(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210656984.3 (22)申请日 2022.06.10 (71)申请人 武汉理工大 学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 张彦　熊新玲　郭雨佳　 (74)专利代理 机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 42222 专利代理师 郑勤振 (51)Int.Cl. C12M 1/36(2006.01) C12M 1/02(2006.01) C12M 1/00(2006.01) B01F 27/90(2022.01) B01F 33/81(2022.01)B01F 35/93(2022.01) (54)发明名称 生物质原料 预处理装置、 方法 (57)摘要 公开了一种生物质原料预处理装置、 方法， 该装置包括： 壳体， 其包括混合腔以及与该混合 腔连接的出料口和两个进料通道， 所述出料口上 安装有出料阀， 所述出料口与发酵罐相连， 所述 混合腔和所述两个进料通道内分别设有对原料 进行搅拌的搅拌器； 加热器， 其设置在所述壳体 上对添加到所述混合腔内的原料进行加热； 以及 控制器， 其连接所述出料阀和所述发酵罐的密度 传感器， 并根据所述密度传感器传递的发酵罐内 密度信号计算出发酵物的固含率， 同时结合预先 设置的map图确定适合该固含率的最佳进料速 度， 以此控制所述出料阀的开度。 本发明有效解 决在利用干式厌氧发酵方法处理废弃物时进出 料困难、 搅拌不均、 发酵周期长等问题。 权利要求书1页 说明书2页 附图2页 CN 114940940 A 2022.08.26 CN 114940940 A 1.一种生物质原料 预处理装置， 其特 征在于， 包括： 壳体， 其包括混合腔以及与该混合腔连接的出料口和两个进料通道， 所述出料口上安 装有出料阀， 所述出料 口与发酵罐相连， 所述混合腔和所述两个进料通道内分别设有对原 料进行搅拌的搅拌器； 加热器， 其设置在所述壳体上对添加到所述混合腔内的原料进行加热； 以及 控制器， 其连接所述出料阀和所述发酵罐的密度传感器， 并根据所述密度传感器传递 的发酵罐内密度信号计算出发酵物的固含率， 同时结合预先设置的map图确定适合该固含 率的最佳进料速度， 以此控制所述出 料阀的开度。 2.根据权利要求1所述的生物质原料预处理装置， 其特征在于， 所述搅拌器包括搅拌轴 以及设置在该搅拌轴上的叶片。 3.根据权利要求1所述的生物质原料预处理装置， 其特征在于， 所述加热器包括布置在 所述壳体内壁的电磁线圈， 该电磁线圈与所述壳体外壁之间具有聚氨酯保温层。 4.根据权利要求1所述的生物质原料预处理装置， 其特征在于， 所述发酵罐连接有收集 发酵时产生的气 体的气体收集装置， 该气 体收集装置上具有监测内部气压的气 体压力传感 器， 所述控制器根据所述气体压力传感器数据计算出所述发酵罐 的产气率， 根据该产气率 对所述出 料阀的开度进行修 正， 使发酵速度达 到最佳发酵速度。 5.一种生物质原料预处理方法， 其特征在于， 包括： 将原料送入到权利要求1～4任一项 所述的生物质原料预 处理装置的所述两个进 料通道内， 利用所述两个进 料通道内的所述搅 拌器对原料进行搅拌， 将搅拌后的原料送入所述混合腔 内进行混合， 利用所述加热器和所 述混合腔内的所述搅拌器对所述混合腔内的原料做加热和搅拌预 处理， 经过预 处理后的原 料通过所述出料口送入到所述发酵 罐内。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114940940 A 2生物质原料预处理装 置、 方法 技术领域 [0001]本发明属于生物质的干式厌氧发酵工艺领域， 特别涉及生物质原料预处理装置、 方法。 背景技术 [0002]随着畜禽产业以及农副产品加工产业的快速发展， 环境污染问题也越来越严重。 据估算， 中国畜禽粪便约38亿吨， 40％以上未有效利用； 年产农作物秸秆约10.4亿吨,20％ 未有效利用。 通过干式厌氧发酵处理秸秆、 畜禽粪等， 可以生产可再生能源， 有效应对环境 和能源危机。 然而中国对干式厌氧发酵技术的研究起步较晚， 存在进出料困难、 搅拌不均 匀、 传热传质差、 发酵周期长等问题。 [0003]在现有发酵处理系统中， 进料装置及进料方法直接影响着进料情况、 搅拌均匀程 度和发酵效率等。 按照进 料方式不同， 一般将厌氧发酵工艺分为批式和连续式。 在批式发酵 过程中， 水解、 酸化、 产气相继进行， 发酵过程为非稳态状态。 在连续式进料发酵过程中， 水 解、 酸化、 产气可同时进 行， 厌氧过程处于稳态状态， 有利于避免过程中产 物抑制。 两种方式 都有一定的弊端， 不同固含率时， 发酵装置发酵产气率不同。 而且， 由于未对进料速率进行 控制， 存在搅拌不均匀现象， 并间接影响微生物的生长环境， 从而抑制发酵物发酵， 降低发 酵反应速率， 影响发酵周期。 发明内容 [0004]本发明提供一种生物质原料预处理装置、 方法， 有效解决在利用干式厌氧发酵方 法处理废弃物时进 出料困难、 搅拌不均、 发酵周期 长等问题， 从而提高生物质处理系统的能 量利用率、 发酵效率和产气率， 提高废弃物利用率。 [0005]根据本发明实施例一方面， 提供一种生物质原料预处理装置， 包括： 壳体， 其包括 混合腔以及与该混合腔连接的出料 口和两个进料通道， 所述出料 口上安装有出料阀， 所述 出料口与发酵罐相连， 所述混合腔和所述两个进 料通道内分别设有对原料进 行搅拌的搅拌 器； 加热器， 其设置在所述壳体上对添加到所述混合腔内的原料进行加热； 以及控制器， 其 连接所述出料阀和所述发酵罐的密度传感器， 并根据所述密度传感器传递的发酵罐内密度 信号计算出发酵物的固含率， 同时结合预先设置的map图确定适合该固含率的最佳进料速 度， 以此控制所述出 料阀的开度。 [0006]根据本发明实施例另一方面， 提供一种生物质原料预处理方法， 包括： 将原料送入 到所述的生物质原料预 处理装置的所述两个进 料通道内， 利用所述两个进 料通道内的所述 搅拌器对原料进行搅拌， 提高原料的粉碎化程度， 同时提高搅拌均匀性， 使原料初步粉碎， 然后将搅拌后的原料送入所述混合腔内进 行混合， 利用所述加热器和所述混合腔内的所述 搅拌器对所述混合腔内的原料做加热和搅 拌预处理， 经过预处理后的原料通过所述出料口 送入到所述发酵 罐内。 [0007]本发明采用生物质原料预处理装置对原料做预搅拌和预加热， 提高原料初始发酵说　明　书 1/2 页 3 CN 114940940 A 3