CN105441324A - 一种制备微晶纤维素的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备微晶纤维素的设备，包括粉碎设备、预浸罐、蒸煮釜、喷放锅、过滤设备、第一稀释设备、储浆罐、一次水解罐、第一缓存罐、固液分离设备、第二缓存罐、二次水解罐和喷方干燥塔。本发明的制备微晶纤维素的设备在各个制备过程中均可控，安全性高，成品率高。

Description

一种制备微晶纤维素的设备
技术领域
本发明涉及一种制备微晶纤维素的设备，特别是涉及一种流程可控的制备微晶纤维素的设备。
背景技术
微晶纤维素是一种纯化的、部分解聚的纤维素，白色、无臭、无味，由多孔微粒组成的结晶粉末。微晶纤维素广泛应用于制药、化妆品、食品等行业，不同的微粒大小和含水量有不同的特征和应用范围。微晶纤维素(cellulosemicrociystalline)，主要成分为以β-1,4-葡萄糖苷键结合的直链式多糖类物质。聚合度约为3000～10000个葡萄糖分子。在一般植物纤维中，微晶纤维素约占73％，另30％为无定形纤维素。由于南方盛产竹子，为了降低原料成本，采用竹子作为原料加工，但是由于竹子的特性，如果采用传统的通用设备进行制备，容易造成设备堵塞，成品率低。
发明内容
发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种制备微晶纤维素的设备，本发明的制备微晶纤维素的设备在各个制备过程中均可控，安全性高，成品率高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种制备微晶纤维素的设备，其特征在于，包括：粉碎设备、预浸罐、蒸煮釜、喷放锅、过滤设备、第一稀释设备、储浆罐、一次水解罐、第一缓存罐、固液分离设备、第二缓存罐、二次水解罐和喷方干燥塔；
所述粉碎设备用于粉碎竹质原料；所述预浸罐用于将粉碎后的竹质原料进行热水浸泡，生成初始竹浆；所述蒸煮釜将初始竹浆与催化剂混合，进行高温高压的蒸煮得到反应竹浆，并喷放至喷放锅；所述喷放锅对反应竹浆进行搅拌后，通过过滤设备将反应竹浆进行固液分离，得到黄液和固体残渣，所述黄液进入稀释设备加水进行稀释后进入储浆罐储存；储存罐中的液体进入一次水解罐与一次水解酶进行一次水解后存入第一缓存罐；再将第一缓存罐中的液体输送至固液分离设备进行固液分离，将得到的浆水输送至第二储存罐搅拌进行搅拌后将液体输送至入二次水解罐与二次水解酶进行二次水解后得到微晶纤维素；所述微晶纤维素进入喷雾干燥塔进行干燥。
优选的，所述蒸煮釜内的温度为160°～200°，尤其在180°；所述蒸煮釜内的压力为2～4MPa，尤其为3.5MPa；所述蒸煮釜内的蒸煮时间为2～6小时，尤其在4小时。
优选的，所述过滤设备为四网湿浆机、螺旋挤浆机和纤维回收装置；
所述四网湿浆机包括挤压装置和洗涤装置，所述挤压装置包括两段滚网；第一段滚网对初始竹浆进行第一次挤浆使其固液分离，得到黄液和一次固体残渣，所述洗涤装置将一次固体残渣进行洗涤后输送到第二段滚网进行第二次挤浆得到黄液和二次固体残渣；
所述螺旋挤浆机再将二次固体残渣进行螺旋挤压，得到黄液和三次固体残渣，所述纤维回收装置将黄液中纤维残渣进行过滤回收后传送至四网湿浆机，再依次经过四网湿浆机和螺旋挤浆机进行多次循环挤压后将最终的黄液存储到黄液储罐中。
优选的，所述预浸罐包括物料进口、物料出口、封头、筒体、锥封头和进液口；
所述封头用于密封筒体的上端口，所述锥封头用于密封筒体的下端口；所述物料进口位于封头的上方，用于向筒体内输送竹质原料；所述进液口位于筒体的上端，用于向筒体内输入浸泡竹质原料的液体；所述物料出口位于锥封头的下方，用于输出初始竹浆。
