一种车库式干发酵模拟装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种车库式干发酵模拟装置，属于用收集发酵气体，如甲烷的方法技术领域。该装置包括密封发酵箱和水浴加热箱，密封发酵箱的顶部盖板通过法兰与密封发酵箱连接，顶部盖板上开设有若干通孔，通孔包括至少一个取样口、至少一个喷淋回流口和至少一个出气口；水浴加热箱位于发酵箱的外侧并通过固定件与发酵箱固接；发酵箱的侧壁上开设有沼液出口，沼液出口通过管道与发酵箱体内部的喷淋管连通；取样口处安装有密封管，密封管的上端与球阀的一端连接，球阀另一端连接橡胶皮管。该装置的顶部盖板可完全取下，方便试验进出料及清洗工作，且可以保证较好的环境可靠性。该装置还实现了沼液的回流喷淋，可对车库式干发酵过程进行更好的模拟。
【专利说明】
_种车库式干发酵模拟装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种干发酵模拟装置，属于用收集发酵气体，如甲烷的方法技术领域。
【背景技术】
[0002]沼气干发酵反应体系中的总固体含量可达到20-50%，与传统湿发酵相比，明显提高了容积产能能力，节约水资源和能源，并且产生的沼液少，废渣含水量低，后续处理费用低。目前干发酵技术已经成为厌氧发酵研究的热点和主要发展趋势。
[0003]车库式干发酵是近年来发展迅速的一种新型沼气工艺技术，具有原料适应性广、预处理简单、容积产气率高、无沼液外排等优点。该产品的创新之处在于，库顶采用敞口设计，柔性膜覆盖辅以沟槽水密封，库门采用充气圈与压条耦合密封技术，库体密封可靠，可通过库门和库顶二个通道进料，既保证装料多，也容易实现进出料机械化。
[0004]然而，与常规的干发酵相同，车库式干发酵中底物是以不流动的固态存在，难以搅拌，并且存在严重的异质性，使得反应中间产物、发酵微生物细胞及能量在介质中的传递和扩散受到严重限制。发酵过程中底物的特性在时间和空间(尤其是纵向上)的分布上均存在较大的差异，极易造成中间代谢产物在局部区域过度积累，最终导致酸中毒甚至发酵失败。因此针对不同的发酵基质，明确车库式干发酵过程中基质特性在时间和空间上的变化规律，是保证车库式干发酵顺利进行的前提条件。
[0005]目前，国内外对车库式干发酵过程的研究均是采用破坏性试验，即同时做多个发酵罐，定期取出一罐对其物料特性进行分析。这种方法由于多采用小型发酵罐，很难对物料特性进行空间差异分析，与实际的生产工况不符，不能对实际生产过程进行准确的预测。另夕卜，同时做多个发酵罐，也给试验增添了很多的麻烦。针对这一现状，急需一种可多次使用且能在不破会厌氧发酵环境的前提下对对车库式干发酵过程进行预测或实时检测的试验
目.ο
【实用新型内容】
[0006]本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种可以多次使用的针对车库式干发酵过程的模拟装置，且在模拟车库式干发酵过程中，无论实时检测还是取样等操作都不会破坏厌氧发酵环境。
[0007]本实用新型为了解决上述技术问题提出的技术方案是:一种车库式干发酵模拟装置，包括密封发酵箱和水浴加热箱，其特征在于:所述密封发酵箱的顶部盖板通过法兰与所述密封发酵箱连接，所述顶部盖板上开设有若干通孔，所述通孔包括至少一个取样口、至少一个喷淋回流口和至少一个出气口；所述水浴加热箱位于所述发酵箱的外侧并通过固定件与所述发酵箱固接;所述发酵箱的侧壁上开设有沼液出口，所述沼液出口通过管道与所述发酵箱体内部的喷淋管连通;所述取样口处安装有密封管，所述密封管的上端与球阀的一端连接，所述球阀另一端连接橡胶皮管。
[0008]上述技术方案的改进是:所述通孔还包括至少一个传感器接口。
[0009]上述技术方案的改进是:所述传感器接口包括PH传感器接口及氧化还原传感器接
□ O
[0010]上述技术方案的改进是:所述固定件为位于所述发酵箱底部外侧的支撑脚。
[0011]上述技术方案的改进是:所述支撑脚有4个分别位于发酵箱底部的4个顶角上。
[0012]上述技术方案的改进是:所述水浴加热箱的加热器位于所述水浴加热器的底部，并通过外置温度控制器控制温度。
[0013]上述技术方案的改进是:所述管道靠近沼液出口段安装有蠕动栗。
[0014]上述技术方案的改进是:所述发酵箱的法兰面上开有密封槽，所述密封槽内设有密封橡胶圈。
[0015]上述技术方案的改进是:所述取样口有1-2个，所述喷淋回流口1-2个，所述出气口有1-2个。
[0016]本实用新型采用上述技术方案的有益效果是:本装置用于模拟车库式干发酵过程，用于观察各种底物在发酵过程中的参数变化情况，通过可以与发酵箱分离的顶部盖板，使得发酵试验进料和出料时可以将顶部盖板完全取下，方便试验进出料及清洗工作，同时因为相互连接的法兰面上设有密封圈，因此在再次进行实验时可以保证较好的环境可靠性。
