一种生物质预处理一体化设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种生物质预处理一体化设备，包括：预处理罐，包括设置在顶部的生物质进料口和底部的出料口，出料口连通有出料管道，预处理罐的罐体内设置有预处理罐搅拌装置，预处理罐上还安装有安全阀接口控制系统；稀酸配制罐，具有进水口、浓酸进料口；罐体内设置有稀酸配制罐搅拌装置，稀酸配制罐通过稀酸进料管与预处理罐连通，以提供预处理用的酸液；蒸汽发生器，通过蒸汽进气管与预处理罐下端连通，提供生物质预处理所用的水蒸汽。该一体化设备能够将生物质酸处理与蒸汽爆破处理组合预处理，使得预处理更加充分，增加了酶的可及性，提高了后续酶解效果，进而提高了转化率。此外一体化设计减少了物料之间的传送，节约人力和物力。约人力和物力。约人力和物力。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质预处理一体化设备


[0001]本技术属于生物炼制预处理设备
，具体而言，尤其涉及一种用于生物质酸处理和蒸汽爆破装置一体化的设备。

技术介绍

[0002]生物质作为一种可再生能源，蕴含着巨大的生物能量，它的资源化利用对节约能源，改善生态环境和可持续低碳发展都有重要的意义。由于其独特的细胞壁结构，需要预处理过程来分解木质素结构并破坏纤维素的晶体结构，以便酸或酶可以容易地接触纤维素以水解成单体。预处理允许改变木质纤维素的结构，例如增加生物质的表面积和孔隙率；修饰和去除木质素、半纤维素，并降低纤维素的结晶度。
[0003]蒸汽爆破预处理技术在生物炼制生产中起着非常重要的作用，植物纤维经过高强度的爆破处理，可以破坏其致密的纤维结构，利于后续生物炼制中的微生物和酶作用；酸预处理可以水解半纤维素部分，增加酶的可及性。
[0004]因此，预处理过程可以提高生物质原料的利用率，并能够增加酶的可及性，进而提高生物质的转化率，预处理过程越来越重要。如何更加充分地对生物质进行预处理，成为目前研究的热点和难题。

