CN206828868U - 一种分离纤维素、木质素和碳水化合物的组合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分离纤维素、木质素和碳水化合物的组合装置，包括对原料做初级处理的粉碎机、过滤罐、混合罐；所述过滤罐上部设有顶盖，顶盖内置电机，电机转子位于顶盖中轴线上，转子下方设有四片叶片；进水管一端连接冷却装置内部的水泵，另一端穿过顶盖上方，形成连接顶盖内部空腔和水泵间的水流通道，顶盖底部形成多个筛孔；所述过滤罐内部设有两层过滤膜，底部中央设有连接第一蒸馏罐的排水管道；所述混合罐一个侧壁上方设有进料口，另一侧壁底部设有出料口，顶部设有溶剂管道；所述出料口后端依次连接离心机和收集罐。本装置分离效果良好，产生污染物少，能源利用率高，生产效率高。

Description

一种分离纤维素、木质素和碳水化合物的组合装置

技术领域

本实用新型属于化工材料的性能测试技术领域，具体涉及一种分离纤维素、木质素和碳水化合物的组合装置 。

背景技术

木质素、纤维素和半纤维素是构成植物骨架的主要成分，据估计，每年全世界由植物可生长1500亿吨木质素。由于木质素的结构复杂、物理化学性质的不均一性、分离提取困难及木质素缩合，使得它至今没有被很好地利用。木质素一般作为木材水解工业和造纸工业的副产物，由于得不到充分利用，变成了环境污染物。农业生物质纤维素、木质素和碳水化合物各组分的分离， 目前尚没有有效的分离装置。 现有的比如糠醛厂用的是不锈钢反应釜，造纸厂用的是蒸煮装置，都是单一组分的分离装，均没有系统的将这三种组分彻底分离的组合装置。

有机溶剂具有良好的溶解性和易挥发性，利用有机溶剂提取原料中的木质素，达到纤维素和木质素的彻底、高效分离；分离出的纤维素将直接作为造纸的纸浆，而通过蒸馏可以回收有机溶剂和提纯木质素。整个制浆过程中采用的是有机溶剂分离，水解或溶解木质素，且有机溶剂可以反复回收循环利用，无废水或少量废水排放，形成一个封闭的循环系统，能够真正从源头防治制浆造纸对环境的废水污染，是实现无污染或低污染“绿色环保”造纸的有效技术途径，是提取木质素，纯化木质素的有效途径。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种分离纤维素、木质素和碳水化合物的组合装置 ，为此，本实用新型所采取的技术方案是：一种分离纤维素、木质素和碳水化合物的组合装置 ，包括对原料做初级处理的粉碎机、过滤罐、混合罐、将粉碎机处理过的原料输送至过滤罐的传送带；所述过滤罐主体为中空的圆柱形，上部设有顶盖，顶盖内置电机，电机转子位于顶盖中轴线上，转子下方设有四片叶片，相邻的叶片相互垂直；进水管一端连接冷却装置内部的水泵，另一端穿过顶盖上方，形成连接顶盖内部空腔和水泵间的水流通道，顶盖底部形成多个筛孔；所述过滤罐内部下方设有第一过滤膜和第二过滤膜，底部中央设有排水管道，排水管道上设有阀门，排水管道出口连接第一蒸馏罐，第一蒸馏罐连接水回收系统，水回收系统的出水管和外部水管通过第一混合阀连接冷却装置；所述混合罐一个侧壁上方设有进料口，另一侧壁底部设有出料口，顶部设有溶剂管道；所述出料口后端依次连接离心机和收集罐；收集罐的液体通道连接第二蒸馏罐，第二蒸馏罐的液体通道与有机溶剂管道通过第二混合阀连接混合罐的溶剂管道。

所述有机溶剂管道内的溶剂为乙醇和丙酮的混合物。

所述混合罐内部设有加热装置和搅拌装置。

本实用新型的有益效果是实现了农业生物质中的纤维素、木质素和碳水化合物三种主要成分得到有效分离。且分离过程中参与溶解碳水化合物的水和溶解木质素的有机溶剂均得到循环利用，大大降低了废水废渣的产生量。分离效果良好，能源利用率高，生产效率高。

