批式厌氧发酵装置的制作方法

文档序号:15036704发布日期:2018-07-27 20:25阅读:1248来源:国知局

本实用新型属于实验室用化学仪器领域,特别是涉及一种批式厌氧发酵装置。



背景技术:

以沼气发酵为主体的能源利用模式是发展循环农业的重要举措。沼气是生物质能源中极具开发前景的一类可再生能源,其作为一种便于运输,用途广泛(加热、动力和能源)以及价格低廉的可再生能源具有很多不可替代的优点。据估算,目前我国仅畜禽粪便资源总量就有约8.5亿吨,若将其转化为沼气可折合约7840万吨标煤。而且,随着工农业生产的迅速发展,城市规模的不断扩大以及畜牧业高度集约化与工厂化经营,城市污水及家畜排泄物的产生量呈上升趋势,其含有大量重金属、细菌、病原菌及病毒等,如不经处理随意排放,将严重影响环境卫生和人类健康;同时,污水和家畜排泄物中还含有微生物生长所需的有机质和N、P、K等营养物质,如果不合理利用,又将造成资源浪费。沼气生产不仅可以有效的改善以上问题,还可以缓解能源短缺,减少温室气体排放,促进经济和社会的可持续发展。

沼气发酵又称厌氧消化和厌氧发酵,在无氧条件下,微生物分解有机物并产生沼气的过程,是指有机物(如畜禽粪便、秸秆、杂草等)在一定的水分、温度和厌氧条件下,通过种类繁多、数量巨大、且功能不同的各类微生物的分解代谢,最终形成甲烷(50-75%)和二氧化碳(25-50%)等混合性气体(沼气)的复杂的生物化学过程。沼气厌氧发酵的工艺很多,其中按照投料方式,可以分为:连续式发酵、间歇式发酵、两步发酵和批式发酵。沼气批式发酵是指在发酵过程中,培养基一次性加入,产品一次性收获,与外界没有其它物料交换的一种发酵方式,是广泛采用的一种发酵方式。方法简单,操作容易,但对于这种批式厌氧发酵体系内产生的气体成分的变化和发酵液营养成分改变的实时检测就具有一定的难度。为解决以上问题,设计一款可同时完成上述指标测定的装置就显得尤为重要。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点,提供一种批式厌氧发酵装置。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是:

一种批式厌氧发酵装置,包括恒温水浴锅以及设置在所述的恒温水浴锅中的多个厌氧发酵单元;

所述的厌氧发酵单元包括上下侧端分别设置开口的发酵瓶、与设置在所述的发酵瓶上端开口处的橡胶塞连接的排气单元以及分别与上下侧端开口处连接的取样单元;所述的排气单元包括插入所述的橡胶塞的硬质导气管以及与所述的硬质导气管连接的软质导气管;所述的软质气导管的另一端深入到盛满饱和食盐水的倒置于储液器的量筒的底部;所述的取样单元包括与上下侧端开口连接的软质导管、与所述的软质导管连接的三通管以及设置在所述的软质导管上的止血夹;下侧端的三通管的一端连接有取液器用于抽取发酵液样;上侧端的三通管的一端连接有一端密闭的软质橡胶管用于抽取发酵气体样品。使用时,将上侧端三通管阀门打开使发酵瓶内气体流向一端密闭的软胶管内,然后将阀门关闭,立即用取气器插入一端密闭的软质橡胶管中抽取发酵气体样品,拔出后立即用凡士林进行针眼的封堵,即可满足装置的密闭性。

所述的恒温水浴锅内设置有震荡箱体;所述的震荡箱体的底面上设置有多个孔洞用于恒温液体的通过;所述的震荡箱体的横向的中间位置设置有移动板,纵向设置有多个间隔板;所述的移动板与多个所述的间隔板分隔成多个储存空间用于放置所述的厌氧发酵单元。

所述的发酵瓶的中间位置设置有环形的固定圈;所述的固定圈的一端固定在所述的移动板上,另一端通过弹簧体固定在震荡箱体的内壁上;所述的震荡箱体的一侧设有与所述的移动板连动的滑块以及与所述的滑块匹配的滑道,所述的滑块与电机连接使其来回移动。

所述的橡胶塞环周壁设有开口向下的环形挡片。

所述的发酵瓶为500ml上下侧端开口及上端开口的抽滤瓶,所述的取液器为5ml一次性注射器。所述的取气器为为1ml精密注射器。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:

