[发明专利]电磁强化连续式发酵方法及装置

权利要求书

1.一种电磁强化连续式发酵方法，其特征在于：发酵原料从进料口进入均匀设置有中空穿孔电极对阵列的发酵腔中，发酵原料切割通过中空穿孔电极对后设置在中空穿孔电极对之间，通过中空穿孔电极对向发酵原料中鼓入气体进行曝气，保证不同阶段发酵原料处于充分均匀混合状态，在15~70℃发酵过程中，向中空穿孔电极对施加微电压，强化发酵过程中的电化学作用，产生自由基，同时重金属通过电化学作用，转化为可溶态从发酵原料中迁出进入发酵液中，带正电的重金属离子富集在中空穿孔电极对中的阴电极上，对发酵原料中的重金属离子进行定向捕捉吸附；同时在发酵过程中，对发酵原料施加磁场，发酵原料中带电粒子在磁场中做切割磁感线的运动时会受到洛伦兹力的作用，加快发酵反应速率，外加磁场会改变发酵原料表面的双电层结构，促使原料中有害物质向水溶态转化，使得有害物质更易在微电压强化电化学反应中被去除，强化对发酵原料中的重金属、抗生素有害物质的去除效果，上述发酵采用连续式发酵方式，提高生产效率；发酵过程中收集渗滤液、挥发氨、发酵产物，用于制备肥料和副产品。

2.根据权利要求1所述的电磁强化连续式发酵方法，其特征在于：发酵原料含水率为40%~99%。

3.根据权利要求1所述的电磁强化连续式发酵方法，其特征在于：鼓入气体间隔时间为4~72h，每次鼓气10~30min。

4.根据权利要求1所述的电磁强化连续式发酵方法，其特征在于：中空穿孔电极对阵列中的中空穿孔电极对包括阳电极和阴电极，阳电极和阴电极结构相同，其为一端设置有曝气进口和电极接头，管壁上带有通孔的中空棒状电极，其中通孔为文丘里管结构，喉管段孔径为0.2~3.5mm，通孔的进气口孔径为0.5~5mm，通孔的出气口孔径为0.35~4.5mm。

5.根据权利要求1所述的电磁强化连续式发酵方法，其特征在于：向中空穿孔电极对施加微电压通入电流的方式为交流电，频率为50Hz，电压为0.1~36V。

6.根据权利要求4所述的电磁强化连续式发酵方法，其特征在于：中空棒状电极为铈钨电极、镧钨电极、钍钨电极、钇钨电极、锆钨电极、纯钨电极、紫铜电极、石墨电极、铜钨合金电极、银钨合金电极、钢电极、黄铜电极、铸铁电极中的一种。

7.根据权利要求1所述的电磁强化连续式发酵方法，其特征在于：磁场强度为1×10^-3~1H。

8.实现权利要求1-7中任一项所述电磁强化连续式发酵方法的装置，其特征在于：包括磁场发生器（1）、一对以上的中空穿孔电极对（2）、抽气泵（3）、挥发氨收集器（4）、出料口（5）、传送机（6）、滤板（8）、渗滤液处理器（9）、发酵腔（16）；其中中空穿孔电极对（2）是由阳电极和阴电极组成，阳电极和阴电极结构相同，其为一端设置有曝气进口（15）和电极接头，管壁上带有通孔（12）的中空棒状电极，通孔（12）为文丘里管结构，中空穿孔电极对与电源（23）连接，一对以上的中空穿孔电极对通过管道与鼓气泵（21）连通，管道上设置有脉冲阀（22）；发酵腔（16）上部开有进料口（10），发酵腔（16）下部一侧开有排料口（7），滤板（8）倾斜设置在发酵腔（16）内并向排料口（7）倾斜，滤板（8）位于排料口处的一端设置在传送机（6）一端上并与其连接，中空穿孔电极对设置在滤板（8）上方，渗滤液处理器（9）通过管道与滤板（8）左下方渗滤液排出口（24）连通，传送机（6）另一端处设置有出料口（5），挥发氨收集器（4）通过抽气泵（3）与发酵腔（16）上部的排气口连接，磁场发生器（1）产生的磁场覆盖发酵腔（16）。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：通孔（12）内的喉管段孔径为0.2~3.5mm，通孔的进气口（17）孔径为0.5~5mm，通孔的出气口（18）孔径为0.35~4.5mm，中空穿孔电极对上通孔密度为5~20个/cm²。