一种水培法生物降解仪的制作方法

1.本发明涉及生物降解设备技术领域，更具体的说是涉及一种水培法生物降解仪。


背景技术：

2.随着塑料使用量的增加.回收和处理已变成一个热点，但塑料要完全回收是困难的。另外，一些难回收的塑料如渔具、农业用翟盖物和水溶性的聚合物等，常常从封闭的垃圾处理循环系统中泄漏到环境中去。采用叮生物分解材料是解决这类环境问题的有效途径之一。被送至堆肥设备的产品或包装材料应尽可能地生物分解。所以测定这些材料可能的生物分解能力和获得在自然环境中它们生物分解能力的指标就很重要。
3.但是，现有技术中生物降解多是采用大体积反应釜，一方面，内盛堆肥或蛭石等固体废弃物，让接种物和反应物堆砌在一起进行反应，较为笨重，操作不便，固体物质混合很难保证均匀度，极易导致反应不彻底，彻底反应需要较长的时间，另一方面，采用空压机爆气，模拟强烈需氧的条件，间歇性启停补气，噪音很大，影响其它实验的操作，并且集中爆气，采用分气阀分流的方式，很难保证各反应釜爆气均一，而且极易造成堵塞，需要经常更换清洗，非常不方便；最后，采用空气浴的方式进行控温，该种加热方式，控温精度不高，整个腔体温度均匀度较差，从而导致实验的数据平行性较差，可重复性较差，各反应釜湿度调节差异较大，导致反应进度不一，误差较大；
4.而现有的生物降解仪通常采用吸收法或堆肥法，吸收法使用碱性溶液吸收释放的二氧化碳，然后取样进行酸碱滴定，根据消耗的酸液的多少来计算二氧化碳的吸收量，此方法滴定终点不易判定，存在的误差较大，数据平行性较差，而且需要每天人工滴定，效率低下；堆肥法反应，曝气供氧，最终采用滴定法来测定释放的二氧化碳量，但是此种测定方法对人工依赖性较大，需要实验人员每天更换碱液，每天取样滴定，每天进行计算，而一个实验周期往往可能需要持续3-6个月。
5.因此，提供一种快速准确的水培法生物降解仪是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明提供了一种水培法生物降解仪，用于生物基材料可生物降解性的快速检测，用于可降解塑料制品、原材料的降解率快速测定。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种水培法生物降解仪，包括：
9.箱体，所述箱体内部具有多个平行分布的反应通道；
10.多个反应系统，多个所述反应系统分别放置在多个所述反应通道内；每个所述反应系统均包括依次连接相通的脱碳瓶、反应瓶、除氨瓶、除湿瓶和检测器，其中所述除湿瓶与所述检测器之间的管道上安装有气体流速调节装置；所述反应瓶的进气口和出气口均位于其顶部；
11.多个曝气泵，多个所述曝气泵分别安装在所述箱体顶部的机柜内，多个所述曝气泵分别与多个所述脱碳瓶连接相通；
12.水浴系统，所述水浴系统设置在所述箱体的底部，使得每个所述脱碳瓶以及每个所述反应瓶均位于所述水浴系统的水浴槽内；
13.数据处理系统，所述数据处理系统分别与多个所述检测器电性连接。
14.通过采取以上方案，本发明的有益效果是：
15.1)每个反应通道均配有一个曝气泵，实现独立爆气，同时每个反应通道设置有一个气体流速计，用于控制流速，确保每个反应通道都处于一定的爆气条件下，保证了实验的可重复性和稳定性；
16.2)采用水浴的方式进行控温，每个反应瓶都处于水中，受热均匀，而且水的比热大，温度波动小，可以使反应瓶都处于恒定的温度环境下，极大地提高了数据的平行性和可重复性；
17.3)反应瓶释放的气体会先经过除氨，然后进行除湿，然后再经过除尘，之后再送入检测器进行检测，不但可以提高检测精度，延长使用寿命，而且还可以保护环境。
18.进一步的，每个所述反应瓶的底部均安装有磁力搅拌器。
19.采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，在整个反应过程中提供持续的搅拌，确保反应物的均匀性，增加氧气的溶解，加速反应的进行。
20.进一步的，每个所述曝气泵均通过其底部的防震底脚安装在所述机柜内；所述机柜的内壁上黏贴有隔音棉。
21.采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，减小工作噪音，提供静音环境。
22.进一步的，每个所述检测器均包括壳体和红外传感器，同一所述反应通道内的所述除湿瓶与所述壳体通过所述管道连接相通；所述红外传感器安装在所述壳体内部。
23.采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，每个反应通道配有一个红外传感器，避免相互干扰，能够快速高效的利用气体浓度与吸收强度关系鉴别气体组分，并确定二氧化碳的浓度。
