用于韧皮纤维生物脱胶的振荡发酵装置

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用于韧皮纤维生物脱胶的振荡发酵装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型属于生物脱胶技术领域，尤其涉及一种用于韧皮纤维生物脱胶的振荡发酵装置。\n背景技术\n[0002] 苎麻、大麻、亚麻、黄麻、红麻、罗布麻和棉杆皮等植物的韧皮部中含有大量韧皮纤维，此类纤维是一种重要的纺织原料，但是必需对此类植物茎杆进行脱胶处理，除去与纤维素相胶合的果胶、半纤维素、木质素等胶质物质后才能得到可用于纺织工业的韧皮纤维。\n[0003] 传统的韧皮纤维脱胶是利用纤维素与胶质物质对酸、碱等化学试剂的稳定性不同，通过拆包解束、装笼、煮练、软麻、酸漂洗、给油、脱油、烘干等工序将纤维素与胶质物质分离，得到精干麻。化学法脱胶不仅劳动强度大、浪费资源多、脱胶质量差，而且由于使用了大量酸、碱、氧化剂等化学试剂，脱胶后产生的废液会造成严重的环境污染。\n[0004] 为了提高脱胶质量，现有技术也公开了诸多生物脱胶方法，如专利号为\n01106844.2的中国专利公开了一种用苎麻果胶酶进行苎麻脱胶的工艺，包括菌株选育、菌种培养、摇瓶发酵、脱胶酶液制备、苎麻扎把装笼、浸酶处理、碱和助剂煮练、洗麻、拷麻、漂洗、渍油、脱水、烘干等13道工序，经过此种方法脱胶得到的精干麻的质量有所提高，但是该脱胶工艺仅以浸酶处理代替传统的浸酸处理，仍需进行碱和助剂煮炼，会产生大量废液污染环境，而且此方法中，脱胶酶液的制备时间较长，增加了脱胶成本。专利号为95112564的中国专利文献公开了一种生物脱胶工艺，直接将脱胶菌种接种到生苎麻上，以苎麻为基质进行发酵产生脱胶酶，产生的脱胶酶与苎麻上的胶质物质发生酶促反应，将胶质物质与纤维素相分离，该方法缩短了脱胶时间，降低了生产成本，但是，脱胶菌种与苎麻的接触不均匀，使得苎麻发酵的质量参差不齐，从而导致脱胶质量不稳定。\n[0005] 申请号为201010226235.4的中国专利文献公开了一种苎麻生物脱胶方法及装置，其首先将再干燥后的鲜苎麻进行除皮、预开纤，得到原麻；将扩大培养后的脱胶菌种浸泡接种于所述原麻中，以50r/min～200r/min的转速进行振荡发酵，得到发酵麻；将所述发酵麻进行水洗开纤，得到初生麻；将所述初生麻进行渍油、脱水和烘干，得到精干麻。该方法对苎麻进行振荡发酵，使苎麻与脱胶菌株充分、均匀接触，从而提高发酵效率和脱胶质量，该方法采用中国专利文献200620050490.7公开的苎麻生物脱胶连续发酵设备实现振荡发酵，即将苎麻放置于车架上，使车架沿车轨反复快速运转即可实现振荡发酵。但是，该发酵设备结构复杂，占地面积大。\n实用新型内容\n[0006] 有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种用于韧皮纤维生物脱胶的振荡发酵装置，所述振荡发酵装置结构简单、占地面积小。\n[0007] 本实用新型提供了一种用于韧皮纤维生物脱胶的振荡发酵装置，包括：\n[0008] 固定水箱；\n[0009] 可在所述固定水箱内往复运动的承载装置，所述承载装置包括设置在所述固定水箱顶部、可往复运动的托架和与所述托架相连接、在所述托架的带动下往复运动的载料架，所述载料架置于所述固定水箱内部；\n[0010] 带动所述承载装置往复运动的传动装置；\n[0011] 驱动所述传动装置运动的驱动装置。\n[0012] 优选的，所述固定水箱上设置有保温夹层。\n[0013] 优选的，所述固定水箱顶部设置有轨道槽，所述托架底部设置有滚轮，所述滚轮可沿所述轨道槽运动。\n[0014] 优选的，所述载料架包括：\n[0015] 与所述托架相连接的支架；\n[0016] 所述支架上平行设置有若干挂料架。\n[0017] 优选的，所述传动装置包括：\n[0018] 在所述驱动装置的驱动下等幅往复转动的滚筒；\n[0019] 卷绕在所述滚筒上、可带动所述承载装置往复运动的钢丝绳。\n[0020] 优选的，所述固定水箱底面设置有支撑轮，侧面设置有换向轮，所述钢丝绳依次穿过所述支撑轮、所述换向轮和所述托架。\n[0021] 优选的，所述驱动装置包括：\n[0022] 驱动电机；\n[0023] 在所述驱动电机的驱动下转动的曲柄；\n[0024] 一端与所述曲柄相连的摇杆，所述摇杆的另一端与所述滚筒相连。