[发明专利]基于小肠仿生的连续水解反应器及方法

权利要求书

1.基于小肠仿生的连续水解反应器，包括柔性软管(7)，其特征在于：该柔性软管(7)具有一定的弹性模量，可在外力作用下进行径向的收缩与膨胀；所述柔性软管(7)的上表面均匀设置有若干个刚性压片(8)，所有刚性压片(8)的一端均套设在固定轴(9)上，所述固定轴(9)由固定支架(4)支撑；每个刚性压片(8)的上方均设置有凸轮(6)，所有凸轮(6)均套设在转轴(5)上，所述转轴(5)由伺服电机(10)带动旋转；当伺服电机(10)带动转轴(5)旋转时，转轴(5)旋转带动凸轮(6)旋转；当转轴(5)旋转到一定角度时，凸轮(6)与对应的刚性压片(8)相抵触，对对应的刚性压片(8)形成挤压，使刚性压片(8)对柔性软管(7)形成挤压，柔性软管(7)发生径向形变；当凸轮(6)离开刚性压片(8)后，刚性压片(8)停止对柔性软管(7)挤压，柔性软管(7)恢复原状；通过凸轮(6)旋转，凸轮(6)对刚性压片(8)形成周期性挤压，使柔性软管(7)产生周期性蠕动，以强化柔性软管(7)内流场扰动和物料混合。

2.根据权利要求1所述的基于小肠仿生的连续水解反应器，其特征在于：所述连续水解反应器还包括泵送装置(1)和二个物料储存装置(2a、2b)；二个物料储存装置(2a、2b)的输入端均与泵送装置(1)相连接，二个物料储存装置(2a、2b)的输出端分别通过三通阀(3)与柔性软管(7)的输入端连接，柔性软管(7)的输出端连接产物收集器(11)。

3.根据权利要求1或2所述的基于小肠仿生的连续水解反应器，其特征在于：当转轴(5)旋转时，相邻凸轮与对应的刚性压片相接触时所处的角度位于转轴(5)旋转平面内的不同的旋转角度。

4.根据权利要求1或2所述的基于小肠仿生的连续水解反应器，其特征在于：当转轴(5)旋转时，相邻凸轮与对应的刚性压片相接触时所处的角度在旋转平面内相差180度。

5.利用权利要求1至4中任一种基于小肠仿生的连续水解反应器进行浆液酶解的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、将纤维素酶溶液与一定浓度的木质纤维素浆液分别加入物料储存装置(2a、2b)；

步骤二、开启三通阀(3)，启动泵送装置，将物料储存装置中的纤维素酶溶液和木质纤维素浆液泵入柔性软管(7)；

步骤三、开启伺服电机(10)，伺服电机(10)带动转轴(5)旋转，转轴(5)旋转动带动凸轮(6)旋转；当转轴(5)旋转到一定角度时，凸轮(6)与对应的刚性压片(8)相接触，对对应的刚性压片(8)形成挤压，使刚性压片(8)对柔性软管(7)形成挤压，柔性软管(7)发生径向形变，使柔性软管(7)的挤压点处浆料的轴向流动速度迅速减小并转化为一定的径向速度，挤压点附近形成二次流动，使挤压点附近物料混合得到强化；随着凸轮(6)的转动，凸轮(6)离开刚性压片(8)，刚性压片(8)停止对柔性软管(7)挤压，柔性软管(7)恢复原状；通过凸轮(6)旋转，凸轮(6)对刚性压片(8)形成周期性挤压，使柔性软管(7)产生周期性蠕动；根据浆液浓度调节伺服电机(10)的转速，使柔性软管(7)的蠕动频率至合适范围；

步骤四、反应器运行一定时间，柔性软管(7)内的浆液经过充分的反应并被传输至柔性软管(7)的出口，通过产物收集器(11)对固液相产物进行收集以供后续利用。