一种纤维素乙醇生产用纤维质酶解反应装置的制作方法

1.本发明涉及一种反应装置，涉及生物化工反应装置技术领域，具体涉及一种纤维素乙醇生产用纤维质酶解反应装置。


背景技术：

2.纤维素乙醇生产技术，是一种高端的清洁能源技术，因为它可以被用来替代传统的粮食乙醇技术，利用地球上广泛存在的纤维素质生物原料生产清洁的乙醇燃料，被寄予了很高的期望，利用酶水解比化学水解得糖率高，副产物少，反应条件温和，能耗低，环境友好。纤维素乙醇生产过程中，需要通过特定的纤维质酶解反应装置对纤维素进行分解，以提高纤维素转化为乙醇的转化率。
3.针对现有技术存在以下问题：
4.1、现有的纤维质酶解反应装置在使用过程中，会出现物料搅拌不均匀，导致酶解不充分的问题；
5.2、现有的纤维质酶解反应装置在使用过程中，会产生大量热量，使得装置温度升高，温度升高会使得酶活性降低，导致酶解反应速率降低的问题。


技术实现要素：

6.本发明提供一种纤维素乙醇生产用纤维质酶解反应装置，其中一种目的是为了具备使得物料搅拌均匀的能力，解决搅拌不均匀，导致酶解不充分的问题；其中另一种目的是为了解决装置使用过程产生大量热量，使得酶活性降低的问题，以达到保证酶解反应速率不受影响的效果。
7.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
8.一种纤维素乙醇生产用纤维质酶解反应装置，包括反应装置主体，所述反应装置主体的外表面上固定连接有进料斗和出料管，所述反应装置主体的内部设置有搅拌机构，所述反应装置主体的外侧设置有散热机构。
9.所述搅拌机构包括有电机，所述电机的外表面与反应装置主体的上表面固定连接，所述反应装置主体的内部设置有横向搅拌杆、弧形搅拌杆、连接板和软质刮板。
10.所述散热机构包括有储水箱，所述储水箱的上表面与反应装置主体的下表面固定连接，所述反应装置主体的外侧设置有导热柱和石墨换热球。
11.本发明技术方案的进一步改进在于：所述反应装置主体的内腔底部固定连接有楔形块，所述反应装置主体的内腔顶部与楔形块的上表面之间活动连接有转动杆，所述电机的输出轴与转动杆的一端固定连接，通过电机、转动杆以及楔形块之间的配合，使得转动杆转动。
12.本发明技术方案的进一步改进在于：所述横向搅拌杆、弧形搅拌杆的一端均与转动杆的外表面固定连接，所述弧形搅拌杆的另一端与横向搅拌杆的外表面固定连接，所述连接板的一侧与横向搅拌杆的一端固定连接，通过横向搅拌杆、弧形搅拌杆以及连接板之
间的配合，通过转动将物料搅拌均匀。
13.本发明技术方案的进一步改进在于：所述连接板的内部开设有活动槽，所述活动槽的内壁上固定连接有弹性球，所述弹性球的外表面上活动连接有活动球，所述活动球的外表面与软质刮板的外表面固定连接，所述软质刮板的一侧与反应装置主体的内壁活动连接，通过活动槽、弹性球、活动球以及软质刮板之间的配合，使得软质刮板刮动过程中可以达到自动复位的程度。
14.本发明技术方案的进一步改进在于：所述软质刮板的内壁上固定连接有弹簧，所述弹簧的一端固定连接有抵接板，所述抵接板的一侧固定连接有滑杆，所述滑杆的一端固定连接有撞击球，所述软质刮板的内壁上活动连接有弹性弯板，所述滑杆的外表面与弹性弯板的内壁活动连接，所述软质刮板的内壁上固定连接有挤压板和推动板，所述挤压板的一端与推动板的外表面固定连接，通过弹簧、抵接板、滑杆、撞击球、弹性弯板、挤压板以及推动板之间的配合，通过震动将软质刮板外表面附着的物料去除。
15.本发明技术方案的进一步改进在于：所述反应装置主体的外表面上固定连接有散热外壳，所述储水箱的上表面固定连接有出水管，所述出水管的一端固定连接有抽水泵，所述抽水泵的输出端固定连接有冷却水管，所述冷却水管的一端与散热外壳的外表面固定连接，通过储水箱、出水管、抽水泵、冷却水管以及散热外壳之间的配合，对装置进行散热处理。
16.本发明技术方案的进一步改进在于：所述散热外壳的外表面上固定连接有换热水管，所述换热水管的一端与储水箱的上表面固定连接，所述导热柱的两端分别与反应装置主体的外表面、散热外壳的内壁固定连接，所述石墨换热球的内壁与导热柱的外表面固定连接，通过换热水管、导热柱以及石墨换热球之间的配合，将热量导出，快速散失。
17.本发明技术方案的进一步改进在于：所述石墨换热球的外表面上开设有出水槽，所述导热柱的外表面上固定连接有石墨热交换板，所述石墨热交换板的外表面上开设有换热槽，通过出水槽、石墨热交换板以及换热槽之间的配合，加速换热过程。
18.由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：