\n[0025] 优选的，所述摇杆通过与所述曲柄铰接的连杆与所述曲柄连接。\n[0026] 优选的，所述摇杆与所述滚筒铰接。\n[0027] 与现有技术相比，本实用新型提供了一种用于韧皮纤维生物脱胶的振荡发酵装置，包括固定水箱；可在所述固定水箱内往复运动的承载装置，所述承载装置包括设置在所述固定水箱顶部、可往复运动的托架和与所述托架相连接、在所述托架的带动下往复运动的载料架，所述载料架置于所述固定水箱内部；带动所述承载装置往复运动的传动装置；\n驱动所述传动装置运动的驱动装置。本实用新型提供的振荡发酵装置用于韧皮纤维生物脱胶时，将韧皮纤维放置于载料架上，接种扩大培养的脱胶菌种后，开启驱动装置，传动装置带动托架往复运动，托架带动载料架在固定水箱内部往复运动，从而使载料架上的韧皮纤维与菌种充分接触，实现振荡发酵。由于是往复运动形成的振荡，韧皮纤维在振荡过程中不易打结，脱胶更加彻底，得到的纤维质量较好。本实用新型提供的振荡发酵装置结构简单，占地面积小。另外，本实用新型提供的振荡发酵装置无需使体积大、质量重的固定水箱振荡，不仅能够节省成本，而且能够延长水箱的使用寿命。\n附图说明\n[0028] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。\n[0029] 图1为本实用新型实施例提供的振荡发酵装置的结构示意图；\n[0030] 图2为本实用新型实施例提供的振荡发酵装置中固定水箱和承载装置的结构示意图。\n具体实施方式\n[0031] 为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。\n[0032] 本实用新型提供了一种用于韧皮纤维生物脱胶的振荡发酵装置，包括：\n[0033] 固定水箱；\n[0034] 可在所述固定水箱内往复运动的承载装置，所述承载装置包括设置在所述固定水箱顶部、可往复运动的托架和与所述托架相连接、在所述托架的带动下往复运动的载料架，所述载料架置于所述固定水箱内部；\n[0035] 带动所述承载装置往复运动的传动装置；\n[0036] 驱动所述传动装置运动的驱动装置。\n[0037] 本实用新型提供的振荡发酵装置用于韧皮纤维生物脱胶时，将韧皮纤维放置于载料架上，接种扩大培养的脱胶菌种后，开启驱动装置，传动装置带动托架往复运动，托架带动载料架在固定水箱内部往复运动，从而使载料架上的韧皮纤维与菌种充分接触，实现振荡发酵。由于是往复运动形成的振荡，韧皮纤维在振荡过程中不易打结，脱胶更加彻底，得到的纤维质量较好。\n[0038] 参见图1，图1为本实用新型实施例提供的振荡发酵装置的结构示意图，其中，1为固定水箱，21为设置在固定水箱1顶部的托架，22为设置在托架2上、置于固定水箱1内部的载料架，3为传动装置，4为驱动装置。\n[0039] 固定水箱1为采用微生物发酵对韧皮纤维进行脱胶的主要反应器，可以容纳微生物、韧皮纤维、水等原料，使微生物与韧皮纤维中的果胶等胶质成分发生反应，从而实现韧皮纤维的生物脱胶。\n[0040] 参见图2，图2为本实用新型实施例提供的振荡发酵装置中固定水箱和承载装置的结构示意图。\n[0041] 固定水箱1为顶部开口的箱体结构，其顶部设置有轨道槽11，承载装置可沿该轨道槽11进行往复运动，从而实现韧皮纤维的振荡发酵。在本实施例中，在固定水箱1的顶部设置有两条平行的轨道槽，便于托架21的往复运动。\n[0042] 为了保持韧皮纤维进行发酵的温度，固体水箱1上还设置有保温夹层12，保温夹层12可采用热水保温或者热空气保温，为微生物发酵提供适宜的温度。\n[0043] 固体水箱1上还可以设置有通风装置(未在图中示出)，为微生物发酵提供充足的氧气。固定水箱1上还设置有物料进口、物料出口、微生物进口、发酵液出口、进水口、出水口等常规部件，以便于韧皮纤维与微生物充分发酵。\n[0044] 固定水箱1外部还可以设置有保护框架13，用于保护固定水箱1。保护框架13相对的两个侧面上分别设置有换向轮131和换向轮132，当传动装置为钢丝绳时，钢丝绳可穿过换向轮131、托架21和换向轮132带动承载装置往复运动。\n[0045] 固定水箱1可以固定于地面或者固定设置于其他基体上，保持水箱不发生振荡或者摇动，减轻对水箱的破坏，延长水箱的使用寿命。\n[0046] 本实用新型提供的振荡发酵装置还包括承载装置，所述承载装置用于放置韧皮纤维，并使之实现振荡。本实施例中，所述承载装置包括托架21和载料架22。