本实用新型专利技术涉及生物降解技术领域，特别是涉及一种超声波辅助生物酶脱除木质素的装置。包括桶体，桶体上部安装进料口、安全阀、进气口、进水口和电机,电机下部安装联轴器，联轴器下部安装的螺旋转子刀和固定在桶体内底部的定子组成机械搓磨搅拌装置，螺旋转子刀伸入定子内部，定子的内壁装有鄂板，桶体的外壁安装超声波换能器，超声波换能器用导线连接装置联接超声波发生器，桶体底部安装出浆口和支架。本实用新型专利技术的内置机械搓磨搅拌装置，使内置浆料搅拌均匀，翻浆彻底，制浆机桶体外部的超声波换能器有利于底物进入酶的活性部位，提高生物反应的速度。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及生物降解
，特别是涉及一种超声波辅助生物酶脱除木质素的装置。
技术介绍
木质纤维生物质大量存在于自然界，是地球上最丰富、最廉价，且符合可持续发展要求的可再生资源。然而，木质纤维素原料的高效经济转化一直是国内外学者致力于解决的难题。这主要是由于秸秆、竹柳等木质纤维素原料结构异常复杂，木质素和半纤维素形成牢固的结合层，包裹在纤维素的外面，任一种组分的降解都必然受到其他组分的制约。其中半纤维素较易于水解，可通过适当的方法降解成可发酵糖类物质。但是木质素是一种非常难以被生物降解的物质，它的存在不仅对纤维素酶等生物催化剂具有毒害作用，而且对纤维素酶和半纤维素酶降解天然纤维素原料中的碳水化合物具有空间阻碍作用，致使许多纤维素分解菌不能侵袭完整的天然纤维素原料。因此，秸秆等木质纤维素原料的预处理成为必需和关键的环节。目前，对木质纤维素原料的预处理方法的研究主要有物理法预处理如（蒸汽爆破、机械粉碎、微波、辐射等)，化学预处理(酸、碱、氧化、有机溶剂、超临界萃取等)，生物预处理(直接生物处理和生物酶处理等)。但是大量研究表明，由于秸秆等木质纤维素原料自身结构的复杂和不均一性，仅仅依靠单一技术难以实现其高效清洁转化。因此，近些年出现了不同预处理方法的组合处理技术。申请号为200810020226.2的中国专利技术专利公开了一种木质纤维素的联合预处理方法及其系统，但是该方法仍然是化学预处理法的组合，预处理过程中需要使用酸碱，存在较大的环境污染问题，增加了后续处理难度。目前常用的生物预处理法具有作用条件温和、专一性强、有利于环保和成本较低等优点，但是目前也存在直接生物法处理时间长、纤维素和半纤维素损失严重、酶活性低等问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种生物酶脱除木质素的装置，能够解决上述的问题。本技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种超声波辅助生物酶脱除木质素的装置，所述装置为超声波制浆机，包括桶体,桶体上部安装进料口、安全阀、进气口、进水口和电机,电机下部安装联轴器,联轴器下部安装的螺旋转子刀和固定在桶体内底部的定子组成机械搓磨搅拌装置,螺旋转子刀伸入定子内部,定子的内壁装有鄂板,桶体的外壁安装超声波换能器，超声波换能器用导线连接装置联接超声波发生器，桶体底部安装出浆口和支架。所述超声波换能器的个数≥2，均匀排列在超声波制浆机的桶体外表面。所述的超声波换能器由若干个超声波振子组成。所述超声波振子的个数为30，超声波振子的频率为28K，功率为100W，超声波振子采用并联排列。所述超声波制浆机桶体为立式圆柱状，桶体的上端和下端均有圆形封头。有益效果1、使用本技术装置的制浆工艺生产过程只需要3-4小时，比传统制浆工艺缩短1-3小时，加快制浆速度，一次性可制成白度达75％ISO以上的白浆，实现了生物脱木素制浆提取纤维的工业化大生产的目的。2、使用本技术装置的工艺充分考虑二次污染问题，仅采用环境友好型助剂，漂白纸浆整个生产过程在全封闭环境中进行，不用高温蒸煮，不加强碱，不产生黑液，无污染，省去黑液处理设备可节约大量生产用水，整个脱木素制浆提取纤维过程不添加任何造成环境二次污染的化学品，完全满足生物降解过程。3、本技术的内置机械搓磨搅拌装置，使内置浆料搅拌均匀，翻浆彻底，制浆机桶体外部的超声波换能器可以增加生物膜以及细胞壁的质量传递速度，在超声作用下振动的气泡，在其界面层周围会产生液体的圆周运动，从而提高生物反应的速度。该超声波换能器与机械搓磨搅拌装置联合使用，加快了生物酶脱除木质素的速率，一次性即可脱除木质素，节约能源、降低生产成本。附图说明图1为本技术用于生物酶脱除木质素方法的装置结构示意图；图2为图1中机械搓磨搅拌装置放大结构示意图；图3为图1的俯视图；标注部件：1、支架，2、传动轴底部支撑座，3、额板式定子，4、筒体下部观察孔，5、人孔，6、制浆机筒体，7、螺旋转子，8、制浆机封头，9、10、进料口和安全阀口，11、联轴器，12、电机，13、14、螺旋轴密封法兰和密封垫，15、16、进气口和进水口，17、18、出料口和排气阀，19、超声波换能器，20、超声波发生器，21、超声波振子，22、导线连接装置，23、鄂板，24、机械搓磨搅拌装置。