优选的，所述预浸罐还包括第一循环进液口、第二循环进液口、循环出液口和篦子；
在所述预浸罐的筒体上方和锥封头上分别设有第一循环进液口和第二循环进液口；所述循环出液口设于预浸罐筒体的中部；所述篦子设置在循环出液口与筒体的连通处；
所述循环出液口将预浸罐内的浸泡过竹质原料的液体排出，进行处理后通过两个循环进液口循环进液口重新送回预浸罐内；所述篦子用于过滤通过循环出液口排出的液体。
优选的，所述蒸煮釜包括物料进口、上锥封头、物料出口、进液口、筒体、锥封头、进液口和取样口；
所述物料进口位于筒体上端的上锥封头顶端，用于向蒸煮釜内投放催化剂或其他反应物，在物料进口上设有物料进口封用于密封物料进口；所述筒体的下端通过锥封头密封，所述锥封头的下端设有物料出口，用于输出反应竹浆；所述进液口位于筒体的上端用于向蒸煮釜内输入初始竹浆；所述取样口位于筒体中部，用于对蒸煮釜内液体进行取样采集。
优选的，所述蒸煮釜还包括循环进液口、循环出液口和篦子；
所述蒸煮釜筒体的下侧设有一循环进液口，在筒体上侧设有循环出液口；所述循环进液口与循环出液口在与筒体的连通处设有篦子；
所述循环出液口将蒸煮釜内的液体排出，进行处理后通过循环进液口重新输入蒸煮釜内；所述篦子用于过滤通过循环出液口排出的液体。
优选的，所述预浸罐的上方设有压力计口，用于测量预浸罐内的压力；所述预浸罐筒体的中部设有温度计，用于测量预浸罐内的温度；
所述蒸煮釜的上方设有压力计口，用于测量蒸煮釜内的压力；所述蒸煮釜筒体的中部设有温度计，用于测量蒸煮釜内的温度。
优选的，所述喷放锅包括进液口、进料口、排气口、出料口、筒体、椎体、下筒体、底板和搅拌装置；
所述进液口设置在筒体上端的侧方，用于输入反应竹浆；所述进料口设置在筒体上端，用于输入物料；所述排气口设置在筒体的上端，用于排出喷放锅内的气体；所述筒体的下端依次连接椎体，下筒体和底板；所述搅拌装置设置在下筒体处；所述出料口位于下筒体503处，用于输出搅拌后的反应竹浆。
优选的，所述预浸罐、蒸煮釜和喷放锅之间通过物料传输管连接，进行物料的传输；所述物料传输管上均设有压力泵，用于将物料从物料传输管的底端打到上端。
本发明的有益效果是：
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种制备微晶纤维素的设备不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的三罐串联示意图。
具体实施方式
实施例
参见图1至图2所示，本发明的一种线路自动调压装置，包括：粉碎设备、预浸罐、蒸煮釜、喷放锅、过滤设备、第一稀释设备、储浆罐、一次水解罐、第一缓存罐、固液分离设备、第二缓存罐、二次水解罐和喷方干燥塔；
所述粉碎设备用于粉碎竹质原料；所述预浸罐用于将粉碎后的竹质原料进行热水浸泡，生成初始竹浆；所述蒸煮釜将初始竹浆与催化剂混合，进行高温高压的蒸煮得到反应竹浆，并喷放至喷放锅；所述喷放锅对反应竹浆进行搅拌后，通过过滤设备将反应竹浆进行固液分离，得到黄液和固体残渣，所述黄液进入稀释设备加水进行稀释后进入储浆罐储存；储存罐中的液体进入一次水解罐与一次水解酶进行一次水解后存入第一缓存罐；再将第一缓存罐中的液体输送至固液分离设备进行固液分离，将得到的浆水输送至第二储存罐搅拌进行搅拌后将液体输送至入二次水解罐与二次水解酶进行二次水解后得到微晶纤维素；所述微晶纤维素进入喷雾干燥塔进行干燥。
更进一步，所述蒸煮釜40内的温度为160°～200°，尤其在180°；所述蒸煮釜40内的压力为2～4MPa，尤其为3.5MPa；所述蒸煮釜40内的蒸煮时间为2～6小时，尤其在4小时，绝干物料固液比为1:5。
