CN113355934A - 一种木质纤维素提取装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种木质纤维素提取装置及方法，属于纤维素提取技术领域，包括原料压榨装置、酸解装置、第一固液分离器、减压蒸馏器和水洗装置，所述原料压榨装置呈竖直设置，所述原料压榨装置包括压榨箱、粉碎件和挤压件，所述压榨箱转动连接在压榨箱的上侧，所述挤压件滑动连接在压榨箱的中间位置，所述酸解装置位于压榨箱的下侧，所述第一固液分离器位于压榨箱的旁侧且与压榨箱的下侧相连通，所述减压蒸馏器与第一固液分离器相连通，所述第一固液分离器的旁侧还设有第二固液分离器，所述第二固液分离器与减压蒸馏器相连通，所述水洗装置与减压蒸馏器相连通。本发明可以提高木质纤维素提取的效率。
Description
技术领域
本发明涉及纤维素提取技术领域，尤其涉及一种木质纤维素提取装置及方法。
背景技术
木质纤维素是天然可再生木材经过化学处理、机械法加工得到的有机絮状纤维物质。无毒、无味、无污染、无放射性，具有优良的柔韧性及分散性。木质纤维素不溶于水、弱酸和碱性溶液，pH值中性，可提高混炼胶的抗腐蚀性。木质纤维素比重小，比表面积大，具有优良的保温、隔热、隔声、绝缘和透气性能，热膨胀均匀不起壳，不开裂。当制品工作温度达到150℃能隔热数天，达到200℃能隔热数十小时，超过220℃也能隔热数小时。木质纤维素还可以用作增稠剂、吸收剂、稀释剂或载体和填料。
现有公开号为CN112321846A的一种秸秆木质纤维素中木质素的提取分离方法，本发明涉及木质素的提取分离方法。它是要解决现有的木质素的提取方法得到的木质素纯度低的技术问题。本方法：利用无水乙醇对秸秆粉进行索氏抽提，得到一级固体残渣；然后将一级固体残渣与H3PO4·12MoO3水溶液混合加热，减压过滤后得到二级固体残渣和二级滤液；利用乙醚溶液从二级滤液中萃取水热反应木质素；利用纤维素酶溶液对三级固体残渣进行酶水解，得到三级固体残渣；最后利用球磨方法从三级固体残渣球磨粉末中提取球磨木质素。木质素的提取量达到理论含量1达7.到9％71～.8～368.43％.9μ，g纯·度mL达-1到，可99用.9于％农，D作P物PH秸自秆由的基深清加除工率领域。
但是现有的装置还存在以下问题，第一，在对纤维素进行提取时，不能对原材料进行完全地粉碎，不能使得原浆从原材料中挤压出来，第二，在对纤维素的提取效果不好。
发明内容
本发明实施例提供一种木质纤维素提取装置及方法，已解决现有技术中的问题。
本发明实施例采用下述技术方案：一种木质纤维素提取装置及方法，包括原料压榨装置、酸解装置、第一固液分离器、减压蒸馏器和水洗装置，所述原料压榨装置呈竖直设置，所述原料压榨装置包括压榨箱、粉碎件和挤压件，所述压榨箱转动连接在压榨箱的上侧，所述挤压件滑动连接在压榨箱的中间位置，所述酸解装置位于压榨箱的下侧，所述第一固液分离器位于压榨箱的旁侧且与压榨箱的下侧相连通，所述减压蒸馏器与第一固液分离器相连通，所述第一固液分离器的旁侧还设有第二固液分离器，所述第二固液分离器与减压蒸馏器相连通，所述水洗装置与减压蒸馏器相连通。
进一步的，所述粉碎件两个粉碎电机、两个粉碎辊和若干粉碎刀片，两个所述粉碎辊对称转动连接在压榨箱上，两个所述粉碎电机对称设置在压榨箱的侧壁上且两个粉碎电机的主轴分别与两个粉碎辊传动连接，若干所述粉碎刀片等间距设置在两个粉碎辊上。