19.1、本发明提供一种纤维素乙醇生产用纤维质酶解反应装置，采用电机、转动杆、楔形块、横向搅拌杆、弧形搅拌杆、连接板以及软质刮板之间的配合，当物料经进料斗投入到反应装置主体中，首先通过电机带动转动杆转动，使得横向搅拌杆、弧形搅拌杆、连接板以及软质刮板一起转动，将反应装置主体内的物料充分搅拌，使得酶解反应充分进行，并通过软质刮板的作用将附着在反应装置主体内壁上的物料刮除，避免物料粘连，导致反应不充分的问题。
20.2、本发明提供一种纤维素乙醇生产用纤维质酶解反应装置，采用活动槽、弹性球、活动球、弹簧、抵接板、滑杆、撞击球、弹性弯板、挤压板以及推动板之间的配合，当软质刮板对反应装置主体的内壁进行刮动时，软质刮板的一端活动球在摩擦力的作用下沿着活动槽的内部发生偏移，挤压弹性球发生弹性形变，通过弹性球的弹性形变产生的反向弹性作用使得软质刮板可以恢复原形，同时撞击球在转动离心力的作用下发生偏移，拉动滑杆沿着弹性弯板内壁移动，并将弹簧拉伸使其发生弹性形变，撞击球移动时会对挤压板和推动板产生撞击作用，使得软质刮板受到震动，避免物料附着在软质刮板的外表面上的问题，当撞击球在拉伸的弹簧产生的弹性作用力的作用下回弹与弹性弯板发生撞击，使其被拉伸，对
软质刮板产生震动，避免物料附着在软质刮板的外表面上的问题。
21.3、本发明提供一种纤维素乙醇生产用纤维质酶解反应装置，采用储水箱、出水管、抽水泵、冷却水管、散热外壳、换热水管、导热柱、石墨换热球、出水槽、石墨热交换板以及换热槽之间的配合，当装置开始工作产生大量热量时，首先通过抽水泵将储水箱中储存的冷却水经出水管抽出，并通过冷却水管导入至散热外壳中，同时导热柱将反应装置主体产生的热量导出，配合石墨换热球的作用，冷却水在散热外壳中经出水槽进入到石墨换热球的内部，并通过石墨热交换板以及换热槽的作用，增大与冷却水之间的接触面积，加速与冷却水之间的热量交换，热交换之后的冷却水经换热水管流回至储水箱中，循环利用，避免温度升高使得酶活性降低，导致酶解反应速率降低的问题。
附图说明
22.图1为本发明的结构示意图；
23.图2为本发明的结构搅拌机构的剖面示意图；
24.图3为本发明的结构连接板的剖面示意图；
25.图4为本发明的结构软质刮板的剖面示意图；
26.图5为本发明的结构散热外壳的剖面示意图；
27.图6为本发明的结构活性炭换热球的剖面示意图。
28.图中：1、反应装置主体；11、进料斗；12、出料管；
29.2、搅拌机构；21、电机；22、转动杆；23、楔形块；24、横向搅拌杆；25、弧形搅拌杆；26、连接板；261、活动槽；262、弹性球；263、活动球；27、软质刮板；271、弹簧；272、抵接板；273、滑杆；274、撞击球；275、弹性弯板；276、挤压板；277、推动板；
30.3、散热机构；31、储水箱；32、出水管；33、抽水泵；34、冷却水管；35、散热外壳；36、换热水管；37、导热柱；38、石墨换热球；381、出水槽；382、石墨热交换板；383、换热槽。
具体实施方式
31.下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
32.实施例1
33.如图1-6所示，本发明提供了一种纤维素乙醇生产用纤维质酶解反应装置，包括反应装置主体1，反应装置主体1的外表面上固定连接有进料斗11和出料管12，反应装置主体1的内部设置有搅拌机构2，反应装置主体1的外侧设置有散热机构3，搅拌机构2包括有电机21，电机21的外表面与反应装置主体1的上表面固定连接，反应装置主体1的内部设置有横向搅拌杆24、弧形搅拌杆25、连接板26和软质刮板27，散热机构3包括有储水箱31，储水箱31的上表面与反应装置主体1的下表面固定连接，反应装置主体1的外侧设置有导热柱37和石墨换热球38，反应装置主体1的内腔底部固定连接有楔形块23，反应装置主体1的内腔顶部与楔形块23的上表面之间活动连接有转动杆22，电机21的输出轴与转动杆22的一端固定连接，横向搅拌杆24、弧形搅拌杆25的一端均与转动杆22的外表面固定连接，弧形搅拌杆25的另一端与横向搅拌杆24的外表面固定连接，连接板26的一侧与横向搅拌杆24的一端固定连接。
34.在本实施例中，当物料经进料斗11投入到反应装置主体1中，首先通过电机21带动
转动杆22转动，使得横向搅拌杆24、弧形搅拌杆25、连接板26以及软质刮板27一起转动，将反应装置主体1内的物料充分搅拌，使得酶解反应充分进行，并通过软质刮板27的作用将附着在反应装置主体1内壁上的物料刮除，避免物料粘连，导致反应不充分的问题。
35.实施例2
