料管接触，送料管由可调节高度结构支撑41，无轴螺旋送料器进料口 42深入储料罐，无轴螺旋送料器出料口43连接发酵罐进料口，无轴送料器末端与驱动电机轴连接，通过调节驱动电机转速和送料管高度实现生物质与培养基比例可控。
[0021]如图3所示，所述罐体挤压变形机构固定端固定在螺旋结构上，挤压机构运动端收到控制信号，协同动作挤压柔性罐体实现罐体内物料混合。
[0022]如图2所示，所述发酵罐体内壁为膜分离层29，膜分离层与柔性罐体材料交错连接，微流道收集膜过滤后，通过滤液出口 30接负压装置进入滤液分离系统。
[0023]如图2所示，所述菌种或酶制剂通过出料口的接口31注入罐内，罐体挤压机构32按照控制工艺挤压罐体，实现混料，由于生物质内部难降解，发酵过程中，生物质可以被挤压装置同时运动压入出料口，到达出料球形三通，驱动电机33启动，通过离合器34连接另外一套无轴送料系统35送入进料球形三通，再通过往复研磨装置重新进入发酵罐内，再次发酵。
[0024]如图2所示，所述发酵过程结束后，挤压装置一同动作，实现产物通过截止阀进入出料口，到达出料球形三通，气动截止阀36开通从排料口 37排出，降解物料排出时，进料口，出料口截止阀关闭，保证发酵条件。
[0025]如图2所示，所述大部分生物质排出罐体后，关闭出料口截止阀，剩余的未排除部分，可以作为种子留在发酵罐内，送料器启动送入新的培养基，进行下一周期发酵，实现了连续发酵。
[0026]如图4所示，所述截止阀均为气动截止阀，物料通过柔性软管进出发酵罐，气动装置44推动挤压结构45实现软管截止和开通。
[0027]实施方案1:一种10升的生物质连续发酵系统，由20升储料罐，送料器和10升发酵罐系组成，在控制系统控制下，实现连续发酵过程，生物质及培养基在储料罐内配置完毕，通过固液比比可控的无轴螺旋送料装置送入，厌氧发酵罐内发酵。厌氧发酵罐为柔性结构，受外力挤压实现物料混合，所述罐体挤压变形机构固定端固定在螺旋结构上，挤压机构运动端收到控制信号，协同动作挤压柔性罐体实现罐体内物料混合。
[0028]发酵罐体内壁为高分子聚偏氟乙烯膜分离层，膜分离层与柔性罐体材料交错连接，微流道收集膜过滤后，通过滤液出口接负压装置进入滤液分离系统。
[0029]由于生物质为颗粒状态，为提高发酵效率，在发酵过程中间生物质被送入研磨装置，研磨后重新进入发酵罐，发酵结束，大部分剩余物会被挤压出罐体，少部分留在罐底，作为种子，新的基质会被送料器送入罐内，实现了高效连续的生物质发酵。
[0030]3个10升发酵系统并联发酵，经过24小时将罐体上部发酵完成的秸杆排除罐外，然后补料连续发酵，三个罐体分时段启动，当一个罐体出现问题可以通过其他罐体引种。
[0031]实施方案2:—种100升的生物质连续发酵系统，由200升储料罐，送料器和100升发酵罐系组成，在控制系统控制下，实现连续发酵过程，生物质及培养基在储料罐内配置完毕，通过固液比比可控的无轴螺旋送料装置送入，厌氧发酵罐内发酵。厌氧发酵罐为柔性结构，受外力挤压实现物料混合，所述罐体挤压变形机构固定端固定在螺旋结构上，挤压机构运动端收到控制信号，协同动作挤压柔性罐体实现罐体内物料混合。
[0032]发酵罐体内壁为陶瓷膜替代平板膜的分离层，膜分离层与柔性罐体材料交错连接，微流道收集膜过滤后，通过滤液出口接负压装置进入滤液分离系统。
[0033]由于生物质为颗粒状态，为提高发酵效率，在发酵过程中间生物质被送入研磨装置，研磨后重新进入发酵罐，发酵结束，大部分剩余物会被挤压出罐体，少部分留在罐底，作为种子，新的基质会被送料器送入罐内，实现了高效连续的生物质发酵。
[0034]3个100升发酵系统并联发酵，经过24小时将罐体上部发酵完成的秸杆排除罐外，然后补料连续发酵，三个罐体分时段启动，当一个罐体出现问题可以通过其他罐体引种。
[0035]实施方案3: 一种100立方米的生物质连续发酵系统，由150立方米储料罐，送料器和100立方米发酵罐系组成，在控制系统控制下，实现连续发酵过程，生物质及培养基在储料罐内配置完毕，通过固液比比可控的无轴螺旋送料装置送入，厌氧发酵罐内发酵。厌氧发酵罐为柔性结构，受外力挤压实现物料混合，所述罐体挤压变形机构固定端固定在螺旋结构上，挤压机构运动端收到控制信号，协同动作挤压柔性罐体实现罐体内物料混合。
[0036]发酵罐体内壁为柱状陶瓷膜替代平板陶瓷膜的分离层，膜分离层与柔性罐体材料交错连接，微流道收集膜过滤后，通过滤液出口接负压装置进入滤液分离系统。
[0037]由于生物质为颗粒状态，为提高发酵效率，在发酵过程中间生物质被送入研磨装置，研磨后重新进入发酵罐，发酵罐内添加磨球提高研磨效果，发酵结束，大部分剩余物会被挤压出罐体，少部分留在罐底，作为种子，新的基质会被送料器送入罐内，实现了高效连续的生物质发酵。
