本实用新型专利技术为了克服现有技术中用以提取秸秆中纤维素的提取设备成本高昂且空间占据较多，对于小规模的或实验室的提取作业，由多个分散装置组成的提取设备不具备应用前景的技术问题，提供一种高效纤维素提取装置，包括反应釜和冷却模块，反应釜顶部设有进料口，反应釜底部设有排料口和排液口，反应釜中设有固液分离模块和搅拌构件，固液分离模块包括过滤板，过滤板将反应釜的内空间分隔为第一空间和第二空间，第二空间中设有气囊，气囊与位于反应釜外部的气泵通过输气管相连，气囊膨胀时充满所述第二空间，排料口与第一空间连通，排液口与第二空间连通。本申请中秸秆纤维素提取装置的集成化大幅提升。置的集成化大幅提升。置的集成化大幅提升。
【技术实现步骤摘要】
一种高效纤维素提取装置
[0001]本技术涉及纤维素提取装置
，特别是涉及一种高效纤维素提取装置。
技术介绍
[0002]秸秆，古称藁，又称禾秆草，是指水稻、小麦、玉米等禾本科农作物成熟脱粒后剩余的茎叶部分，其中水稻的秸秆常被称为稻草、稻藁，小麦的秸秆则称为麦秆。目前工业生产中，除利用微生物酶解秸秆提取多糖并将多糖转化成酒精，以获取可再生资源外，多将秸秆处理加工成纤维后外销给包装和板材行业。而如何高效地提取秸秆中的纤维素成分，现有的提取流程大都使用多个分离的加工装置串联，提取步骤繁琐且原料跨装置迁移频繁，提取装置的集成性不强。
[0003]申请号为CN202011175019.1的中国专利公开了一种从秸秆中提取半纤维素的提取设备，包括粉碎机、预处理装置、混合反应器、超声反应釜、冷凝过滤器、离心装置和储液罐；其中，所述粉碎机与所述预处理装置通过传送带连接，所述预处理装置、混合反应器、超声反应釜、冷凝过滤器和离心装置通过管道依次连接，所述储液罐与所述混合反应器通过管道连接；所述离心装置底端与所述混合反应器通过管道连接；所述预处理装置依次设置混料装置和板框压滤机，所述储液槽储存有混合溶液。
[0004]上述专利为秸秆废弃资源的再利用提供了可行的方案；问题在于，提取设备由粉碎机、预处理装置、混合反应器、超声反应釜、冷凝过滤器、离心装置和储液罐如此多细化装置组成，提取设备制备成本高昂且空间占据较多，对于小规模的或实验室的提取作业，上述提取设备不具备推广应用前景。
技术实现思路
[0005]本技术为了克服现有技术中用以提取秸秆中纤维素的提取设备成本高昂且空间占据较多，对于小规模的或实验室的提取作业，由多个分散装置组成的提取设备不具备应用前景的技术问题，提供一种高效纤维素提取装置，利用两个机构的联动即可实现纤维素提取，粉碎机构和纤维素提取机构均具备高度集成性，在小规模的或实验室提取作业中具备良好应用前景。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案。
[0007]一种高效纤维素提取装置，包括粉碎机构，还包括反应提取机构，反应提取机构包括反应釜和冷却模块，冷却模块包括制冷机和冷却构件，冷却构件套设在反应釜的周面上，反应釜顶部设有进料口，反应釜底部设有排料口和排液口，反应釜中设有固液分离模块和搅拌构件，固液分离模块包括过滤板，过滤板将反应釜的内空间分隔为第一空间和第二空间，排料口与第一空间连通，排液口与第二空间连通。
[0008]本申请提供一种高效纤维素提取装置，首先对秸秆烘干干燥以去除秸秆中的水分，再将烘干后的秸秆使用常规的粉碎机构进行破碎处理，然后将呈碎末状的秸秆经反应
釜的进料口投入反应釜的第一空间，过滤板上过滤孔的孔径小于秸秆碎末的最小尺寸，避免秸秆碎末穿过过滤板落入第二空间内；经进料口向反应釜内添加纤维素溶解液（若要实现秸秆碎末与纤维素溶解液的充分混合，也可在反应釜上另开设进液口，进料口处投放秸秆碎末的同时经进液口向反应釜内同步注入纤维素溶解液）；本申请中使用氢氧化钠和尿素作为秸秆碎末的溶解剂，亦可选用其他常见溶解剂；反应釜的第一空间内设有搅拌构件，通过搅拌构件的动作可实现秸秆碎末与溶解剂的充分混匀，提升反应效率；进一步的，由于使用氢氧化钠和尿素作为溶解剂，反应过程中会释放热量，为避免温度过高造成秸秆碎末的糊化，影响纤维素的提取量，本申请在反应釜周面上套设了冷却构件，在反应釜工作的同时冷却构件同步工作，从而将反应釜内温度维持在正常工作区间内；最后，过滤板将反应釜的内空间分隔为第一空间和第二空间，排料口与第一空间连通，排液口与第二空间连通，秸秆碎末在反应釜内溶解3