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对技术作进一步详细说明。一种超声波制浆剂，如图1所示，包括桶体6,桶体上部安装进料口9、安全阀19、进气口15、进水口16和电机12,电机下部安装联轴器11,联轴器11下部安装的螺旋转子刀7和固定在桶体内底部的定子3组成机械搓磨搅拌装置24,螺旋转子刀7伸入定子3内部,定子3的内壁装有鄂板23,桶体的外壁安装超声波换能器19，超声波换能器19用导线连接装置22联接超声波发生器20，桶体底部安装出浆口17和支架1。所述的螺旋转子刀7能够内部循环翻浆和具有搓磨功能,开动电机,浆料从机械搓磨搅拌装置上部进入，从机械搓磨搅拌装置下部甩出，使浆料得到循环搓磨粉碎，翻浆彻底，得到的浆料搅拌均匀。所述超声波换能器19的个数为3个，均匀排列在超声波制浆机的桶体6外表面。所述的超声波换能器19由30个超声波振子组成。所述超声波振子21的频率为28K，功率为300W，超声波振子21采用并联排列。所述超声波发生器20为9kw。所述桶体6为立式圆柱状，桶体的上端和下端均有圆形封头。需要说明的是，以下实施例均使用上述超声波辅助生物酶脱除木质素的装置，以竹柳作为制浆原料，但是，本技术装置所适用的制浆原料同样适用于芦苇、竹子、蔗渣、龙须草、桉木、速生杨中的一种或一种以上。实施例1使用上述超声波制浆机方法，所用的生物酶脱木素助剂由以下重量份的组分组成:二氧化钛：10％，漆酶：40％，木聚糖酶：10％，半纤维素酶：5％，二氧化硫脲：20％，香兰素：1％，丁香酚：0.5％，吐温80：10％，余量为赋形剂轻质碳酸钙；其中所述的漆酶活性单们为6万u/g，木聚糖酶10万u/g，半纤维素酶10万u/g。具体的操作步骤为：（1）将2吨含水量为15wt%的竹柳经皮带输送入切片破碎除尘机中进行切料、除杂、除去尘土后，用水浸泡2小时,用热磨机磨成丝状；（2）在超声波制浆机中将12吨水和36千克生物酶脱木素助剂混合均匀，加入步骤（1）中磨成丝状的竹柳，开动机械搓磨搅拌装置,得混合均匀物料；（3）步骤（2）在超声波制浆机中混合均匀物料中通入压缩空气，通入蒸汽升温至40℃，当压力达到0.3MPa，开动超声波发生器，功率为9kw，开始计时，维持0.3MPa，40℃进行等温等压反应2.5小时，停止通入压缩空气；（4）步骤（3）在超声波制浆机中反应后通入蒸汽升温至50℃，一次加入质量分数为27.5%的双氧水280千克，继续通入压缩空气保持压力达到0.3-0.35MPa维持超声波发生器的功率为9kw，进行反应，当料浆的白度≥75％ISO时，反应终止；（5）泄压、放料，得合格纸浆。实施例2使用上述超声波制浆机方法，所用的生物酶脱木素助剂由以下重量份的组分组成:二氧化钛：15％，漆酶：30％，木聚糖酶：15％，半纤维素酶：10％，二氧化硫脲：10％，香兰素：3％，丁香酚：1％，吐温80：1％，余量为赋形剂硫酸镁；其中所述的漆酶活性单们为6万本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超声波辅助生物酶脱除木质素的装置，其特征在于，所述装置为超声波制浆机，包括桶体（6），桶体上部安装进料口（9）、安全阀（10）、进气口（15）、进水口（16）和电机（12），电机下部安装联轴器（11），联轴器（11）下部安装的螺旋转子刀（7）和固定在桶体内底部的定子(3)组成机械搓磨搅拌装置（24），螺旋转子刀（7）伸入定子(3)内部，定子(3)的内壁装有鄂板（23），桶体的外壁安装超声波换能器（19），超声波换能器（19）用导线连接装置（22）联接超声波发生器（20），桶体底部安装出浆口（17）和支架（1）。
【技术特征摘要】
1.一种超声波辅助生物酶脱除木质素的装置，其特征在于，所述装置为超声波制浆机，包括桶体（6），桶体上部安装进料口（9）、安全阀（10）、进气口（15）、进水口（16）和电机（12），电机下部安装联轴器（11），联轴器（11）下部安装的螺旋转子刀（7）和固定在桶体内底部的定子(3)组成机械搓磨搅拌装置（24），螺旋转子刀（7）伸入定子(3)内部，定子(3)的内壁装有鄂板（23），桶体的外壁安装超声波换能器（19），超声波换能器（19）用导线连接装置（22）联接超声波发生器（20），桶体底部安装出浆口...
【专利技术属性】
技术研发人员：李树泉，
申请(专利权)人：泰安市奇能化工科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37
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