更进一步，所述过滤设备60为四网湿浆机601、螺旋挤浆机602和纤维回收装置603；
所述四网湿浆机601包括挤压装置和洗涤装置，所述挤压装置包括两段滚网；第一段滚网对初始竹浆进行第一次挤浆使其固液分离，得到黄液和一次固体残渣，所述洗涤装置将一次固体残渣进行洗涤后输送到第二段滚网进行第二次挤浆得到黄液和二次固体残渣；
所述螺旋挤浆机602再将二次固体残渣进行螺旋挤压，得到黄液和三次固体残渣，所述纤维回收装置603将黄液中纤维残渣进行过滤回收后传送至四网湿浆机601，再依次经过四网湿浆机601和螺旋挤浆机602进行多次循环挤压后将最终的黄液存储到黄液储罐70中。
其中四网湿浆机601中的洗涤装置是将一次固体残渣上带有的黄液洗涤出来，再进行第二段滚网挤压；由于两段滚网的挤浆程度有限，因此再将二次固体残渣送入螺旋挤浆机602进行挤压能够更好的将固体残渣进行挤浆；同时为了使得到的黄液更为纯净，因此通过纤维回收装置603对黄液进行过滤，将滤出的纤维残渣再次进过四网湿浆机601与螺旋挤浆机602的挤浆过程；这样循环的挤浆过程能够得到较多并且更为纯净的黄液。
更进一步，所述预浸罐30包括物料进口3011、物料出口3032、封头301、筒体302、锥封头303和进液口3021；
所述封头301用于密封筒体302的上端口，所述锥封头303用于密封筒体302的下端口；所述物料进口3032位于封头301的上方，用于向筒体302内输送竹质原料；所述进液口3021位于筒体302的上端，用于向筒体302内输入浸泡竹质原料的液体；所述物料出口3032位于锥封头303的下方，用于输出初始竹浆。
更进一步，所述预浸罐30还包括第一循环进液口3022、第二循环进液口3031、循环出液口3023和篦子3023；
在所述预浸罐30的筒体302上方和锥封头303上分别设有第一循环进液口3022和第二循环进液口3031；所述循环出液口3023设于预浸罐筒体302的中部；所述篦子3023设置在循环出液口3024与筒体302的连通处；
所述循环出液口3024将预浸罐30内的浸泡过竹质原料的液体排出，进行处理后通过两个循环进液口循环进液口重新送回预浸罐30内；所述篦子3023用于过滤通过循环出液口3024排出的液体。
其中，循环出液口3024将预浸罐30内的浸泡过竹质原料的液体排出可以进行加热或者加入一些催化剂等操作后由两个循环进液口重新送回预浸罐30内。
更进一步，所述蒸煮釜40包括物料进口4011、上锥封头401、物料出口4041、进液口4012、筒体402、锥封头403、进液口4012和取样口4024；
所述物料进口位于筒体402上端的上锥封头401顶端，用于向蒸煮釜40内投放催化剂或其他反应物，在物料进口上设有物料进口封用于密封物料进口；所述筒体402的下端通过锥封头403密封，所述锥封头403的下端设有物料出口4041，用于输出反应竹浆；所述进液口4012位于筒体402的上端用于向蒸煮釜40内输入初始竹浆；所述取样口4024位于筒体402中部，用于对蒸煮釜40内液体进行取样采集。
蒸煮釜40工作时，用物料进口封将物料进口密封。所述取样口4024用于对蒸煮釜40内液体进行取样采集后进行化验检查，判断蒸煮釜40内的反应是否完全，是否达标，以此确定是否需要加入某一成分以使反应物达标，或者是否需要改变蒸煮釜40的温度或者压力状态。
更进一步，所述蒸煮釜40还包括循环进液口4024、循环出液口4022和篦子4021；
所述蒸煮釜筒体402的下侧设有一循环进液口4025，在筒体402上侧设有循环出液口4022；所述循环进液口4025与循环出液口4022在与筒体的连通处设有篦子4021；