附图说明

图1是本实用新型的结构及功能框图；

图2是过滤罐的结构示意图；

图3是过滤罐顶盖的仰视图；

图4是混合罐的结构示意图。

其中，

1．顶盖； 2．转子；

3．叶片； 4．过滤罐；

5．第一过滤膜； 6．第二过滤膜；

7．排水管道； 8．阀门；

9．进水管； 10．筛孔；

11．进料口； 12．溶剂管道；

13．混合罐； 14．出料口。

具体实施方式

以下参照附图对本实用新型的一种分离纤维素、木质素和碳水化合物的组合装置进行技术说明。

如图1～图4所示，一种分离纤维素、 木质素和碳水化合物的组合装置 ，包括对原料做初级处理的粉碎机、过滤罐4、混合罐13、将粉碎机处理过的原料输送至过滤罐4的传送带；所述过滤罐4主体为中空的圆柱形，上部设有顶盖1，顶盖1内置电机，电机转子2位于顶盖中轴线上，转子2下方设有四片叶片3，相邻的叶片3相互垂直；进水管9一端连接冷却装置内部的水泵，另一端穿过顶盖1上方，形成连接顶盖1内部空腔和水泵间的水流通道，顶盖1底部形成多个筛孔10；所述过滤罐4内部下方设有第一过滤膜5和第二过滤膜6，底部中央设有排水管道7，排水管道7上设有阀门8，排水管道7出口连接第一蒸馏罐，第一蒸馏罐连接水回收系统，水回收系统的出水管和外部水管通过第一混合阀连接冷却装置；所述混合罐13一个侧壁上方设有进料口11，另一侧壁底部设有出料口14，顶部设有溶剂管道12；所述出料口14后端依次连接离心机和收集罐；收集罐的液体通道连接第二蒸馏罐，第二蒸馏罐的液体通道与有机溶剂管道通过第二混合阀连接混合罐13的溶剂管道12。

所述有机溶剂管道内的溶剂为乙醇和丙酮的混合物。

所述混合罐13内部设有加热装置和搅拌装置。

实施例一：

本装置对原料的处理过程，包括下述步骤：

1、将原料加入粉碎机中，开机30min，将其粉碎成细小的碎末。

2、将粉碎后的原料通过传送带输送至过滤罐4，盖上顶盖1，开启电机，转子2带动叶片3转动，打开水泵，水流通过进水管9流入顶盖1，并从筛孔10流出，均匀淋在过滤罐4内的原料上。

3、过滤罐内的原料中的碳水化合物成分溶解在水中，形成碳水化合物原浆，穿过第一滤膜膜5和第二过滤膜6，最终通过排水管道7排出过滤罐4，原料中的其他成分不溶于水，被两层过滤膜阻隔，继续留存在过滤罐4中。

4、碳水化合物原浆在第一蒸馏罐中，经整流后分离水和碳水化合物成分，蒸馏水通过水回收系统进入冷却装置，进而由冷却装置内的水泵将水再次送入过滤罐4内循环使用。

5、打开顶盖1，将过滤罐4倾倒，倒出内部残留物，通过传送带输送至混合罐13，并通过进料口11进入混合罐13。

6、通过溶剂管道12向混合罐13中加入有机溶剂，同时开启内部的搅拌装置和加热装置，加快有机溶剂和木质素的融合，溶解了木质素的混合液通过出料口14排出混合罐13，进入收集罐。收集罐内静置2小时后，不能溶解的物质的主要成分为纤维素，清液为溶解了木质素的有机溶液。

7、有机溶液在第二蒸馏罐内通过蒸馏过程，完成溶剂和溶质的分离，即分离出的固体成分为木质素；蒸馏后得到的液体成分为有机溶剂，可重复加入混合罐13内循环利用。

至此，完成纤维素、木质素、碳水化合物三种成分的分离。

Claims (3)

1.一种分离纤维素、木质素和碳水化合物的组合装置 ，其特征在于，包括对原料做初级处理的粉碎机、过滤罐（4）、混合罐（13）、将粉碎机处理过的原料输送至过滤罐（4）的传送带；所述过滤罐（4）主体为中空的圆柱形，上部设有顶盖（1），顶盖（1）内置电机，电机转子（2）位于顶盖中轴线上，转子（2）下方设有四片叶片（3），相邻的叶片（3）相互垂直；进水管（9）一端连接冷却装置内部的水泵，另一端穿过顶盖（1）上方，形成连接顶盖（1）内部空腔和水泵间的水流通道，顶盖（1）底部形成多个筛孔（10）；所述过滤罐（4）内部下方设有第一过滤膜（5）和第二过滤膜（6），底部中央设有排水管道（7），排水管道（7）上设有阀门（8），排水管道（7）出口连接第一蒸馏罐，第一蒸馏罐连接水回收系统，水回收系统的出水管和外部水管通过第一混合阀连接冷却装置；所述混合罐（13）一个侧壁上方设有进料口（11），另一侧壁底部设有出料口（14），顶部设有溶剂管道（12）；所述出料口（14）后端依次连接离心机和收集罐；收集罐的液体通道连接第二蒸馏罐，第二蒸馏罐的液体通道与有机溶剂管道通过第二混合阀连接混合罐（13）的溶剂管道（12）。

2.如权利要求1所述的一种分离纤维素、木质素和碳水化合物的组合装置 ，其特征在于，所述有机溶剂管道内的溶剂为乙醇和丙酮的混合物。

3.如权利要求1所述的一种分离纤维素、木质素和碳水化合物的组合装置 ，其特征在于，所述混合罐（13）内部设有加热装置和搅拌装置。