36.如图1-6所示，在实施例1的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，连接板26的内部开设有活动槽261，活动槽261的内壁上固定连接有弹性球262，弹性球262的外表面上活动连接有活动球263，活动球263的外表面与软质刮板27的外表面固定连接，软质刮板27的一侧与反应装置主体1的内壁活动连接。
37.在本实施例中，当软质刮板27对反应装置主体1的内壁进行刮动时，软质刮板27的一端活动球263在摩擦力的作用下沿着活动槽261的内部发生偏移，挤压弹性球262发生弹性形变，通过弹性球262的弹性形变产生的反向弹性作用使得软质刮板27可以恢复原形，避免摩擦力过大使得软质刮板27产生较大磨损的问题。
38.实施例3
39.如图1-6所示，在实施例1的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，软质刮板27的内壁上固定连接有弹簧271，弹簧271的一端固定连接有抵接板272，抵接板272的一侧固定连接有滑杆273，滑杆273的一端固定连接有撞击球274，软质刮板27的内壁上活动连接有弹性弯板275，滑杆273的外表面与弹性弯板275的内壁活动连接，软质刮板27的内壁上固定连接有挤压板276和推动板277，挤压板276的一端与推动板277的外表面固定连接。
40.在本实施例中，撞击球274在转动离心力的作用下发生偏移，拉动滑杆273沿着弹性弯板275内壁移动，并将弹簧271拉伸使其发生弹性形变，撞击球274移动时会对挤压板276和推动板277产生撞击作用，使得软质刮板27受到震动，避免物料附着在软质刮板27的外表面上的问题，当撞击球274在拉伸的弹簧271产生的弹性作用力的作用下回弹与弹性弯板275发生撞击，使其被拉伸，对软质刮板27产生震动，避免物料附着在软质刮板27的外表面上的问题。
41.实施例4
42.如图1-6所示，在实施例1的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，反应装置主体1的外表面上固定连接有散热外壳35，储水箱31的上表面固定连接有出水管32，出水管32的一端固定连接有抽水泵33，抽水泵33的输出端固定连接有冷却水管34，冷却水管34的一端与散热外壳35的外表面固定连接，散热外壳35的外表面上固定连接有换热水管36，换热水管36的一端与储水箱31的上表面固定连接，导热柱37的两端分别与反应装置主体1的外表面、散热外壳35的内壁固定连接，石墨换热球38的内壁与导热柱37的外表面固定连接，石墨换热球38的外表面上开设有出水槽381，导热柱37的外表面上固定连接有石墨热交换板382，石墨热交换板382的外表面上开设有换热槽383。
43.在本实施例中，当装置开始工作产生大量热量时，首先通过抽水泵33将储水箱31中储存的冷却水经出水管32抽出，并通过冷却水管34导入至散热外壳35中，同时导热柱37将反应装置主体1产生的热量导出，配合石墨换热球38的作用，冷却水在散热外壳35中经出水槽381进入到石墨换热球38的内部，并通过石墨热交换板382以及换热槽383的作用，增大与冷却水之间的接触面积，加速与冷却水之间的热量交换，热交换之后的冷却水经换热水管36流回至储水箱31中，循环利用，避免温度升高使得酶活性降低，导致酶解反应速率降低
的问题。
44.下面具体说一下该纤维素乙醇生产用纤维质酶解反应装置的工作原理。
45.如图1-6所示，当物料经进料斗11投入到反应装置主体1中，首先通过电机21带动转动杆22转动，使得横向搅拌杆24、弧形搅拌杆25、连接板26以及软质刮板27一起转动，将反应装置主体1内的物料充分搅拌，使得酶解反应充分进行，并通过软质刮板27的作用将附着在反应装置主体1内壁上的物料刮除，当装置开始工作产生大量热量时，首先通过抽水泵33将储水箱31中储存的冷却水经出水管32抽出，并通过冷却水管34导入至散热外壳35中，同时导热柱37将反应装置主体1产生的热量导出，配合石墨换热球38的作用，冷却水在散热外壳35中经出水槽381进入到石墨换热球38的内部，并通过石墨热交换板382以及换热槽383的作用，增大与冷却水之间的接触面积，加速与冷却水之间的热量交换，热交换之后的冷却水经换热水管36流回至储水箱31中，循环利用。
46.上文一般性的对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对于技术领域的一般技术人员是显而易见的。因此，在不脱离本发明思想精神的修改或改进，均在本发明的保护范围之内。