所述循环出液口4022将蒸煮釜内的液体排出，进行处理后通过循环进液口4024重新输入蒸煮釜40内；所述篦子4021用于过滤通过循环出液口4022排出的液体。
其中，循环出液口将预浸罐内的浸泡过竹质原料的液体排出可以进行加热或者加入一些催化剂等操作后由循环进液口4025重新送回预浸罐40内。
更进一步，所述预浸罐30的上方设有压力计口3012，用于测量预浸罐30内的压力；所述预浸罐筒体302的中部设有温度计3025，用于测量预浸罐30内的温度；
所述蒸煮釜40的上方设有压力计口4014，用于测量蒸煮釜40内的压力；所述蒸煮釜筒体402的中部设有温度计4023，用于测量蒸煮釜40内的温度。
更进一步，所述喷放锅50包括进液口5013、进料口5011、排气口5012、出料口504、筒体501、椎体502、下筒体503、底板505和搅拌装置5041；
所述进液口5013设置在筒体501上端的侧方，用于输入反应竹浆；所述进料口设置在筒体501上端，用于输入物料；所述排气口5012设置在筒体501的上端，用于排出喷放锅50内的气体；所述筒体501的下端依次连接椎体502，下筒体503和底板505；所述搅拌装置5041设置在下筒体503处；所述出料口504位于下筒体503处，用于输出搅拌后的反应竹浆。
更进一步，所述预浸罐30、蒸煮釜40和喷放锅50之间通过物料传输管连接，进行物料的传输；所述物料传输管上均设有压力泵80，用于将物料从物料传输管的底端打到上端。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种制备微晶纤维素的设备，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种制备微晶纤维素的设备，其特征在于，包括：粉碎设备、预浸罐、蒸煮釜、喷放锅、过滤设备、第一稀释设备、储浆罐、一次水解罐、第一缓存罐、固液分离设备、第二缓存罐、二次水解罐和喷方干燥塔；
所述粉碎设备用于粉碎竹质原料；所述预浸罐用于将粉碎后的竹质原料进行热水浸泡，生成初始竹浆；所述蒸煮釜将初始竹浆与催化剂混合，进行高温高压的蒸煮得到反应竹浆，并喷放至喷放锅；所述喷放锅对反应竹浆进行搅拌后，通过过滤设备将反应竹浆进行固液分离，得到黄液和固体残渣，所述黄液进入稀释设备加水进行稀释后进入储浆罐储存；储存罐中的液体进入一次水解罐与一次水解酶进行一次水解后存入第一缓存罐；再将第一缓存罐中的液体输送至固液分离设备进行固液分离，将得到的浆水输送至第二储存罐搅拌进行搅拌后将液体输送至入二次水解罐与二次水解酶进行二次水解后得到微晶纤维素；所述微晶纤维素进入喷雾干燥塔进行干燥。
2.根据权利要求1所述的一种制备微晶纤维素的设备，其特征在于：所述蒸煮釜内的温度为160°～200°，尤其在180°；所述蒸煮釜内的压力为2～4MPa，尤其为3.5MPa；所述蒸煮釜内的蒸煮时间为2～6小时，尤其在4小时。
3.根据权利要求1所述的一种制备微晶纤维素的设备，其特征在于：所述过滤设备为四网湿浆机、螺旋挤浆机和纤维回收装置；
所述四网湿浆机包括挤压装置和洗涤装置，所述挤压装置包括两段滚网；第一段滚网对初始竹浆进行第一次挤浆使其固液分离，得到黄液和一次固体残渣，所述洗涤装置将一次固体残渣进行洗涤后输送到第二段滚网进行第二次挤浆得到黄液和二次固体残渣；
所述螺旋挤浆机再将二次固体残渣进行螺旋挤压，得到黄液和三次固体残渣，所述纤维回收装置将黄液中纤维残渣进行过滤回收后传送至四网湿浆机，再依次经过四网湿浆机和螺旋挤浆机进行多次循环挤压后将最终的黄液存储到黄液储罐中。