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5小时后，剩余的固体物基本为不溶解部分，秸秆碎末中的纤维素提取工作基本已经完成，此时不溶解固体物被过滤板隔离在第一空间内，只有富含纤维素的溶液可经过滤板进入第二空间内，在排料过程中，首先打开排液口先将富含纤维素的溶液排出收集，待纤维素溶液排尽后，再打开排料口将不溶解的固体物清出，当反应釜内空间清理干净后即可进行下一循环的纤维素提取工作。本申请将反应机构、冷却机构及分离机构等多个机构集成在同一反应釜中，秸秆纤维素提取装置的集成化大幅提升，装置的小型化得以实现，在小规模的或实验室提取作业中具备良好应用前景。
[0009]作为优选，过滤板倾斜布置，过滤板上设有若干个连通第一空间和第二空间的过滤孔，第二空间中设有气囊，气囊与位于反应釜外部的气泵通过输气管相连，气囊膨胀时充满所述第二空间。
[0010]本申请中过滤板将反应釜的内空间分隔为了第一空间和第二空间，在溶解液与秸秆碎末反应过程中，注入第二空间内的溶解液无法与秸秆碎末充分反应，此时反应釜内的反应效率会因此下降，为避免这一情况的发生，本技术在第二空间中设置了气囊，在向反应釜内加料之前，首先使用气泵通过输气管向气囊充气，膨胀的气囊对第二空间形成占位，膨胀后气囊的形状与第二空间形状一致，待气囊完全膨胀后，再向反应釜内加料，此时由于第二空间被气囊完全占据，注入反应釜内的溶解液不会流入第二空间内，从而可实现溶解液与秸秆碎末的充分反应，待反应完全后，气囊经输气管向外排气，气囊收缩的同时纤维素溶液流入第二空间内，然后经排液口流出反应釜实现收集。
[0011]作为优选，搅拌构件包括转轴，转轴上连接有若干个搅拌叶，反应釜外部设有电机，电机的输出轴穿过反应釜侧壁并延伸至第一空间内部，转轴远离过滤板的一端与所述输出轴相连。
[0012]电机布置在反应釜外部，电机工作时驱动转轴转动，转轴延伸至反应釜内部，转轴转动的同时带动其上的搅拌叶同步转动，从而实现对第一空间内的秸秆碎末与溶解液的充分混匀，进而提升反应效率，缩短反应耗时。本申请中，转轴水平布置，其目的是对过滤板形成避让，避免搅拌叶工作过程中与过滤板发生磕碰。
[0013]作为优选，输出轴上设有锥形密封套，锥形密封套与反应釜的内侧壁相连，反应釜的侧壁上设有气道，锥形密封套、反应釜和输出轴配合形成密封空间，气道的一端与所述密封空间连通，反应釜的外部设有反应气囊，气道的另一端与反应气囊连通。
[0014]转轴由外向反应釜内部穿设，且转轴在电机驱动下连续转动，为避免转轴与反应
釜壁面之间发生漏液，本申请在转轴上套设了锥形密封套，锥形密封套位于反应釜内部。在转轴穿设后套设锥形密封套时，首先挤压气囊通过气道将气囊内部气体排出，当锥形密封套安装完成后，锥形密封套、反应釜和输出轴配合形成密封空间，气道与密封空间连通，此时松开气囊，密封空间中的气体在压差驱动下注入气囊中，从而使得密封空间中的气压低于反应釜内部气压，锥形密封套在压差驱动下实现对转轴与反应釜壁面穿设处的良好密封，且这一密封结构适应动工况下的频繁载荷变化。
[0015]作为优选，制冷机通过输水管与冷却构件连通，冷却构件的截面呈U型，冷却构件上设有进水口和出水口，出水口位于冷却构件底部，进水口位于冷却构件顶部，进水口位于反应釜远离制冷机一侧。
[0016]冷却构件中的水体经输水管流向制冷机，制冷本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高效纤维素提取装置，其特征在于，包括反应釜和冷却模块，反应釜顶部设有进料口，反应釜底部设有排料口和排液口，反应釜中设有固液分离模块和搅拌构件，固液分离模块包括过滤板，过滤板将反应釜的内空间分隔为第一空间和第二空间，第二空间中设有气囊，气囊与位于反应釜外部的气泵通过输气管相连，气囊膨胀时充满所述第二空间，排料口与第一空间连通，排液口与第二空间连通。2.根据权利要求1所述一种高效纤维素提取装置，其特征在于，冷却模块包括制冷机和冷却构件，冷却构件套设在反应釜的周面上，过滤板倾斜布置，过滤板上设有若干个连通第一空间和第二空间的过滤孔。3.根据权利要求1所述一种高效纤维素提取装置，其特征在于，搅拌构件包括转轴，转轴上连接有若干个搅拌叶，反应釜外部设有电机，电机的输出轴穿过反应釜侧壁并延伸至第一空间内部，转轴远离过滤板的一端与所述输出轴相连。4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯笑琳，章丹音，张迪，金林杰，季宁靖，苏秀平，
申请(专利权)人：绍兴文理学院元培学院，
类型：新型
国别省市：
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