[0017]此外，由于车库式干发酵中底物是以不流动的固态存在，难以搅拌，并且存在严重的异质性，使得反应中间产物、发酵微生物细胞及能量在介质中的传递和扩散受到严重限制。发酵过程中底物的特性在时间和空间(尤其是纵向上)的分布上均存在较大的差异，极易造成中间代谢产物在局部区域过度积累，最终导致酸中毒甚至发酵失败。为此本装置为更好模拟车库式干发酵，避免出现发酵失败的情况，亦设计了喷淋系统，通过本装置上的沼液出口以及相应的管道和蠕动栗等设计，可以实现对于沼液的回流喷淋，并且沼液全程不接触空气，对厌氧发酵无有任何不利影响。
【附图说明】
[0018]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0019]图1是本实用新型一种车库式干发酵模拟装置实施例的结构示意图。
[0020]图2是本实用新型一种车库式干发酵模拟装置实施例的顶部盖板结构示意图。
【具体实施方式】
实施例
[0021 ]密封发酵箱1、水浴加热箱2、顶部盖板3、取样口 4、喷淋回流口 5、传感器接口 6、出气口 7。
[0022]本实施例的一种车库式干发酵模拟装置，如图1、2所示，包括密封发酵箱I和水浴加热箱，密封发酵箱I的顶部盖板3通过法兰与密封发酵箱I连接，顶部盖板3上开设有若干通孔，包括至少一个取样口 4、至少一个喷淋回流口 5、至少一个出气口 7以及至少一个传感器接口 6;水浴加热箱位于发酵箱的外侧并通过与发酵箱固接;发酵箱的侧壁上开设有沼液出口，沼液出口通过管道与发酵箱体内部的喷淋管连通;取样口 4处安装有密封管，密封管的上端与球阀的一端连接，球阀另一端连接橡胶皮管。
[0023]传感器接口 6包括PH传感器接口 6及氧化还原传感器接口 6。实现相关数据实时监控。
[0024]固定件为位于发酵箱底部外侧的支撑脚，支撑脚有4个分别位于发酵箱底部的4个顶角上。
[0025]水浴加热箱的加热器位于水浴加热器的底部，并通过外置温度控制器控制温度。
[0026]管道靠近沼液出口段安装有蠕动栗，以进行沼液喷淋。
[0027]发酵箱的法兰面上开有密封槽，密封槽内设有密封橡胶圈。在发酵试验进料和出料时可以将盖板完全取下，方便试验进出料及清洗工作。
[0028]取样口4可以使一个或多个，以方便进行取样，一般1-2个，特殊情况可以更多，根据喷淋回流管的规模，喷淋回流口 5可以为一个或多个，一般为1-2个，根据实际情况确定出气口 7的数量，并在出气口 7出安装流量计来确定进入储气袋的气量，一般出气口 7为I个，若有特殊要求可以为2个或更多。
[0029]本装置的取样口4上安装的球阀是为了在取样时先将取样器插入球阀取样口 4上部的连接的橡胶皮，橡胶皮紧贴取样器以保证密封，这时再打开球阀，插入取样器，实现在不破坏厌氧发酵环境条件下的密封取样。
[0030]本装置可以用来模拟车库式干发酵试验，通过发酵箱与水浴加热箱之间的夹层进行水浴加热，并通过温度控制器调节底部加热器，实现对温度的控制。
[0031]装置侧下方开有的沼液出口，发酵箱体内上半部分布设的喷淋管，盖板上部开有喷淋管接口，沼液出口和喷淋管通过管路连接，用蠕动栗进行沼液喷淋，实现沼液全程不接触空气，对厌氧发酵无有任何不利影响。
[0032]本实用新型不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
【主权项】
1.一种车库式干发酵模拟装置，包括密封发酵箱和水浴加热箱，其特征在于:所述密封发酵箱的顶部盖板通过法兰与所述密封发酵箱连接，所述顶部盖板上开设有若干通孔，所述通孔包括至少一个取样口、至少一个喷淋回流口和至少一个出气口；所述水浴加热箱位于所述发酵箱的外侧并通过固定件与所述发酵箱固接;所述发酵箱的侧壁上开设有沼液出口，所述沼液出口通过管道与所述发酵箱体内部的喷淋管连通;所述取样口处安装有密封管，所述密封管的上端与球阀的一端连接，所述球阀另一端连接橡胶皮管。2.根据权利要求1所述的车库式干发酵模拟装置，其特征在于:所述通孔还包括至少一个传感器接口。3.根据权利要求2所述的车库式干发酵模拟装置，其特征在于:所述传感器接口包括PH传感器接口及氧化还原传感器接口。4.根据权利要求1所述的车库式干发酵模拟装置，其特征在于:所述固定件为位于所述发酵箱底部外侧的支撑脚。5.根据权利要求4所述的车库式干发酵模拟装置，其特征在于:所述支撑脚有4个分别位于发酵箱底部的4个顶角上。6.根据权利要求1所述的车库式干发酵模拟装置，其特征在于:所述水浴加热箱的加热器位于所述水浴加热器的底部，并通过外置温度控制器控制温度。7.根据权利要求1所述的车库式干发酵模拟装置，其特征在于:所述管道靠近沼液出口段安装有蠕动栗。8.根据权利要求1所述的车库式干发酵模拟装置，其特征在于:所述发酵箱的法兰面上开有密封槽，所述密封槽内设有密封橡胶圈。9.根据权利要求1所述的车库式干发酵模拟装置，其特征在于:所述取样口有1-2个，所述喷淋回流口 1-2个，所述出气口有1-2个。
【文档编号】C12M1/34GK205635602SQ201620311977
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】曹杰, 曲浩丽, 贺静
【申请人】农业部南京农业机械化研究所