\n[0047] 托架21设置在固定水箱1的顶部，可往复运动，其作用是带动载料架22往复运动，从而使放置在载料架22上的韧皮纤维实现振荡，以便充分发酵。\n[0048] 托架21底部设置有滚轮211，滚轮211可沿轨道槽11运动，使托架21在固定水箱\n1顶部往复运动。\n[0049] 载料架22与托架21相连接，并置于固体水箱1内部。载料架22的作用在于承载韧皮纤维，使韧皮纤维实现振荡的同时不相互打结。在本实施例中，载料架22包括：\n[0050] 与托架21相连接的支架221；\n[0051] 支架221上设置有若干挂料架222。\n[0052] 在本实施例中，支架221与托架21相连，可在托架21的带动下往复运动。支架\n221上设置有若干挂料架222，将将韧皮纤维扎把、装笼、装盆或直接放置于挂料架222上，当支架221往复运动时，置于挂料架222上的韧皮纤维也随之往复运动。\n[0053] 在本实施例中，支架221上平行设置有3个挂料架，在其他实施例中，根据固定水箱1的高度以及生产能力，可设置其他数量的挂料架。\n[0054] 传动装置3的作用在于在驱动装置4的作用下使承载装置往复运动，即使托架21带动载料架22在固定水箱1内往复运动。\n[0055] 为了降低摇动装置运行时产生的噪音，本实施例中，传动装置3为柔性传动装置，包括可等幅往复转动的滚筒和卷绕在所述滚筒上、可带动承载装置往复运动的钢丝绳32。\n[0056] 滚筒由驱动装置4驱动，可作等幅往复转动，带动卷绕于其上的钢丝绳32运动，从而带动托架21往复运动。在本实用新型中，可通过调整滚筒的直径调整托架21的往复运动幅度，从而无需对驱动装置4进行调整，方法简单、方便。\n[0057] 钢丝绳32依次穿过换向轮131、托架21和换向轮132卷绕在滚筒上，当滚筒顺时针方向转动时，钢丝绳32带动托架21向左移动，从而使得载料架22向左移动；当滚筒逆时针方向转动时，钢丝绳带动托架21向右移动，从而使得载料架22向右移动；滚筒周期性变换转动方向，使得钢丝绳32带动托架21往复运动。另外，本实用新型采用钢丝绳作为传动链，由于钢丝绳较为柔软，能够使得整个摇动装置在启动和换向过程中保持传动的柔性，从而保护机械结构。\n[0058] 驱动装置4的作用在于驱动传动装置3带动托架21往复运动。为了减小摩擦、提高承载能力，驱动装置4包括驱动电机、减速机、曲柄和摇杆，其中，所述驱动电机和减速机与所述曲柄相连并带动曲柄旋转，所述曲柄与所述摇杆相连，曲柄旋转带动摇杆进行定幅往复摆动，所述摇杆的另一端与滚筒相连，摇杆的往复摆动带动滚筒等幅往复运动，从而带动托架21往复运动，实现振荡。\n[0059] 在本实用新型中，所述曲柄末端铰接有连杆，所述连杆与所述摇杆相连，曲柄转动带动连杆转动，连杆转动带动摇杆往复摆动。所述摇杆与所述连杆铰接。滚筒与摇杆铰接相连，摇杆往复摆动带动滚筒等幅往复运动。\n[0060] 本实用新型提供的振荡发酵装置的工作过程如下：\n[0061] 向固定水箱1中加入水，将经过预处理的韧皮纤维放置于挂料架222上，然后将扩大培养后的脱胶菌种浸泡接种于所述韧皮纤维中，开启驱动装置4中的驱动电机，驱动电机带动曲柄旋转，曲柄旋转带动连杆往复摆动，连杆带动滚筒等幅往复转动，滚筒的等幅往复转动带动钢丝绳32周期性缩短或伸长，从而带动托架21往复运动，挂料架222上的韧皮纤维随之往复运动实现振荡发酵。\n[0062] 本实用新型提供的振荡发酵装置用于韧皮纤维生物脱胶时，将韧皮纤维放置于载料架上，接种扩大培养的脱胶菌种后，开启驱动装置，传动装置带动托架往复运动，托架带动载料架在固定水箱内部往复运动，从而使载料架上的韧皮纤维与菌种充分接触，实现振荡发酵。由于是往复运动形成的振荡，韧皮纤维在振荡过程中不易打结，脱胶更加彻底，得到的纤维质量较好。本实用新型提供的振荡发酵装置结构简单，占地面积小。另外，本实用新型提供的振荡发酵装置无需使体积大、质量重的固定水箱振荡，不仅能够节省成本，而且能够延长水箱的使用寿命。\n[0063] 进一步的，本实用新型以钢丝绳作为传动链，增加了传动柔性，有利于保护机械结构。\n[0064] 进一步的，本实用新型采用曲柄摇杆机构作为驱动装置，减少了部件之间的摩擦，提高了承载能力。\n[0065] 进一步的，本实用新型采用滚筒作为传动装置，通过变更滚筒的直径即可调整承载装置的往复运动幅度，无需改变曲柄摇杆机构的结构尺寸，使用方便、简单。\n[0066] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。