进一步的，所述挤压件包括过滤网格板和两个挤压板，所述过滤网板水平设置在压榨箱内，两个所述挤压板对称设置在压榨箱内且位于过滤网格板的顶部，每个所述挤压板上均设有两个对称设置的挤压气缸，两个所述挤压气缸对称设置在压榨箱的侧壁上，所述压榨箱的侧壁上设有与其转动连接的出料门。
进一步的，所述酸解装置包括驱动电机和驱动绞龙，所述驱动绞龙转动连接在压榨箱的下端，所述驱动电机位于压榨箱上且驱动电机与驱动绞龙的一端传动连接，所述压榨箱的底部侧壁上设有加热管。
进一步的，所述压榨箱的下侧侧壁上设有甲酸箱和乙酸箱，所述甲酸箱和乙酸箱分别与压榨箱相连通且甲酸箱和乙酸箱上分别设有控制阀门。
进一步的，所述第一固液分离器上设有酸洗箱，所述酸洗箱与第一固定分离器相连通，所述酸洗箱内设有混合绞龙，所述酸洗箱的侧壁上设有混合电机，所述混合电机与混合绞龙传动连接，所述酸洗箱的顶部设有与其相连通的供料箱。
进一步的，所述酸洗箱与第二固液分离器之间设有相连通的管道，所述第一固液分离器和第二固液分离器上设有与减压蒸馏器相连通的管道，所述减压蒸馏器上设有分别连接甲酸箱和乙酸箱的出料管，所述甲酸箱和乙酸箱与第三固液分离器相连通。
进一步的，所述水洗装置包括水洗箱、电机架、水洗电机和水洗搅拌叶轮，所述水洗箱位于第三固液分离器的旁侧且与第三固液分离器相连通，所述电机架位于水洗箱上，所述水洗电机位于电机架上，所述水洗搅拌叶轮与水洗电机传动连接。
一种木质纤维素提取装置及方法，所述提取方法包括以下步骤：
第一步，在进行提取时，将原料放在压榨箱内，两个粉碎电机工作带动两个粉碎辊转动，两个粉碎辊转动带动若干粉碎刀片转动对原料进行粉碎作业；
第二步，在粉碎后落入过滤网格板上，四个挤压气缸分别带动两个挤压板相对移动对落在过滤网格板上粉碎的原料进行挤压作业，将原料中的木质纤维素原浆压榨出来，多余的废渣打开出料门将其进行排放；
第三步，压榨出来的原浆落入压榨箱的下端，甲酸箱和乙酸箱分别将甲酸和乙酸输送至压榨箱内，此时驱动电机工作带动驱动绞龙转动带动对原浆、甲酸和乙酸进行充分地混合，在混合的同时加热管对原浆进行加热作业，使得原浆与甲酸和乙酸进行充分地混合，在混合后输送至第一固液分离器中进行第一次的固液分离作业，分离出的液体输送至减压蒸馏器中，分离出的固体输送至酸洗箱内；
第四步，减压蒸馏器对输送内的液体进行减压，蒸馏时将分离出来的甲酸蒸汽和乙酸蒸汽回收至甲酸箱和乙酸箱内；
第五步，第一固液分离器中分离出来的固体输送至酸洗箱内，供料箱将甲酸和乙酸输送至酸洗箱内，混合电机工作带动混合绞龙转动，对固定进行酸洗作业，在酸洗后输送至第二固液分离器中，第二固液分离器进行固液分离作业，将分离出的液体输送至减压蒸馏器中；
第六步，减压蒸馏器工作产生浓缩液加水稀释后，输送至第三固液分离器中，进行再一次的固液分离作业，在分离后输送至水洗箱内；
第七步，原浆输送至水洗箱后，加水至水洗箱内，水洗电机工作带动水洗搅拌叶轮转动，对原浆进行水洗去酯化后，得到所需的木质纤维素。
本发明实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
其一，本发明将原料放在压榨箱内，两个粉碎电机工作带动两个粉碎辊转动，两个粉碎辊转动带动若干粉碎刀片转动对原料进行粉碎作业，实现对木质纤维素原料的粉碎作业，将原浆从原料中提取出来，在粉碎后落入过滤网格板上，四个挤压气缸分别带动两个挤压板相对移动对落在过滤网格板上粉碎的原料进行挤压作业，将原料中的木质纤维素原浆压榨出来，多余的废渣打开出料门将其进行排放，实现对原料中原浆的完全压榨出来，提高了原料的压榨的效果。
