CN203700350U

CN203700350U - 一种实验室简易厌氧发酵装置

Info

Publication number: CN203700350U
Application number: CN201320890050.2U
Authority: CN
Inventors: 张超君; 蔡禄; 潘建刚
Original assignee: Inner Mongolia University of Science and Technology
Current assignee: Inner Mongolia University of Science and Technology
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2023-12-31

Abstract

本实用新型涉及一种实验室简易厌氧发酵装置，属于实验用仪器。本实用新型包括发酵瓶，发酵瓶的取样口内部设有内凹状的硬质橡胶膜，硬质橡胶膜上设有十字形切缝。本实用新型由于在酵瓶的取样口内部设有带十字形切缝的内凹状硬质橡胶膜，避免了取样过程中对瓶中发酵过程的影响，方便取样。且在发酵瓶瓶体上设有固定器，固定器上的固定臂可沿瓶卡滑动，解决了发酵瓶在水域恒温装置中的漂浮问题。本实用新型专门针对厌氧发酵中取样和瓶体固定问题进行解决，为厌氧发酵过程提供了均衡稳定的环境，且结构简单，造价低廉。

Description

一种实验室简易厌氧发酵装置

技术领域

本实用新型涉及一种实验室简易厌氧发酵装置，属于实验用仪器。

背景技术：

能源安全是国家战略安全保障基础之一，随着经济建设的飞速发展，我国对能源的需要日益增加，而有限的化石能源难以维继经济对能源需求的不断增长，与此同时，化石燃料燃烧造成的环境污染和温室效应,使21世纪的能源面临巨大挑战,因此，可再生能源将成为未来可持续发展能源***的主体，而随着世界各国封封开启生物质能源的研究和应用，致使发展以生物质能源为主导的可再生能源已经是大势所趋。生物质能源简单的来说就是储存在生物体内的太阳能，因其可再生、低污染、来源广泛等特性逐渐成为了仅次于煤炭、石油、天燃气的第四大能源（王革华.我国生物质能利用技术展望[J].农业工程学报，1999，15（4）：19-22.）。生物质能源根据其物理状态可划分为固体生物质能源，液体生物质能源和气体生物质能源，其中气体生物质能源又包括沼气，生物质气化制气等，特别是沼气是我国应用最早的生物质能源之一。

沼气最先发现于沼泽中，它是一种在特定的厌氧条件下，通过微生物代谢活动，分解糖类、蛋白质和脂肪等有机物质，将碳素物质大部分转化为甲烷，一小部分转化为二氧化碳，最终形成的以甲烷和二氧化碳为主要成分的可燃性混合气体。（Krzyszt Zieminski,andMagdalena,Frac.Methane fermentation process as anaerobic digestion of biomass:Transformations,stages and microorganisms[J].African Journal of Biotechnology，2012，11(18):4127-4139）。沼气最主要的成分是甲烷，与天然气、油田气及煤矿坑道气的主要成分相同，所以它既可以直接作为气体燃料，也可以用于制造氢气、碳黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质，而且甲烷的燃烧热值能达到890.31KJ/mol，是一氧化碳的3倍，可作为未来气体燃料的主力军之一。

与其他生物质能源不同，沼气发酵更适应我国的国情，在我国有更大的发展前景。首先，沼气发酵的原料来源广泛、成本低廉，动物粪便、农林废弃物、城市有机生活垃圾和污水污泥，都可以作为发酵底物，而我国是一个农业和人口的大国，有丰富的生物质资源可以利用，为沼气发酵提供了良好的物质基础（刘刚，沈镭.中国生物质能源的定量评价及其地理分布[J].自然资源学报，2007，1(22)：9-19.）；其次，沼气发酵的设备和技术要求较低，所需投资较小；第三，在沼气发酵的过程中，大量的有机废物被降解并生成沼气，同时缓解了能源与环境带来的双重压力；第四，沼气发酵后的沼液和沼渣也有广泛的用途，沼液的营养元素全面可用作浸种液或植物叶面肥，相关实验表明，经过沼液浸种的农作物产量同未经处理的作物相比能提高5%～8%。沼渣是沼气发酵后剩余的固体物质，TS%（total solid总固体浓度）在10%左右，含有大量的速效态的氮、磷、钾和微量元素，是优良的有机肥和土壤改良剂（于明河.浅谈沼气发酵产物综合利用应用技术[J].农业工程技术，2013(3):22-24.）。由此可见，沼气发酵既能解决能源危机又能缓解环境污染，还可以促进农业的发展，必将成为我国生物质能源发展的重点。

