本发明专利技术涉及一种小麦秸秆中生物质原料的分离装置及工艺，包括：1）将小麦秸秆粉碎后加入混合搅拌池中，加水搅拌；2）将混合浆料泵入高压水解釜中进行水解；3）将水解后的混合物料泵入高温静置分离器，上层清液蒸发结晶，分离后得到半纤维素；4）高温静置分离器的下层固料泵入萃取池内，萃取后的下层固料过滤后得到纤维素；5）上层清液进入酸碱调节池，加入酸搅拌，静置分离后，取下层的固态物料移至过滤机，过滤后得到木质素产品。本发明专利技术的分离工艺能够将小麦秸秆中的各组分生物质原料分离出来，因而可实现小麦秸秆各组分的有效转化和利用，从而解决了传统分离方法中不能将各组分的都分离出来的难题，同时又避免了资源的浪费。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种小麦秸秆中生物质原料的分离装置及工艺，包括：1）将小麦秸秆粉碎后加入混合搅拌池中，加水搅拌；2）将混合浆料泵入高压水解釜中进行水解；3）将水解后的混合物料泵入高温静置分离器，上层清液蒸发结晶，分离后得到半纤维素；4）高温静置分离器的下层固料泵入萃取池内，萃取后的下层固料过滤后得到纤维素；5）上层清液进入酸碱调节池，加入酸搅拌，静置分离后，取下层的固态物料移至过滤机，过滤后得到木质素产品。本专利技术的分离工艺能够将小麦秸秆中的各组分生物质原料分离出来，因而可实现小麦秸秆各组分的有效转化和利用，从而解决了传统分离方法中不能将各组分的都分离出来的难题，同时又避免了资源的浪费。【专利说明】ー种小麦秸秆中生物质原料的分离装置及其エ艺
本专利技术涉及农林生物质原料的分离
，具体涉及ー种小麦秸杆中生物质原料的分离装置及エ艺。
技术介绍
随着煤、石油等化石资源储量的逐渐減少，以及各国能源和原材料需求量的増加，仅仅靠化石资源已不能满足经济和社会发展的需要，寻找化石资源的替代品已成为目前和今后的发展趋势。我国小麦秸杆资源丰富，年产小麦秸杆约1.5亿吨。若能充分高效地利用这ー储量丰富的可再生资源，将其转化成高值化产品或能源，对补充逐渐減少的化石资源的不足，促进我国经济的可持续发展具有重要作用。小麦秸杆的主要组分是纤维素、半纤维素和木质素。对这些组分进行有目的转化，可获得现代社会和经济生活中有使用价值的新材料、化工原料、高热值燃料、功能食品和药物。纤维素转化可获得各种功能材料(如生物医用材料、贮能材料、发光材料、新一代液晶显示材料)，食品添加剂(如各种低聚糖、葡萄糖)，各种化工产品(如こ醇、こ酸、丙酮、丁醇、1-(2-呋喃基)-2-羟基-こ酮)等。半纤维素转化可获得各种木聚糖、抗癌和抗肿瘤医药产品(如4-0-甲基葡萄糖醛酸木聚糖、羧甲基化木聚糖、こ酸异木聚糖等)、戊糖、木糖醇、糠醇、丁ニ醇等。木质素除了用作橡胶补强剂、钻井泥浆添加剤、混凝土减水剂、肥料农用地膜外，还可以通过转化获得酚类、芳香醛、酮等化工产品。需要指出的是，小麦秸杆中各组分转化为有使用价值产品的关键是将其各组分预先分离。但是，由于缺乏有效的分离技术，小麦秸杆中应用价值潜カ巨大的各组分的有效转化仍是ー个难题。尽管困难重重，国内外科研工作者仍坚持这方面的研究工作，并取得了一定的研究成果。中国专利CN 12 08514 C公开了ー种分离含木质纤维素的生物质的方法，该专利是用水或水蒸汽将小麦秸杆预水解，用含水介质提取水解化的半纤维素，用烷醇胺提取在残余物中留下的エ艺改性的木质素，分离木质素，回收烷醇胺，获得纤维素粗料。中国专利CN 101580522 B公开了ー种使用超纤维素溶剂和高挥发性溶剂预处理木质纤维素的方法和装置，该专利是使用超纤维素溶剂(多磷酸，或浓磷酸和P2O5的混合物，或P2O5蒸汽，或H3P04/P205的混合物)和高挥发性溶剂(含C02、SO2, 03，或它们中的两种或全部三种的混合物的こ醇溶液)将木质纤维素生物质(包括小麦秸杆)分级为纤维素、半纤维素和木质素。中国专利CN 103061179 A公开了ー种木质纤维素生物质的综合利用エ艺，该专利是在H2O2的催化作用下，通过甲酸和こ酸的混合有机酸蒸煮小麦秸杆原料，在制备纸浆的过程中，回收黑液中的木质素和木糖。中国专利CN 101580522 B公开了ー种离子液体溶剂分离木质纤维素中木质素和纤维素的方法，该专利是在咪唑类离子液体与水组成的液相体系加入小麦秸杆，在高压釜内，在一定的温度和压カ下，进行木质素和纤维素的分离。Papatheofanous等用H2SO4水溶液和H2SO4/こ醇水溶液逐级分离将小麦秸杆分离为纤维素、半纤维素糖和木质素低聚体(Bioresour.Technol.1995, 54, 305)。Sun等用ニ氧六环/盐酸的水溶液和ニ甲基亚砜从小麦秸杆中分离出半纤维素和木质素(J.Agric.FoodChem., 2005，53，860)。