技术实现思路

[0005]本技术旨在提供一种生物质预处理一体化设备，能够将粉碎的生物质原料在同一个设备中进行酸处理和蒸汽爆破处理，使生物质预处理更充分均匀，提高了后续酶解效果，进而提高了转化率。
[0006]为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种生物质预处理一体化设备，包括：
[0007]预处理罐，包括设置在顶部的生物质进料口和底部的出料口，所述出料口连通有出料管道，所述预处理罐的罐体内设置有预处理罐搅拌装置，预处理罐上还安装有安全阀接口控制系统；
[0008]稀酸配制罐，具有进水口、浓酸进料口；罐体内设置有稀酸配制罐搅拌装置，所述稀酸配制罐通过稀酸进料管与预处理罐连通，以提供预处理用的酸液；
[0009]蒸汽发生器，通过蒸汽进气管与预处理罐的下端连通，以提供生物质预处理所用的水蒸汽。
[0010]根据本技术的一个实施方式，所述预处理罐的顶部设置有安全阀接口，安全阀接口上安装有减压阀，所述减压阀为自动开启式减压阀，并通过电路与控制系统连接。
[0011]根据本技术的一个实施方式，所述控制系统包括温度传感器、压力传感器和PLC控制器，所述PLC控制器通过电路与温度传感器、压力传感器、减压阀连接，并控制电磁阀和减压阀以自动化控制预处理罐罐体内部的温度和压力。
[0012]根据本技术的一个实施方式，所述温度传感器为2个，分别设置于预处理罐的
罐体侧壁的上部和下部，并呈一定倾斜角度插入罐体内部，配置为用于地测量罐体内不同部位物料的温度。
[0013]根据本技术的一个实施方式，所述稀酸配制罐和蒸汽发生器与预处理罐连通的管路上均设置有至少一个电磁阀，所述电磁阀通过控制系统调控稀酸和蒸汽的进入量。
[0014]根据本技术的一个实施方式，所述预处理罐的罐体内层和外层间形成有冷却腔；在罐体外层的下端设有与冷却腔连通的冷却水进水口，在罐体外层的上端设有与冷却腔连通的冷却水出水口。
[0015]根据本技术的一个实施方式，所述稀酸进料管的管路上还设置有稀酸泵，其配置为用于控制酸液流量。
[0016]根据本技术的一个实施方式，所述预处理罐的罐体呈上部圆柱形、底部圆锥形结构，所述圆锥形结构下端与出料管道连通，出料管道上设置有出料阀，所述出料阀通过电路与控制器连接，配置为用于自动化控制物料出料。
[0017]根据本技术的一个实施方式，所述预处理罐搅拌装置为电机所带动的螺带式搅拌装置；所述预处理罐搅拌装置包括变频电机、磁力耦合传动器、搅拌轴和螺带搅拌桨，所述搅拌轴包括轴套和轴套支撑装置；所述螺带搅拌桨在罐体内从顶部到底部直径逐渐变小。
[0018]根据本技术的一个实施方式，所述冷却腔内具有盘旋上升的冷却水管道；所述控制系统设置在外部控制室内。
[0019]本技术的有益效果：
[0020]1)本技术提供的生物质预处理一体化设备，能够将生物质酸处理与蒸汽爆破处理组合预处理，使得预处理更加充分，增加了酶的可及性，提高了后续酶解效果，进而提高了转化率。此外，通过将生物质的酸处理和蒸汽爆破处理设备一体化设计，减少了物料之间的传送，节约人力和物力。
[0021]2)本技术的安全阀接口安装可自动开启的减压阀，通过PLC控制器监测汽爆罐内部压力和温度，进而自动控制减压阀的开关来维持汽爆罐内部压力平衡和温度稳定，达到蒸汽爆破的预定条件。
附图说明
[0022]图1是为本技术的生物质预处理一体化设备的整体组合结构示意图。
[0023]附图标记：1
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进水口；2
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浓酸进料口；3
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稀酸配制罐搅拌装置；4
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稀酸配制罐；5
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电磁阀；6
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稀酸泵；7
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压力传感器；8
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冷却水出水口；9
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冷却腔；10
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出料口；11
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出料阀；12
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生物质进料口；13
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出料管道；14
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减压阀；15
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冷却水进水口；16
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预处理罐搅拌装置；17
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预处理罐；18
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蒸汽发生器；19
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蒸汽进气管；20
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稀酸进料管；21
‑
温度传感器。
具体实施方式
[0024]下文将结合具体实施例对本技术做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本技术，而不应被解释为对本技术保护范围的限制。凡基于本技术上述内容所实现的技术均涵盖在本技术旨在保护的范围内。
[0025]如图1所示，本技术提供了一种生物质预处理一体化设备，包括：预处理罐17、
控制系统以及为预处理罐17分别提供酸液和水蒸汽的稀酸配制罐4和蒸汽发生器18。预处理罐17包括设置在顶部的生物质进料口12和底部的出料口10，出料口10连通有出料管道13，预处理罐17的罐体内设置有预处理罐搅拌装置16，外部还安装有安全阀接口控制系统，预处理罐17顶部设置有安全阀接口，安全阀接口上安装有减压阀，减压阀14可以是自动开启式减压阀，并通过电路与控制系统连接。
[0026]如图1所示，控制系统包括温度传感器21、压力传感器7和PLC控制器，PLC控制器通过电路与温度传感器21、压力传感器7、减压阀14连接，并控制电磁阀5和减压阀14以自动化控制预处理罐17罐体内部的温度和压力，当压力传感器7监测到预处理罐17内部压力超出范围时，通过PLC控制器自动开启减压阀14来平衡压力。比如，PLC控制器通过分别控制稀酸进料管20管路上以及蒸汽进气管19管路上的电磁阀5以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质预处理一体化设备，其特征在于，包括：预处理罐(17)，设有生物质进料口(12)和底部的出料口(10)，所述出料口(10)连通有出料管道(13)，所述预处理罐(17)的罐体内设置有预处理罐搅拌装置(16)，所述预处理罐(17)上还安装有安全阀接口控制系统；稀酸配制罐(4)，具有进水口(1)、浓酸进料口(2)；罐体内设置有稀酸配制罐搅拌装置(3)，所述稀酸配制罐(4)通过稀酸进料管(20)与所述预处理罐(17)连通，以提供预处理用的酸液；蒸汽发生器(18)，通过蒸汽进气管(19)与所述预处理罐(17)的下端连通，以提供生物质预处理所用的水蒸汽。2.根据权利要求1所述的生物质预处理一体化设备，其特征在于，所述预处理罐(17)的顶部设置有安全阀接口，安全阀接口上安装有减压阀，所述减压阀(14)为自动开启式减压阀，并通过电路与控制系统连接。3.根据权利要求1所述的生物质预处理一体化设备，其特征在于，所述控制系统包括温度传感器(21)、压力传感器(7)和PLC控制器，所述PLC控制器通过电路与温度传感器(21)、压力传感器(7)、减压阀(14)连接，并控制电磁阀(5)和减压阀(14)以自动化控制预处理罐(17)罐体内部的温度和压力。4.根据权利要求3所述的生物质预处理一体化设备，其特征在于，所述温度传感器(21)为2个，分别设置于所述预处理罐(17)的罐体侧壁的上部和下部，并呈一定倾斜角度插入罐体内部，配置为用于地测量罐体内不同部位物料的温度。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：武佳文，刘修才，
申请(专利权)人：上海凯赛生物技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：