然而，目前我国的沼气发酵普遍存在水解酸化时间过长，产气率低，甲烷浓度低于国际水平等问题，这些缺陷和不足在一定程度上也制约了它的推广和应用。因此关于沼气的研究也引起了众多生物能源研究者的关注。实验室沼气厌氧发酵的研究便于对沼气厌氧发酵工艺进行优化，从而为规模化沼气发酵提供必备的理论支撑和技术支撑。

目前常用于实验室产沼气的厌氧发酵罐有两种类型，一种是购买的厌氧发酵罐成品，一种是自行设计组装的简易发酵装置，由于前者所需费用较高，占地面积大，所以实验室普遍使用简易厌氧发酵装置，但是简易厌氧发酵装置中普遍存在两个问题：第一，该类型装置中通常没有设计取样口或者取样口的设计不合理造成了取样困难；第二，该类型装置在利用恒温水浴装置发酵产沼气过程中，存在罐体在水浴装置中易于漂浮而难于固定的问题缺陷。如潍坊康地恩生物科技有限公司的简易厌氧发酵装置CN202786227U，虽然简便却没有取样口，无法对厌氧发酵的过程进行实时监控。因此，针对上述不足，本实用新型设计出可同时兼顾便于取样和固定瓶体的简易厌氧发酵装置，这将极大地提高实验室厌氧发酵研究的工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种方便取样，且实验过程稳定的一种实验室简易厌氧发酵装置。

本实用新型包括发酵瓶，发酵瓶的取样口内部设有内凹状的硬质橡胶膜，硬质橡胶膜上设有十字形切缝。

所述发酵瓶瓶体上设有固定器，所述固定器包括：瓶卡，瓶卡外表面上设有滑道，滑道内至少设有2个滑块，滑块上设有固定臂。

本实用新型由于在酵瓶的取样口内部设有带十字形切缝的内凹状硬质橡胶膜，避免了取样过程中对瓶中发酵过程的影响，方便取样。且在发酵瓶瓶体上设有固定器，固定器上的固定臂可沿瓶卡滑动，解决了发酵瓶在水域恒温装置中的漂浮问题。

本实用新型专门针对厌氧发酵中取样和瓶体固定问题进行解决，为厌氧发酵过程提供了均衡稳定的环境，且结构简单，造价低廉。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型发酵罐结构示意图；

图3为图2的5部放大图；

图4为图3的俯视图；

图5为本实用新型固定器结构示意图；

图6为本实用新型瓶卡结构示意图

具体实施方式

本实用新型包括发酵瓶1、第一集水瓶2、第二集水瓶3和固定器4。发酵瓶1上设有取样口5、装料口6，装料口6由橡胶塞封闭并设有排气口7。发酵瓶1通常放置于水域恒温装置中，通过固定器4加以稳定。发酵瓶1、第一集气瓶2与第二集水瓶3之间通过橡胶管连接成为一个整体。所述发酵瓶1的取样口5内部设有内凹状的硬质橡胶膜8，硬质橡胶膜上设有十字形切缝。

所述发酵瓶1瓶体上设有固定器4，所述固定器4包括：瓶卡9，瓶卡9外表面上设有滑道12，滑道12内设有2个滑块11，滑块11上设有固定臂10。

在使用本实用新型时，从进料口6放入发酵底物，厌氧发酵产生的气体通过排气口7连接的橡胶管进入第一集气瓶2，第二集气瓶2中装满水，气体进入第一集气瓶2后将水通过橡胶管排入第二集水瓶3中，通过测量第二集水瓶3中的水的体积可得到产气体积。取样时，将注射器深入取样口5穿过十字形切缝硬质橡胶膜8取样，以监测发酵罐1内部的变化。固定发酵瓶1时，将固定器4上的瓶卡9安装在发酵瓶1瓶口上，通过固定臂10把发酵瓶1固定在水域恒温仪器壁上，固定臂10可以通过滑块11以及滑道12进行移动已达到稳定固定的效果。

Claims

1.一种实验室简易厌氧发酵装置，包括发酵瓶，其特征是：发酵瓶的取样口内部有内凹状的硬质橡胶膜，硬质橡胶膜上设有十字形切缝。

2.根据权利要求1所述的一种实验室用简易厌氧发酵装置，其特征是：所述发酵瓶瓶体上设有固定器，固定器包括：瓶卡，瓶卡外表面上设有滑道，滑道内至少设有2个滑块，滑块上设有固定臂。