Pan等用含有硫酸的醋酸水溶液将小麦秸杆分离，得到纤维素、木质素以及半纤维素糖单糖(Bioresour.Technol.2005, 96, 1256)。Chen等用蒸汽瀑破联合こ醇萃取技术从小麦稻杆中分离出各组分(Bioresour.Technol.2007, 98, 666)。有人用离子液体1-こ基-3-甲基咪唑こ酸盐将小麦秸杆溶解，然后通过加入盐酸溶液和こ醇溶液将各组分分离出来(Bioresour.Technol.2013, 142,198)。根据已有的研究现状，小麦秸杆的分离技术仍存在严重的缺陷或不足:小麦秸杆中各组分不能全部分离出来，结果造成原料浪费；尽管有些分离方法能将三组分分离出来，但在小麦秸杆处理或分离过程中使用腐蚀性或挥发性化学试剂，这样会改变木质素或纤维素的化学结构、造成环境严重污染，或因使用耐腐蚀或耐高压设备而造成设备成本増加；有些分离方法的分离试剂不能有效回收或循环利用，或即使分离试剂能够回收，但回收方法复杂，不利于推广和使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种分离小麦秸杆中生物质原料的装置及エ艺，能够成功地将小麦秸杆中的各组分分离出来，并且不使用污染腐蚀性或挥发性化学试剂，污染物零排放，且エ艺简单，生产成本低，分离效果高，实用性強，适用于エ业大規模生产。·本专利技术为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是:ー种小麦秸杆中生物质原料的分离装置，所述分离装置包括混合搅拌池、高压水解釜、高温静置分离器、萃取池、蒸发结晶器、离心分离器、固液静置分离器、酸碱调节池、多个抽泵和两个过滤机；所述混合搅拌池具有秸杆加料ロ和加水ロ，混合搅拌池的出口通过泵体连接至高压水解釜，高压水解釜通过泵体连接至高温静置分离器，高温静置分离器的液相出口通过泵体连接至蒸发结晶器，蒸发结晶器的固相出口连接至离心分离器，高温静置分离器的固相出口通过泵体连接至萃取池，萃取池具有胆碱羧酸盐水溶液加料ロ，萃取池的出口通过泵体连接至固液静置分离器，固液静置分离器的液相出ロ连接至酸碱调节池，酸碱调节池的固相出ロ连接过滤机，固液静置分离器的固相出ロ连接至过滤机。所述酸碱调节池的液相出ロ连接至pH调节罐，pH调节罐的出ロ连接至萃取池的胆碱羧酸盐水溶液加料ロ。ー种小麦秸杆中生物质原料的分离エ艺，包括以下步骤: 1)、将小麦秸杆粉碎后加入混合搅拌池中，混合搅拌池中通入水后，搅拌得到混合浆料； 2)、将混合浆料泵入高压水解釜中，控制压カ为0.15?1.2Mpa，水解处理10?30min ； 3)、将水解后的混合物料泵入高温静置分离器，待(90°C)静置分离后，高温静置分离器的上层清液通过液相出ロ泵入蒸发结晶器中，再经离心分离器后得到半纤维素产品； 4)、高温静置分离器的下层固料通过固相出口泵入萃取池内，萃取池内加入胆碱羧酸盐水溶液，温度控制在80?120°C，搅拌30?120min，萃取后的物料泵入固液静置分离器中，待静置分离后，下层固料经固液静置分离器的固相出口进入过滤机，过滤后得到纤维素女ロ)ロロ ； 5)、固液静置分离器内的上层清液进入酸碱调节池，加入酸溶液调节pH值至2.0?4.6，搅拌至固态物本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种小麦秸秆中生物质原料的分离装置，其特征在于：所述分离装置包括混合搅拌池（1）、高压水解釜（2）、高温静置分离器（3）、萃取池（4）、蒸发结晶器（5）、离心分离器（6）、固液静置分离器（7）、酸碱调节池（8）、多个抽泵和两个过滤机；所述混合搅拌池（1）具有秸秆加料口和加水口，混合搅拌池（1）的出料口通过抽泵连接至高压水解釜（2），高压水解釜（2）通过泵体连接至高温静置分离器（3），高温静置分离器（3）的液相出口通过抽泵连接至蒸发结晶器（5），蒸发结晶器（5）的固相出口连接至离心分离器（6），高温静置分离器（3）的固相出口通过泵体连接至萃取池（4），萃取池（4）具有胆碱羧酸盐水溶液加料口，萃取池（4）的出口通过泵体连接至固液静置分离器（7），固液静置分离器（7）的液相出口连接至酸碱调节池（8），酸碱调节池（8）的固相出口连接过滤机，固液静置分离器（7）的固相出口连接至过滤机。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许爱荣，王键吉，卢伟伟，姚开胜，张益波，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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