一种杂交狼尾草制沼气的实验预处理装置的制作方法

本实用新型属于实验装置技术领域，具体地说，涉及一种杂交狼尾草制沼气的实验预处理装置。

背景技术：

随着社会的发展进步，人们对能源的需求也越来越大，石油等不可再生能源日益紧张，急需开发新能源来替代。利用植物来发酵产生沼气也是开发项目之一，并且极具前景，但植物的细胞壁及其纤维结构严重的制约了植物的发酵降解，降低了发酵的效率、发酵时间长、产气量低。因此，要有效利用植物纤维，就要对其进行预处理，以提高生物转化效率。

植物纤维的预处理方法很多，如化学法、物理法、生物法等，但是化学方法采用的酸、碱溶液很容易腐蚀设备，还会破坏植物纤维中的某些成分，而生物法虽然能起到较好的效果，但作用时间长，造成生产周期较长。常用的物理方法是将其机械粉碎，但是使植物纤维断裂的效率较低。现有的实验室对植物纤维的预处理均是分步进行，这样不但降低了实验人员的工作效率，还延长了整个实验时间。

技术实现要素：

为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种杂交狼尾草制沼气的实验预处理装置，能有效降低纤维素的结晶度，使纤维素、半纤维素和木质素之间的连接变得松散，并防止了酸碱腐蚀器械，有效提高沼气的产量，缩短最大产气高峰出现的时间，还能缩短实验时间，减少实验人员的劳动消耗，提高工作效率。

为实现上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的：所述的杂交狼尾草制沼气的实验预处理装置主要包括粉碎机、伸缩软管、超声处理设备、容量杯、支架、搅拌器，所述的粉碎机置于实验台上，粉碎机包括粉碎仓、进料口、集料仓，进料口设在粉碎仓的上方，粉碎仓右侧设有集料仓，所述的伸缩软管上部为漏斗形结构，下部为细软管，伸缩软管的上部与集料仓相连，下部与置于超声处理设备中的容量杯相接，所述的超声处理设备放置在地面上，所述的容量杯中装有预处理液，所述的支架安装在超声处理设备的中部上方，所述的搅拌器一端穿过支架与置于支架上的小型电机相连，另一端置于容量杯中，没入预处理液的液面下。

所述的支架与超声处理设备采用螺栓连接。

所述的粉碎机为市售的RT-34小型实验室连续投料粉碎机，所述的超声处理设备为市售的KQ-250DB型超声波清洗机。

本实用新型的有益效果：采用机械粉碎和超声波进行预处理，能有效降低纤维素的结晶度，使纤维素、半纤维素和木质素之间的连接变得松散，并防止了酸碱腐蚀器械，有效提高了发酵率，提高沼气的产量，缩短最大产气高峰出现的时间，一边粉碎一边与预处理液进行混合搅拌，节约时间，并减少实验人员的劳动消耗，提高工作效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型辅助厌氧发酵装置示意图；

图3为本实用新型不同超声功率的沼气产气量柱状图；

图4为本实用新型不同处理时间的沼气产气量柱状图。

图中，1-粉碎机、2-粉碎仓、3-进料口、4-集料仓、5-伸缩软管、6-超声处理设备、7-容量杯、8-支架、9-小型电机、10-搅拌器、11-实验台、12-地面、13-恒温水浴锅、14-发酵罐、15-料液取样口、16-阀门、17-导气管、18-采气口、19-集气瓶、20-导水管、21-集水瓶、22-大气连通管、23-胶塞。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

如图1所示，所述的杂交狼尾草制沼气的实验预处理装置主要包括粉碎机1、伸缩软管5、超声处理设备6、容量杯7、支架8、搅拌器10，所述的粉碎机1置于实验台11上，粉碎机1包括粉碎仓2、进料口3、集料仓4，进料口3设在粉碎仓2的上方，粉碎仓2右侧设有集料仓4，粉碎后的物料聚集在集料仓4内，所述的伸缩软管5上部为漏斗形结构，下部为细软管，此种设计方便接料和放料，伸缩软管5的上部与集料仓4相连，下部与置于超声处理设备6中的容量杯7相接，伸缩软管5能够伸缩，在结束向容量杯7中放料后，可以将其压缩起来，这样不多占空间，还不影响对容量杯7的取放。所述的超声处理设备6放置在地面12上，所述的容量杯7中装有预处理液，所述的支架8安装在超声处理设备6的中部上方，支架8通过螺栓与超声处理设备6固定连接，支架8用来固定小型电机9和搅拌器10，所述的搅拌器10一端穿过支架8且与置于支架8上的小型电机9相连，另一端置于容量杯7中，没入预处理液的液面下，搅拌器10经小型电机9控制，能一边加入粉碎的草粉，一边进行搅拌，使得草粉与预处理液混合均匀，使预处理更加完全，还能节省时间，在混合均匀后松动螺栓，即可将支架8移除，调节超声波功率，设置时间和温度，即可进行超声波预处理。所述的粉碎机1为市售的RT-34小型实验室连续投料粉碎机，其原理是：物料通过进料口3进入粉碎仓2，在甩锤和研磨瓦之间被挤压、撞击、研磨，由于甩锤运动的同时也引起了气流的流动，所以气流带动着被粉碎的物料经过筛网进入滤袋过滤，空气被排出，物料、粉尘被收集在集料仓4内，完成粉碎。所述的超声处理设备6为市售的KQ-250DB型超声波清洗机。

如图2所示，所述的杂交狼尾草制沼气的实验预处理装置与厌氧发酵装置配合完成制沼气过程，厌氧发酵装置包括恒温水浴锅13、发酵罐14、导气管17、集气瓶19、导水管20、集水瓶21、大气连通管22，发酵罐14置于恒温水浴锅13中，发酵罐14口设有料液取样口15和导气管17，导气管17上设有阀门16和采气口18，料液取样口15可以对发酵罐14中的液体进行取样检验，采气口18用来获取沼气进行检测，阀门16控制气体及液体的进出，导气管17与集气瓶19相连，集气瓶19通过导水管20与集水瓶21相连，集气瓶19收集沼气，集水瓶21收集从集气瓶19中排出的水，从而用排水法计量出气体收集量，集水瓶21口设有大气连通管22，为了平衡集水瓶21中的气压，发酵罐14、集气瓶19、集水瓶21的瓶口均设有胶塞23，胶塞23用来进行密封。

如图3所示，对杂交狼尾草进行不同超声功率的超声预处理，225W超声功率处理杂交狼尾草比未经处理的日产沼气量高出2.6%，如图4所示，对杂交狼尾草进行不同时间的超声预处理，超声处理15min、30min、60min组的产气量较好，对杂交狼尾草超声处理30min比未经处理的杂交狼尾草的日产气量高出6%，所以，超声波预处理对纤维素结构的破坏有利于杂交狼尾草厌氧反应的进行，从而提高沼气产气量，缩短最大产气高峰出现的时间，其中，在超声功率225W，处理30min的条件下，产气效果最好。

本发明采用机械粉碎和超声波进行预处理，能有效降低纤维素的结晶度，使纤维素、半纤维素和木质素之间的连接变得松散，并防止了酸碱腐蚀器械，有效提高了发酵率，提高沼气的产量，缩短最大产气高峰出现的时间，一边粉碎一边与预处理液进行混合搅拌，节约时间，并减少实验人员的劳动消耗，提高工作效率。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。