其二，本发明减压蒸馏器对输送内的液体进行减压，蒸馏时将分离出来的甲酸蒸汽和乙酸蒸汽通过出料管回收至甲酸箱和乙酸箱内，实现用料的回收。
其三，本发明中压榨出来的原浆落入压榨箱的下端，甲酸箱和乙酸箱分别将甲酸和乙酸输送至压榨箱内，此时驱动电机工作带动驱动绞龙转动带动对原浆、甲酸和乙酸进行充分地混合，在混合的同时加热管对原浆进行加热作业，使得原浆与甲酸和乙酸进行充分地混合。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的立体结构示意图一；
图2为本发明的立体结构示意图二；
图3为本发明的原料压榨装置的立体结构示意图一；
图4为本发明的原料压榨装置的立体结构示意图二；
图5为本发明的局部立体结构示意图一；
图6为本发明的局部立体结构示意图二；
附图标记：
原料压榨装置1，压榨箱11，出料门111，加热管112，粉碎件12，粉碎电机121，粉碎辊122，粉碎刀片123，挤压件13，过滤网格板131，挤压板132，挤压气缸133，酸解装置2，驱动电机21，驱动绞龙22，甲酸箱23，乙酸箱24，减压蒸馏器3，水洗装置4，水洗箱41，水电机架42，水洗电机43，水洗搅拌叶轮44，第一固液分离器5，第二固液分离器6，第三固液分离器7，酸洗箱8，混合绞龙81，混合电机82，供料箱83。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1至图6所示，本发明实施例提供了一种木质纤维素提取装置及方法，包括原料压榨装置1、酸解装置2、第一固液分离器5、减压蒸馏器3和水洗装置4，所述原料压榨装置1呈竖直设置，所述原料压榨装置1包括压榨箱11、粉碎件12和挤压件13，所述压榨箱11转动连接在压榨箱11的上侧，所述挤压件13滑动连接在压榨箱11的中间位置，所述酸解装置2位于压榨箱11的下侧，所述第一固液分离器5位于压榨箱11的旁侧且与压榨箱11的下侧相连通，所述减压蒸馏器3与第一固液分离器5相连通，所述第一固液分离器5的旁侧还设有第二固液分离器6，所述第二固液分离器6与减压蒸馏器3相连通，所述水洗装置4与减压蒸馏器3相连通；减压蒸馏器3对输送内的液体进行减压，蒸馏时将分离出来的甲酸蒸汽和乙酸蒸汽通过出料管回收至甲酸箱23和乙酸箱24内，实现用料的回收。
优选的，所述粉碎件12两个粉碎电机121、两个粉碎辊122和若干粉碎刀片123，两个所述粉碎辊122对称转动连接在压榨箱11上，两个所述粉碎电机121对称设置在压榨箱11的侧壁上且两个粉碎电机121的主轴分别与两个粉碎辊122传动连接，若干所述粉碎刀片123等间距设置在两个粉碎辊122上；将原料放在压榨箱11内，两个粉碎电机121工作带动两个粉碎辊122转动，两个粉碎辊122转动带动若干粉碎刀片123转动对原料进行粉碎作业，实现对木质纤维素原料的粉碎作业，将原浆从原料中提取出来。
