[发明专利]一种体外瘤胃仿生系统

权利要求书

1.一种体外瘤胃仿生系统，其特征在于，包括：

纤维素类生物质预处理单元(1)，对纤维素类生物质进行预处理得到基质；

产酸发酵单元(2)，与所述纤维素类生物质预处理单元(1)连接，接种富含瘤胃功能菌的接种物，模拟反刍动物瘤胃厌氧发酵产酸环境，将所述基质酸化得到混合液，并固液分离；

酸吸收单元(3)，与所述产酸发酵单元(2)连接，将固液分离得到的酸化液中短链脂肪酸吸收转化。

2.根据权利要求1所述体外瘤胃仿生系统，其特征在于，所述纤维素类生物质预处理单元(1)包括基质罐(4)，纤维素类生物质经预处理后储于基质罐(4)，所述预处理包括纤维素类生物质的粉碎以及与有机固体废弃物的混合。

3.根据权利要求2所述体外瘤胃仿生系统，其特征在于，所述纤维素类生物质与有机固体废弃物的混合比例通过批次试验优化确定，以最大程度的水解速率为优化目标。

4.根据权利要求2或3所述体外瘤胃仿生系统，其特征在于，所述有机固体废弃物包括牛粪。

5.根据权利要求1所述体外瘤胃仿生系统，其特征在于，所述富含瘤胃功能菌的接种物为瘤胃液或牛粪。

6.根据权利要求1所述体外瘤胃仿生系统，其特征在于，所述产酸发酵单元(2)的基质采用连续流或间歇的方式泵入。

7.根据权利要求1所述体外瘤胃仿生系统，其特征在于，所述产酸发酵单元(2)包括产酸发酵罐(5)和动态膜组件(6)，所述产酸发酵罐(5)接种富含瘤胃功能菌的接种物并模拟反刍动物瘤胃厌氧发酵产酸环境，所述混合液经动态膜组件(6)进行固液分离；所述动态膜组件(6)置于产酸发酵罐(5)内部或外部，依据跨膜压差、通量、出料浊度调控生物曝气量、生物气反冲洗频率；所述动态膜组件(6)采用外置式时，增设循环泵将厌氧酸化混合液泵入动态膜组件(6)进行固液分离，动态膜滤液泵入酸吸收单元(3)，其余部分循环至产酸发酵罐(5)。

8.根据权利要求1所述体外瘤胃仿生系统，其特征在于，所述酸吸收单元(3)采用膜法进行短链脂肪酸的吸收转化。

9.根据权利要求1所述体外瘤胃仿生系统，其特征在于，所述酸吸收单元(3)为接种产甲烷颗粒污泥的内置式动态膜生物反应器(7)，实现短链脂肪酸的吸收、能源转化和固液气分离。

10.根据权利要求1或9所述体外瘤胃仿生系统，其特征在于，所述酸吸收单元(3)将短链脂肪酸吸收转化后，部分回流至产酸发酵罐(5)中稀释缓解酸积累，同时将提取的沼液粗酶回用于纤维素类生物质预处理单元(1)或产酸发酵单元(2)。