24.进一步的，所述气体流速调节装置包括气体流量计和流量调节阀，所述气体流量计和所述流量调节阀顺序安装在从所述除湿瓶至所述壳体的所述管道上。
25.采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，实现精准调控，其中气体流量计可实时指示流速的变化，调节阀可进行微调。
26.进一步的，所述水浴系统还包括液位传感器和电磁阀，所述液位传感器安装在所述水浴槽内靠近底部位置；所述电磁阀安装在与水源连接的所述水浴槽进水口；所述液位传感器与所述电磁阀电性连接。
27.采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，当液位过低时可以自动进行补水，防止干烧，减少人工负担。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
提供的附图获得其他的附图。
29.图1附图为本发明提供的反应系统、曝气泵和水浴系统的结构示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.如图1所示，本发明实施例公开了一种水培法生物降解仪，包括箱体、多个反应系统、多个曝气泵1、水浴系统2和数据处理系统；箱体内部具有多个平行分布的反应通道；多个反应系统分别放置在多个反应通道内；每个反应系统均包括依次连接相通的脱碳瓶3、反应瓶4、除氨瓶5、除湿瓶6和检测器7，其中除湿瓶6与检测器7之间的管道上安装有气体流速调节装置8；反应瓶4的进气口41和出气口42均位于其顶部；在本实施例中，脱碳瓶3、反应瓶4、除氨瓶5和除湿瓶6构成一个完整的培养系统，以堆肥浸出液作为接种物，在全液体的状态下进行高效反应；其中脱碳瓶3内盛放碱液，确保为反应瓶4通入水饱和的不含二氧化碳的空气，营造强烈需氧的环境，除氨瓶5用于吸收气体中的氨气，避免腐蚀，延长使用寿命；多个曝气泵1分别安装在箱体顶部的机柜内，多个曝气泵1分别与多个脱碳瓶3连接相通；水浴系统2设置在箱体的底部，使得每个脱碳瓶3以及每个反应瓶4均位于水浴系统2的水浴槽内，确保处于相同的温度条件，水浴系统2包括pt100温度传感器，具有电加热和电冷却双系统，当实际温度与设定温度有偏差时，即可进行自动调节；数据处理系统分别与多个检测器7电性连接，实时显示所检测气体的中二氧化碳的浓度和持续累积量。
32.本发明每个反应通道均配有一个曝气泵1，实现独立爆气，同时每个反应通道设置有一个气体流速调节装置，用于控制流速，确保每个反应通道都处于一定的爆气条件下，保证了实验的可重复性和稳定性；采用水性反应的方式，让接种物和反应物均处于液体的环境中进行反应，简捷高效；采用水浴的方式进行控温，每个反应瓶4都处于水中，受热均匀，而且水的比热大，温度波动小，可以使反应瓶4都处于恒定的温度环境下，极大地提高了数据的平行性和可重复性；反应瓶4释放的气体会先经过除氨，然后进行除湿，然后再经过除尘，之后再送入检测器7进行检测，不但可以提高检测精度，延长使用寿命，而且还可以保护环境。
33.具体的，每个反应瓶4的底部均安装有磁力搅拌器。
34.具体的，每个曝气泵1均通过其底部的防震底脚安装在机柜内；机柜的内壁上黏贴有隔音棉。
35.具体的，每个检测器7均包括壳体和红外传感器，同一反应通道内的除湿瓶6与壳体通过管道连接相通；红外传感器安装在壳体内部，数据处理系统与红外传感器电性连接。
36.具体的，气体流速调节装置8包括气体流量计和流量调节阀，气体流量计和流量调节阀顺序安装在从除湿瓶6至壳体的管道上。
37.具体的，水浴系统2还包括液位传感器和电磁阀，液位传感器安装在水浴槽内靠近底部位置；电磁阀安装在与水源连接的水浴槽进水口；液位传感器与电磁阀电性连接。
38.本发明的工作过程：
39.采用爆气泵1进行供气，所供气体首先经过脱碳瓶3处理后，变为不含二氧化碳的水饱和气体，气体随后进入到反应瓶4内，为微生物的代谢提供需氧的环境条件，之后剩余的气体携带代谢产生的二氧化碳、氨气、水汽等进入到除氨瓶5，气体内的氨气被吸收脱除，剩余的气体进入到除湿瓶6，气体内的水汽被变色硅胶吸附脱除，剩余的气体进入气体流速调节装置8，气体通过气体流速调节装置8限定到合适的速度进入检测器7内，红外传感器实时监测气体内二氧化碳的浓度，并以百万分比浓度的形式在数据处理系统显示出来，同时自动运算出累计值也在数据处理系统上显示出来。
40.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
41.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。