优选的，所述挤压件13包括过滤网格板131和两个挤压板132，所述过滤网板水平设置在压榨箱11内，两个所述挤压板132对称设置在压榨箱11内且位于过滤网格板131的顶部，每个所述挤压板132上均设有两个对称设置的挤压气缸133，两个所述挤压气缸133对称设置在压榨箱11的侧壁上，所述压榨箱11的侧壁上设有与其转动连接的出料门111；在粉碎后落入过滤网格板131上，四个挤压气缸133分别带动两个挤压板132相对移动对落在过滤网格板131上粉碎的原料进行挤压作业，将原料中的木质纤维素原浆压榨出来，多余的废渣打开出料门111将其进行排放。
优选的，所述酸解装置2包括驱动电机21和驱动绞龙22，所述驱动绞龙22转动连接在压榨箱11的下端，所述驱动电机21位于压榨箱11上且驱动电机21与驱动绞龙22的一端传动连接，所述压榨箱11的底部侧壁上设有加热管112；
所述压榨箱11的下侧侧壁上设有甲酸箱23和乙酸箱24，所述甲酸箱23和乙酸箱24分别与压榨箱11相连通且甲酸箱23和乙酸箱24上分别设有控制阀门；压榨出来的原浆落入压榨箱11的下端，甲酸箱23和乙酸箱24分别将甲酸和乙酸输送至压榨箱11内，此时驱动电机21工作带动驱动绞龙22转动带动对原浆、甲酸和乙酸进行充分地混合，在混合的同时加热管112对原浆进行加热作业，使得原浆与甲酸和乙酸进行充分地混合。
优选的，所述第一固液分离器5上设有酸洗箱8，所述酸洗箱8与第一固定分离器相连通，所述酸洗箱8内设有混合绞龙81，所述酸洗箱8的侧壁上设有混合电机82，所述混合电机82与混合绞龙81传动连接，所述酸洗箱8的顶部设有与其相连通的供料箱83；第一固液分离器5中分离出来的固体输送至酸洗箱8内，供料箱83将甲酸和乙酸输送至酸洗箱8内，混合电机82工作带动混合绞龙81转动，对固定进行酸洗作业，在酸洗后输送至第二固液分离器6中，第二固液分离器6进行固液分离作业，将分离出的液体输送至减压蒸馏器3中。
优选的，所述酸洗箱8与第二固液分离器6之间设有相连通的管道，所述第一固液分离器5和第二固液分离器6上设有与减压蒸馏器3相连通的管道，所述减压蒸馏器3上设有分别连接甲酸箱23和乙酸箱24的出料管，所述甲酸箱23和乙酸箱24与第三固液分离器7相连通。
优选的，所述水洗装置4包括水洗箱41、水电机架42、水洗电机43和水洗搅拌叶轮44，所述水洗箱41位于第三固液分离器7的旁侧且与第三固液分离器7相连通，所述水电机架42位于水洗箱41上，所述水洗电机43位于水电机架42上，所述水洗搅拌叶轮44与水洗电机43传动连接；原浆输送至水洗箱41后，加水至水洗箱41内，水洗电机43工作带动水洗搅拌叶轮44转动，对原浆进行水洗去酯化后，得到所需的木质纤维素。
一种木质纤维素提取装置及方法，所述提取方法包括以下步骤：
第一步，在进行提取时，将原料放在压榨箱11内，两个粉碎电机121工作带动两个粉碎辊122转动，两个粉碎辊122转动带动若干粉碎刀片123转动对原料进行粉碎作业；
第二步，在粉碎后落入过滤网格板131上，四个挤压气缸133分别带动两个挤压板132相对移动对落在过滤网格板131上粉碎的原料进行挤压作业，将原料中的木质纤维素原浆压榨出来，多余的废渣打开出料门111将其进行排放；
第三步，压榨出来的原浆落入压榨箱11的下端，甲酸箱23和乙酸箱24分别将甲酸和乙酸输送至压榨箱11内，此时驱动电机21工作带动驱动绞龙22转动带动对原浆、甲酸和乙酸进行充分地混合，在混合的同时加热管112对原浆进行加热作业，使得原浆与甲酸和乙酸进行充分地混合，在混合后输送至第一固液分离器5中进行第一次的固液分离作业，分离出的液体输送至减压蒸馏器3中，分离出的固体输送至酸洗箱8内；