[0038]3个100立方米发酵系统并联发酵，经过24小时将罐体上部发酵完成的秸杆排除罐外，然后补料连续发酵，三个罐体分时段启动，当一个罐体出现问题可以通过其他罐体引种。
【主权项】
1.一种生物质连续发酵系统，由储料罐，送料器和发酵罐系组成在控制系统控制下，实现连续发酵过程，其特征在于:生物质及培养基在储料罐内配置完毕，通过固液比比可控的无轴螺旋送料装置送入，厌氧发酵罐内发酵，厌氧发酵罐为柔性结构，受外力挤压实现物料混合，由于生物质为颗粒状态，为提高发酵效率，在发酵过程中间生物质被送入研磨装置，研磨后重新进入发酵罐，发酵结束，大部分剩余物会被挤压出罐体，少部分留在罐底，作为种子，新的基质会被送料器送入罐内，实现了高效连续的生物质发酵。2.按照权利I所述的一种生物质连续发酵系统，其特征在于:所述发酵罐罐体为球体结构，由柔性材料制成，具有顶部进料口和中上部出料口两个接口，进料口上部向上依次具有气动截止阀，往复式研磨器，球形三通，气动截止阀，接送料器进料口，出料口依次接通气动截止阀，球形三通，发酵罐罐体下半部分由半球形螺旋管状结构支撑，螺旋管有入口和出口，通过介质温度控制，调节罐体温度，半球螺旋状结构之间增强结构固定并与悬挂装置固定连接，悬挂装置再通过弹簧与罐体固定支架连接，重力计替代一组弹簧实现罐体重量控制。3.按照权利I所述的一种生物质连续发酵系统，其特征在于:所述储料罐为椭球结构，为生物质和培养基预处理设备，能够满足发酵前的全部条件要求，生物质废碎成3-8毫米颗粒，通过固体注入口，注入储料罐，培养基通过液体注入口注入储料罐，液体培养基和生物质的重量配比为15:1，浸泡后培养基祛除生物质内部氧气，氧化还原点位，pH值控制在微生物生长所需条件，为实现上述条件，还需要注液口，注气口，排气口，排渣口。4.按照权利I所述的一种生物质连续发酵系统，其特征在于:所述送料器为无轴螺旋结构，送料器中间部分为一定螺距的类弹簧的螺旋结构，送料螺旋叶片固定在螺旋结构上，无轴螺旋与具有摩擦条的送料管接触，送料管由可调节高度结构支撑，无轴螺旋送料器进料口深入储料罐，无轴螺旋送料器出料口连接发酵罐进料口，无轴送料器末端与驱动电机轴连接，通过了解驱动电机转速和送料管高度实现生物质与培养基比例可控。5.按照权利I，2所述的一种生物质连续发酵系统，其特征在于:所述罐体挤压变形机构固定端固定在螺旋结构上，挤压机构运动端收到控制信号，协同动作挤压柔性罐体实现罐体内物料混合。6.按照权利I，2所述的一种生物质连续发酵系统，其特征在于:所述发酵罐体内壁为膜分离层，膜分离层与柔性罐体材料交错连接，微流道收集膜过滤后，通过滤液出口接负压装置进入滤液分离系统。7.按照权利I，2，5所述的一种生物质连续发酵系统，其特征在于:所述菌种或酶制剂通过出料口的接口注入罐内，罐体挤压机构按照控制工艺挤压罐体，实现混料，由于生物质内部难降解，发酵过程中，生物质可以被挤压装置同时运动压入出料口，到达出料球形三通，驱动电机启动，通过离合器连接另外一套无轴送料系统送入进料球形三通，再通过往复研磨装置重新进入发酵罐内，再次发酵。8.按照权利I，2所述的一种生物质连续发酵系统，其特征在于:所述发酵过程结束后，挤压装置一同动作，实现产物通过截止阀进入出料口，到达出料球形三通，气动截止阀开通从排料口排出，降解物料排出时，进料口，出料口截止阀关闭，保证发酵条件。9.按照权利I所述的一种生物质连续发酵系统，其特征在于:所述大部分生物质排出罐体后，关闭出料口截止阀，剩余的未排除部分，可以作为种子留在发酵罐内，送料器启动送入新的培养基，进行下一周期发酵，实现了连续发酵。10.按照权利I所述的一种生物质连续发酵系统，其特征在于:所述截止阀均为气动截止阀，物料通过柔性软管进出发酵罐，气动装置推动挤压结构实现软管截止和开通。
【专利摘要】本发明公开了一种生物质连续发酵系统，尤其是以农业秸秆为碳源的厌氧连续发酵系统。其技术法案在于生物质及培养基在储料罐内配置完毕，通过固液比可控的无轴螺旋送料装置送入，厌氧发酵罐内发酵。厌氧发酵罐为柔性结构，受外力挤压实现物料混合，由于生物质为颗粒状态，为提高发酵效率，在发酵中间生物质被送入研磨装置，研磨后重新进入发酵罐，发酵结束，大部分剩余物会被挤压出罐体，少部分留在罐底，作为种子，新的基质会被送料器送入罐内，实现了高效连续的生物质发酵。
【IPC分类】C12M1/00, C12M1/38, C12M1/36
【公开号】CN105602841
【申请号】CN201610013276
【发明人】侯哲生, 佟金, 马云海, 田爱华, 陈一斐, 侯明润, 任露泉
【申请人】吉林化工学院
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月11日