驗(yàn)，具有參數(shù)控制簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、等優(yōu)勢(shì)，是開展試驗(yàn)研宄的良好選擇。目前實(shí)驗(yàn)室常用的厭氧發(fā)酵裝置多數(shù)體積大，裝置連接復(fù)雜，容易漏氣等問題，且需要每天人工記錄產(chǎn)氣量，甲烷產(chǎn)量需要每天采集氣體用氣相色譜測(cè)定，耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間。帶有攪拌裝置的設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，價(jià)格昂貴，而沒有攪拌裝置的設(shè)備存在物料固液分層的問題，不利于物料的厭氧發(fā)酵過程和氣體的產(chǎn)生，且同一處理的不同重復(fù)間物料發(fā)酵程度差異大，重復(fù)性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)厭氧發(fā)酵裝置，具有體積小，成本低，可自動(dòng)連續(xù)記錄產(chǎn)氣量和CH4濃度，發(fā)酵過程物料不分層，操作簡(jiǎn)單方便等特點(diǎn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種自動(dòng)厭氧發(fā)酵裝置，包括反應(yīng)器和氣體測(cè)量與記錄系統(tǒng)，其中:
[0007]所述反應(yīng)器為底部設(shè)有若干可活動(dòng)的擾流板2的錐形瓶I，錐形瓶I帶有密封用的瓶蓋3 ；
[0008]所述氣體測(cè)量與記錄系統(tǒng)包括通過帶有單向閥6且穿過瓶蓋3的排氣管路5與錐形瓶I內(nèi)部連通的儲(chǔ)氣室7，儲(chǔ)氣室7中設(shè)置有甲烷傳感器8，儲(chǔ)氣室7連接有電子流量計(jì)9，所述甲烷傳感器8和儲(chǔ)氣室7均與PLClO連接。
[0009]所述錐形瓶I與瓶蓋3連接處設(shè)置橡膠圈4以加強(qiáng)其密封性。
[0010]所述錐形瓶I為透明或棕色，材質(zhì)為玻璃或者有機(jī)玻璃，容積50?500毫升。
[0011]所述擾流板2的數(shù)量為3?5個(gè)，設(shè)置于錐形瓶I的瓶底。
[0012]所述擾流板2的底部連接在活動(dòng)圈13上，活動(dòng)圈13設(shè)置在固定于錐形瓶I瓶底的半球形支點(diǎn)11的頂端，半球形支點(diǎn)11上位于活動(dòng)圈13的前后兩側(cè)各有一塊用于限定擾流板2前后活動(dòng)范圍的限定板12。
[0013]所述限定板12固定于錐形瓶I的瓶底，限定板12與擾流板2之間的最小夾角為45。。。
[0014]該自動(dòng)厭氧發(fā)酵裝置設(shè)置于恒溫?fù)u床上，擾流板2的活動(dòng)方向?yàn)閾u床的搖動(dòng)方向。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0016]1、本發(fā)明體積小，空間占用少，可以在恒溫培養(yǎng)箱中設(shè)置多組處理，適用于實(shí)驗(yàn)室批量厭氧發(fā)酵試驗(yàn)。
[0017]2、本發(fā)明設(shè)有可活動(dòng)擾流板，在搖動(dòng)過程中可有效避免物料分層造成的發(fā)酵不均勻、試驗(yàn)重復(fù)性差等問題。
[0018]3、本發(fā)明設(shè)有單向閥、甲烷傳感器、電子氣體流量計(jì)，可實(shí)現(xiàn)甲烷濃度和總氣體體積的自動(dòng)測(cè)定，并由PLC記錄，無需人工每日測(cè)量記錄，使用方便。
[0019]4、本發(fā)明裝置價(jià)格低廉，便于推廣。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ] 圖2為擾流板組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0023]如圖1所示，一種自動(dòng)厭氧發(fā)酵裝置，主要包括反應(yīng)器和氣體測(cè)量與記錄系統(tǒng)。其中反應(yīng)器為底部設(shè)有若干可活動(dòng)的擾流板2的錐形瓶1，根據(jù)試驗(yàn)需要顏色為透明色或棕色，材質(zhì)玻璃或有機(jī)玻璃材質(zhì)，容積為50?500毫升。錐形瓶I與瓶蓋3通過螺紋連接，中間設(shè)有橡膠圈4以加強(qiáng)其密封性。錐形瓶I內(nèi)設(shè)有3?5個(gè)可活動(dòng)的擾流板2，擾流板2的底部連接在活動(dòng)圈13上，活動(dòng)圈13設(shè)置在固定于錐形瓶I瓶底的半球形支點(diǎn)11的頂端，半球形支點(diǎn)11上位于活動(dòng)圈13的前后兩側(cè)各有一塊用于限定擾流板2前后活動(dòng)范圍的限定板12。擾流板2的長(zhǎng)度為I?3cm，限定板12與擾流板2之間的最小夾角為45°C。
[0024]氣體測(cè)量與記錄系統(tǒng)包括通過帶有單向閥6且穿過瓶蓋3的排氣管路5與錐形瓶I內(nèi)部連通的儲(chǔ)氣室7，儲(chǔ)氣室7中設(shè)置有甲烷傳感器8，儲(chǔ)氣室7連接有電子流量計(jì)9，甲烷傳感器8和儲(chǔ)氣室7均與PLClO連接。發(fā)酵過程中產(chǎn)生的總氣體體積和甲烷濃度可以通過PLClO實(shí)時(shí)記錄，數(shù)據(jù)可通過USB導(dǎo)出。
[0025]發(fā)明實(shí)施例:
[0026]為了測(cè)定某種環(huán)境污染物對(duì)厭氧發(fā)酵甲烷產(chǎn)量和微生物群落的影響，設(shè)置不添加污染物處理CK，和添加污染物處理T。測(cè)定指標(biāo)包括:每日總氣體產(chǎn)量，每日甲烷產(chǎn)量，發(fā)酵物微生物群落結(jié)構(gòu)(第4d，20d和45d)。每個(gè)處理重復(fù)2次。
[0027]將厭氧發(fā)酵原料和接種物裝入錐形瓶I后，錐形瓶I與瓶蓋3通過螺紋連接，中間有橡膠圈4保證密封性。發(fā)酵裝置置于恒溫?fù)u床內(nèi)，根據(jù)試驗(yàn)需要設(shè)定搖床的溫度(如350C )和轉(zhuǎn)速(如160rpm)。搖床轉(zhuǎn)動(dòng)過程中物料碰撞至可活動(dòng)擾流板，可有效解決物料分層問題。厭氧發(fā)酵過程產(chǎn)生的氣體經(jīng)過單向閥6，進(jìn)入儲(chǔ)氣室7，在儲(chǔ)氣室7內(nèi)由甲烷濃度傳感器8測(cè)定甲烷濃度，并由PLClO記錄。排出的氣體由電子氣體流量計(jì)9測(cè)定流量，并由PLClO記錄。試驗(yàn)產(chǎn)生的甲烷濃度和總氣體體積數(shù)據(jù)可在發(fā)酵結(jié)束后一次性獲得，無需每日測(cè)定和記錄。物料采集可采用“隨機(jī)抽取法”，即開始試驗(yàn)時(shí)準(zhǔn)備12個(gè)本發(fā)明的厭氧發(fā)酵裝置，分別在取樣天數(shù)(4d，20d，45d)時(shí)每個(gè)處理隨機(jī)取出2個(gè)試驗(yàn)瓶，打開瓶蓋，采集物料。本發(fā)明參數(shù)控制準(zhǔn)確簡(jiǎn)單，占用體積小，配合恒溫?fù)u床使用可獲得高重復(fù)性的試驗(yàn)結(jié)果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)厭氧發(fā)酵裝置，包括反應(yīng)器和氣體測(cè)量與記錄系統(tǒng)，其特征在于: 所述反應(yīng)器為底部設(shè)有若干可活動(dòng)的擾流板(2)的錐形瓶(I)，錐形瓶(I)帶有密封用的瓶蓋(3); 所述氣體測(cè)量與記錄系統(tǒng)包括通過帶有單向閥(6)且穿過瓶蓋(3)的排氣管路(5)與錐形瓶(I)內(nèi)部連通的儲(chǔ)氣室(7)，儲(chǔ)氣室(7)中設(shè)置有甲烷傳感器(8)，儲(chǔ)氣室(7)連接有電子流量計(jì)(9)，所述甲烷傳感器(8)和儲(chǔ)氣室(7)均與PLC(1)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述錐形瓶(I)與瓶蓋(3)連接處設(shè)置橡膠圈(4)以加強(qiáng)其密封性。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述錐形瓶(I)為透明或棕色，材質(zhì)為玻璃或者有機(jī)玻璃，容積50?500毫升。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述擾流板(2)的數(shù)量為3?5個(gè)，設(shè)置于錐形瓶(I)的瓶底。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述擾流板(2)的底部連接在活動(dòng)圈(13)上，活動(dòng)圈(13)設(shè)置在固定于錐形瓶(I)瓶底的半球形支點(diǎn)(11)的頂端，半球形支點(diǎn)(11)上位于活動(dòng)圈(13)的前后兩側(cè)各有一塊用于限定擾流板(2)前后活動(dòng)范圍的限定板(12) ο6.根據(jù)權(quán)利要求5所述自動(dòng)厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，所述限定板(12)固定于錐形瓶⑴的瓶底，限定板(12)與擾流板(2)之間的最小夾角為45°C。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述自動(dòng)厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，該自動(dòng)厭氧發(fā)酵裝置設(shè)置于恒溫?fù)u床上，擾流板(2)的活動(dòng)方向?yàn)閾u床的搖動(dòng)方向。
【專利摘要】一種自動(dòng)厭氧發(fā)酵裝置，包括反應(yīng)器和氣體測(cè)量與記錄系統(tǒng)，其中：反應(yīng)器為底部設(shè)有若干可活動(dòng)的擾流板的錐形瓶，錐形瓶帶有密封用的瓶蓋；氣體測(cè)量與記錄系統(tǒng)包括通過帶有單向閥且穿過瓶蓋的排氣管路與錐形瓶?jī)?nèi)部連通的儲(chǔ)氣室，儲(chǔ)氣室中設(shè)置有甲烷傳感器，儲(chǔ)氣室連接有電子流量計(jì)，所述甲烷傳感器和儲(chǔ)氣室均與PLC連接；本發(fā)明可有效解決反應(yīng)器搖動(dòng)過程中物料固液分層的問題，實(shí)現(xiàn)甲烷氣體濃度和總氣體體積的自動(dòng)記錄，本發(fā)明可置于恒溫?fù)u床中進(jìn)行厭氧發(fā)酵試驗(yàn)，體積小巧，連接簡(jiǎn)單，功能齊全，使用方便，適用于實(shí)驗(yàn)室批量厭氧發(fā)酵試驗(yàn)研究。
【IPC分類】C12M1/02, C12M1/107, C12M1/34, C12M1/38
【公開號(hào)】CN104962470
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510387171
【發(fā)明人】錢 勛, 馬駿, 谷潔, 孫薇, 高華, 王小娟
【申請(qǐng)人】西北農(nóng)林科技大學(xué)
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年7月3日