第四步，减压蒸馏器3对输送内的液体进行减压，蒸馏时将分离出来的甲酸蒸汽和乙酸蒸汽回收至甲酸箱23和乙酸箱24内；
第五步，第一固液分离器5中分离出来的固体输送至酸洗箱8内，供料箱83将甲酸和乙酸输送至酸洗箱8内，混合电机82工作带动混合绞龙81转动，对固定进行酸洗作业，在酸洗后输送至第二固液分离器6中，第二固液分离器6进行固液分离作业，将分离出的液体输送至减压蒸馏器3中；
第六步，减压蒸馏器3工作产生浓缩液加水稀释后，输送至第三固液分离器7中，进行再一次的固液分离作业，在分离后将液体输送至水洗箱41内；
第七步，原浆输送至水洗箱41后，加水至水洗箱41内，水洗电机43工作带动水洗搅拌叶轮44转动，对原浆进行水洗去酯化后，得到所需的木质纤维素。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种木质纤维素提取装置，其特征在于，包括原料压榨装置(1)、酸解装置(2)、第一固液分离器(5)、减压蒸馏器(3)和水洗装置(4)，所述原料压榨装置(1)呈竖直设置，所述原料压榨装置(1)包括压榨箱(11)、粉碎件(12)和挤压件(13)，所述压榨箱(11)转动连接在压榨箱(11)的上侧，所述挤压件(13)滑动连接在压榨箱(11)的中间位置，所述酸解装置(2)位于压榨箱(11)的下侧，所述第一固液分离器(5)位于压榨箱(11)的旁侧且与压榨箱(11)的下侧相连通，所述减压蒸馏器(3)与第一固液分离器(5)相连通，所述第一固液分离器(5)的旁侧还设有第二固液分离器(6)，所述第二固液分离器(6)与减压蒸馏器(3)相连通，所述水洗装置(4)与减压蒸馏器(3)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种木质纤维素提取装置，其特征在于：所述粉碎件(12)两个粉碎电机(121)、两个粉碎辊(122)和若干粉碎刀片(123)，两个所述粉碎辊(122)对称转动连接在压榨箱(11)上，两个所述粉碎电机(121)对称设置在压榨箱(11)的侧壁上且两个粉碎电机(121)的主轴分别与两个粉碎辊(122)传动连接，若干所述粉碎刀片(123)等间距设置在两个粉碎辊(122)上。
3.根据权利要求1所述的一种木质纤维素提取装置，其特征在于：所述挤压件(13)包括过滤网格板(131)和两个挤压板(132)，所述过滤网板水平设置在压榨箱(11)内，两个所述挤压板(132)对称设置在压榨箱(11)内且位于过滤网格板(131)的顶部，每个所述挤压板(132)上均设有两个对称设置的挤压气缸(133)，两个所述挤压气缸(133)对称设置在压榨箱(11)的侧壁上，所述压榨箱(11)的侧壁上设有与其转动连接的出料门(111)。
4.根据权利要求1所述的一种木质纤维素提取装置，其特征在于：所述酸解装置(2)包括驱动电机(21)和驱动绞龙(22)，所述驱动绞龙(22)转动连接在压榨箱(11)的下端，所述驱动电机(21)位于压榨箱(11)上且驱动电机(21)与驱动绞龙(22)的一端传动连接，所述压榨箱(11)的底部侧壁上设有加热管(112)。
5.根据权利要求1所述的一种木质纤维素提取装置，其特征在于：所述压榨箱(11)的下侧侧壁上设有甲酸箱(23)和乙酸箱(24)，所述甲酸箱(23)和乙酸箱(24)分别与压榨箱(11)相连通且甲酸箱(23)和乙酸箱(24)上分别设有控制阀门。