4.根据权利要求1所述的一种制备微晶纤维素的设备，其特征在于：所述预浸罐包括物料进口、物料出口、封头、筒体、锥封头和进液口；
所述封头用于密封筒体的上端口，所述锥封头用于密封筒体的下端口；所述物料进口位于封头的上方，用于向筒体内输送竹质原料；所述进液口位于筒体的上端，用于向筒体内输入浸泡竹质原料的液体；所述物料出口位于锥封头的下方，用于输出初始竹浆。
5.根据权利要求4所述的一种制备微晶纤维素的设备，其特征在于：所述预浸罐还包括第一循环进液口、第二循环进液口、循环出液口和篦子；
在所述预浸罐的筒体上方和锥封头上分别设有第一循环进液口和第二循环进液口；所述循环出液口设于预浸罐筒体的中部；所述篦子设置在循环出液口与筒体的连通处；
所述循环出液口将预浸罐内的浸泡过竹质原料的液体排出，进行处理后通过两个循环进液口循环进液口重新送回预浸罐内；所述篦子用于过滤通过循环出液口排出的液体。
6.根据权利要求1所述的一种制备微晶纤维素的设备，其特征在于：所述蒸煮釜包括物料进口、上锥封头、物料出口、进液口、筒体、锥封头、进液口和取样口；
所述物料进口位于筒体上端的上锥封头顶端，用于向蒸煮釜内投放催化剂或其他反应物，在物料进口上设有物料进口封用于密封物料进口；所述筒体的下端通过锥封头密封，所述锥封头的下端设有物料出口，用于输出反应竹浆；所述进液口位于筒体的上端用于向蒸煮釜内输入初始竹浆；所述取样口位于筒体中部，用于对蒸煮釜内液体进行取样采集。
7.根据权利要求6所述的一种制备微晶纤维素的设备，其特征在于：所述蒸煮釜还包括循环进液口、循环出液口和篦子；
所述蒸煮釜筒体的下侧设有一循环进液口，在筒体上侧设有循环出液口；所述循环进液口与循环出液口在与筒体的连通处设有篦子；
所述循环出液口将蒸煮釜内的液体排出，进行处理后通过循环进液口重新输入蒸煮釜内；所述篦子用于过滤通过循环出液口排出的液体。
8.根据权利要求4或6所述的一种制备微晶纤维素的设备，其特征在于：
所述预浸罐的上方设有压力计口，用于测量预浸罐内的压力；所述预浸罐筒体的中部设有温度计，用于测量预浸罐内的温度；
所述蒸煮釜的上方设有压力计口，用于测量蒸煮釜内的压力；所述蒸煮釜筒体的中部设有温度计，用于测量蒸煮釜内的温度。
9.根据权利要求1所述的一种制备微晶纤维素的设备，其特征在于：所述喷放锅包括进液口、进料口、排气口、出料口、筒体、椎体、下筒体、底板和搅拌装置；
所述进液口设置在筒体上端的侧方，用于输入反应竹浆；所述进料口设置在筒体上端，用于输入物料；所述排气口设置在筒体的上端，用于排出喷放锅内的气体；所述筒体的下端依次连接椎体，下筒体和底板；所述搅拌装置设置在下筒体处；所述出料口位于下筒体503处，用于输出搅拌后的反应竹浆。
10.根据权利要求1所述的一种制备微晶纤维素的设备，其特征在于：所述预浸罐、蒸煮釜和喷放锅之间通过物料传输管连接，进行物料的传输；所述物料传输管上均设有压力泵，用于将物料从物料传输管的底端打到上端。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106749688A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 广州市楹晟生物科技有限公司 一种微晶纤维素的生产方法
CN116180479A (zh) * 2023-01-05 2023-05-30 北京石大油源科技开发有限公司 一种木质素与综纤维素分离装置及分离方法

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