本实用新型采用的均为实验室常用仪器,安装方便,能够在恒温水浴锅中完成多个样品同时进行的批次发酵试验,可同时进行发酵气体和/或发酵液样品的收集,还可以进行累计产气量的测定,利于气体和/或液体成分方便、快捷、准确的实时检测分析,保证发酵体系的厌氧环境。本实用新型选用具有上下侧端口和上端开口的抽滤瓶作为发酵瓶,减小与外界的接触面积,不仅可以充分保证体系厌氧环境,还可以完成一定量底物的发酵。

此外,本实用新型中在恒温水浴锅中加入震荡箱体,能够在完成恒温水浴的同时通过滑块带动移动板来回移动,从而对发酵瓶中的发酵液进行震荡摇匀,加快其发酵过程,保证发酵体系发酵的均一性和高效性。

附图说明

图1是本实用新型的厌氧发酵单元的示意图。

图2是本实用新型的批式厌氧发酵装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面结合附图和最佳实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1-2示出一种批式厌氧发酵装置,包括恒温水浴锅2以及设置在所述的恒温水浴锅中的多个厌氧发酵单元1;所述的厌氧发酵单元包括上下侧端分别设置开口的发酵瓶11、与设置在所述的发酵瓶上端开口处的橡胶塞连接的排气单元12以及分别与上下侧端开口处连接的取样单元13;所述的排气单元包括插入所述的橡胶塞121的硬质导气管122以及与所述的硬质导气管连接的软质导气管123;所述的软质气导管的另一端深入到盛满饱和食盐水的倒置放置于储液器125的量筒124的底部;所述的橡胶塞环周壁设有开口向下的环形挡片且所述的橡胶塞为呈上大下小的锥形设计。该处的设计可以使橡胶塞在插入硬质导气管以及拔出硬质导气管的时候不易将橡胶塞带出,从而影响厌氧环境。所述的取样单元包括与上下侧端开口连接的软质导管131、与所述的软质导管连接的三通管133以及设置在所述的软质导管上的止血夹132;下侧端的三通管的一端连接有取液器134用于抽取发酵液样;所述的取液器为5ml一次性注射器。上侧端的三通管的一端连接有一端密闭的软质橡胶管用于抽取发酵气体样品。使用时,将上侧端三通管阀门打开使发酵瓶内气体流向一端密闭的软胶管内,然后将阀门关闭,立即用注射器插入一端密闭的软质橡胶管中抽取发酵气体样品,拔出后立即用凡士林进行针眼的封堵,即可满足装置的密闭性。该处所使用的注射器为1ml精密注射器。所述的发酵瓶为500ml上下侧端开口和上端开口的抽滤瓶。

所述的恒温水浴锅内设置有震荡箱体;所述的震荡箱体的底面上设置有多个孔洞用于恒温液体的通过;所述的震荡箱体的横向的中间位置设置有移动板141,纵向设置有多个间隔板146;所述的移动板与多个所述的间隔板分隔成多个储存空间用于放置所述的厌氧发酵单元。所述的发酵瓶的中间位置设置有环形的固定圈;所述的固定圈的一端通过固定架143固定在所述的移动板上,另一端通过弹簧体142固定在震荡箱体的内壁上;所述的震荡箱体的一侧设有与所述的移动板连动的滑块144以及与所述的滑块匹配的滑道145,所述的滑块与电机连接使其来回移动。

总之,本实用新型采用的均为实验室常用仪器,安装方便,能够同时在恒温水浴锅中完成多个样品的批次发酵试验,可同时进行发酵气体和/或发酵液样品的收集,还可以进行累计产气量的测定,利于气体和/或液体成分方便、快捷、准确的实时检测分析,保证发酵体系的厌氧环境。本实用新型选用具有上下侧端开口及上端开口的抽滤瓶作为发酵瓶,减小与外界的接触面积,不仅可以充分保证体系厌氧环境,还可以完成一定量底物的发酵。

此外,本实用新型中在恒温水域箱中加入震荡箱体,能够在完成恒温水浴的同时通过滑块带动移动板来回移动,从而对发酵瓶中的发酵液进行震荡摇动,加快其发酵过程,减少实验时间,提高效率。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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