6.根据权利要求5所述的一种木质纤维素提取装置，其特征在于：所述第一固液分离器(5)上设有酸洗箱(8)，所述酸洗箱(8)与第一固定分离器相连通，所述酸洗箱(8)内设有混合绞龙(81)，所述酸洗箱(8)的侧壁上设有混合电机(82)，所述混合电机(82)与混合绞龙(81)传动连接，所述酸洗箱(8)的顶部设有与其相连通的供料箱(83)。
7.根据权利要求6所述的一种木质纤维素提取装置，其特征在于：所述酸洗箱(8)与第二固液分离器(6)之间设有相连通的管道，所述第一固液分离器(5)和第二固液分离器(6)上设有与减压蒸馏器(3)相连通的管道，所述减压蒸馏器(3)上设有分别连接甲酸箱(23)和乙酸箱(24)的出料管，所述甲酸箱(23)和乙酸箱(24)与第三固液分离器(7)相连通。
8.根据权利要求1所述的一种木质纤维素提取装置，其特征在于：所述水洗装置(4)包括水洗箱(41)、水电机架(42)、水洗电机(43)和水洗搅拌叶轮(44)，所述水洗箱(41)位于第三固液分离器(7)的旁侧且与第三固液分离器(7)相连通，所述水电机架(42)位于水洗箱(41)上，所述水洗电机(43)位于水电机架(42)上，所述水洗搅拌叶轮(44)与水洗电机(43)传动连接。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种木质纤维素提取装置及方法，其特征在于，所述提取方法包括以下步骤：
第一步，在进行提取时，将原料放在压榨箱(11)内，两个粉碎电机(121)工作带动两个粉碎辊(122)转动，两个粉碎辊(122)转动带动若干粉碎刀片(123)转动对原料进行粉碎作业；
第二步，在粉碎后落入过滤网格板(131)上，四个挤压气缸(133)分别带动两个挤压板(132)相对移动对落在过滤网格板(131)上粉碎的原料进行挤压作业，将原料中的木质纤维素原浆压榨出来，多余的废渣打开出料门(111)将其进行排放；
第三步，压榨出来的原浆落入压榨箱(11)的下端，甲酸箱(23)和乙酸箱(24)分别将甲酸和乙酸输送至压榨箱(11)内，此时驱动电机(21)工作带动驱动绞龙(22)转动带动对原浆、甲酸和乙酸进行充分地混合，在混合的同时加热管(112)对原浆进行加热作业，使得原浆与甲酸和乙酸进行充分地混合，在混合后输送至第一固液分离器(5)中进行第一次的固液分离作业，分离出的液体输送至减压蒸馏器(3)中，分离出的固体输送至酸洗箱(8)内；
第四步，减压蒸馏器(3)对输送内的液体进行减压，蒸馏时将分离出来的甲酸蒸汽和乙酸蒸汽回收至甲酸箱(23)和乙酸箱(24)内；
第五步，第一固液分离器(5)中分离出来的固体输送至酸洗箱(8)内，供料箱(83)将甲酸和乙酸输送至酸洗箱(8)内，混合电机(82)工作带动混合绞龙(81)转动，对固定进行酸洗作业，在酸洗后输送至第二固液分离器(6)中，第二固液分离器(6)进行固液分离作业，将分离出的液体输送至减压蒸馏器(3)中；
第六步，减压蒸馏器(3)工作产生浓缩液加水稀释后，输送至第三固液分离器(7)中，进行再一次的固液分离作业，在分离后将液体输送至水洗箱(41)内；
第七步，原浆输送至水洗箱(41)后，加水至水洗箱(41)内，水洗电机(43)工作带动水洗搅拌叶轮(44)转动，对原浆进行水洗去酯化后，得到所需的木质纤维素。
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