[发明专利]一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法及系统

权利要求书

1.一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的系统，其特征在于，包括培养装置、检测装置、换气装置和控制装置；

所述的培养装置用于进行可生物降解材料(2)的培养；

所述的检测装置通过气体检测循环管路(9)与培养装置连接，用于检测培养装置内气体含量；

所述的换气装置通过换气管路(10)与培养装置连接，用于更换培养装置内部气体；

所述的控制装置与检测装置和换气装置电连接，用于接收检测装置的电信号并控制换气装置的启停。

2.根据权利要求1所述的一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的系统，其特征在于，所述的培养装置包括培养瓶(1)；优选所述的培养装置还包括恒温培养箱，所述的培养瓶(1)放置于恒温培养箱内部。

3.根据权利要求1所述的一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的系统，其特征在于，所述的气体检测循环管路(9)的首端和末端均与培养装置内部空间连接，并形成循环回路；优选所述的检测装置包括容积泵(3)和气体浓度检测仪(4)，所述的容积泵(3)和气体浓度检测仪(4)连接于气体检测循环管路(9)上；优选所述的气体浓度检测仪(4)为氧气传感器或二氧化碳传感器。

4.根据权利要求1所述的一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的系统，其特征在于，所述的换气管路(10)包括连接于培养装置上的供气段(101)和排气段(102)，供气段(101)的出气端和排气段(102)的进气端与培养装置内部空间连接；优选所述的换气装置包括沿气体流动方向依次设置于供气段(101)上的供气设备(6)和水洗瓶(7)、以及设置排气段(102)的出气端处的水封瓶(8)；优选所述的供气设备(6)包括气泵、容积泵或电磁阀，当供气设备(6)为容积泵时，还包括连接于容积泵进气端的装载有空气或氧气的气袋，当供气设备(6)为电磁阀时，还包括连接于电磁阀进气端的装载有压缩空气或压缩氧气的压缩气罐。

5.根据权利要求1所述的一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的系统，其特征在于，所述的控制装置为PLC控制器(5)；

所述的PLC控制器(5)与气体浓度检测仪(4)以及供气设备(6)电连接，用于实时记录气体浓度检测仪(4)测定的气体浓度值以及控制供气设备(6)的运行；

所述的PLC控制器(5)上还设有数据传输模块，用于外部数据的接收以及记录数据的发送。

6.一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法，其特征在于，采用权利要求1～5任一所述的系统，包括以下步骤：

S1：采集可生物降解材料(2)样品，调节含水率后加入至培养装置中；

S2：通过检测装置测定培养装置中的被检测气体浓度；

S3：当被检测气体浓度超出预设阈值时，换气装置启动，进行换气，将培养装置内被检测气体浓度恢复至正常大气中该被检测气体浓度水平，与此同时，培养装置中的废气排空；当被检测气体浓度恢复时，停止换气；

S4：控制装置实时记录并存储培养装置内的被检测气体浓度的值，通过被检测气体浓度的变化和培养装置顶空的体积计算得到可生物降解材料(2)在测试时间内的好氧呼吸量的值。

7.根据权利要求6所述的一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法，其特征在于，步骤S1中，包括以下条件中的任一项或多项：

(i)所述的可生物降解材料(2)为生物质废物经厌氧消化、好氧发酵和/或昆虫养殖后的生物质废物的固态残余物，

所述的可生物降解材料(2)为生活垃圾中的食品和/或植物残余物、农业废物中的禽畜粪便和/或作物残余物、城镇污水处理厂污泥、可降解聚合物或土壤；

(ii)采集可生物降解材料(2)样品后，调节含水率至40％-60％wt；

(iii)培养装置处于20～70℃的恒温环境中。

8.根据权利要求6所述的一种自动测定可生物降解材料好氧呼吸量的方法，其特征在于，步骤S2中，检测装置测定培养装置中的被检测气体浓度时，控制培养装置内的气体在气体检测循环管路(9)中的循环速度为0.1-0.5L/min。