CN211754996U - 一种用酒糟制备超细功能化纤维的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用酒糟制备超细功能化纤维的装置，包括酒糟剪切粉碎装置、纤维分离提取装置、酒糟纤维预解体装置和纤维功能化改性装置；所述酒糟剪切粉碎装置包括酒糟暂存箱、第一电振给料机和剪切破碎机；所述纤维分离提取装置包括高频振动细筛、第一水冲洗装置；所述酒糟纤维预解体装置包括纤维预解体反应釜，纤维预解体反应釜为分体式结构，包括固定反应釜体和可分离式反应筛；所述纤维功能化改性装置包括物料输送皮带，在物料输送皮带的上方设置有第二水冲洗装置和功能化改性剂喷淋装置，物料输送皮带的后半段从光催化微波协同反应器的下部穿过。利用该装置能够从酒糟中提取谷物纤维并进行功能化改性以制备出超细功能化纤维。

Description

一种用酒糟制备超细功能化纤维的装置

技术领域

本发明涉及酒糟处理领域，具体地说是涉及一种用酒糟制备超细功能化纤维的装置。

背景技术

酒糟是酿酒和酒精产业产生的固体副产物，富含纤维、氨基酸、粗淀粉、多种酶和维生素，具有产量大、成分复杂、储存稳定性差的特点。酒糟按来源大致可分为啤酒糟、白酒糟、黄酒糟和酒精糟。

随着酿酒和酒精产业工业化程度的提高，酒糟的产量与日俱增，随着社会环保意识的增强和科学技术的发展，企业不能再像以前一样简单的将酒糟当作废弃物直接填埋，如何合理、高效的利用酒糟成为困扰企业和相关科研人员的难题。

为了帮助企业解决酒糟的处理难题，研究者们开发了多种以酒糟为二次资源生产工业或农业产品的工艺方法，在食品、饲料和肥料等技术领域得到了广泛应用。例如，申请号为201711210006.1的发明专利公开了一种以酒糟为主体原料制作菌种培养基的方法，工艺简单，使用方便。申请号为201910627735.X的发明专利公开了一种利用酒糟制备调味酒的方法，通过预处理、酶解、发酵、调配等工艺，充分利用了酒糟中的有效成分，减少了酒糟对环境的污染。申请号为201910627741.5的发明专利公开了一种利用酒糟提取膳食纤维的方法，通过磨浆、酶解等一系列工序实现了对酒糟中膳食纤维的提取，进一步提高了酒糟的附加值和利用价值。另外，利用酒糟制作动物饲料或肥料也是目前酒糟利用的重要途径。如申请号为201510792499.9的发明专利公开了一种利用酒糟、饲料复合酶和饲料益菌素等组分，通过密封发酵制备牛羊饲料的方法，大大降低了饲料的生产成本。申请号为201810608098.7的发明专利采用类似的方法，利用玉米酒糟、麸皮、猪骨粉、大曲粉、酵母、混合菌种、饲料复合酶和饲料益菌素等为原料，制备的饲料成本低、粗蛋白含量高，易被家畜吸收。申请号为201711360873.3的发明专利公开了一种以酒糟、秸秆、过磷酸钙等为主要原料生产有机肥料的方法，通过配料-前期好氧发酵-后期厌氧发酵-干燥造粒工艺生产的有机肥通过了国家绿色食品发展中心认证，适用于玉米、水稻、棉花、蔬菜等多种农产品。

为了进一步提高酒糟相关产品的附加值和利用价值，除在上述领域应用外，科研人员还将酒糟成功应用到了建材和造纸等行业。如申请号为201510656869.6的发明专利公开了一种利用谷类酒糟渣改性生土材料的方法，将酒糟、生土和无机胶凝材料按一定比例混匀后制备的改性生土材料，充分利用了酒糟中的植物纤维，改善了生土砌块的力学性能。申请号为201710116815.X的发明专利和申请号为201910179866.6的发明专利各自公开了一种利用酒精行业产生的酒糟制取纤维纸浆并用于造纸的方法，不仅有效解决了酒糟的利用难题，还拓展了造纸工业原料的来源，降低了造纸生产成本，具有显著的经济、社会和环境效益。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种用酒糟制备超细功能化纤维的装置，利用该装置能够从酒糟中提取谷物纤维并进行功能化改性以制备出超细功能化纤维。

本实用新型所采用的技术解决方案是：

一种用酒糟制备超细功能化纤维的装置，包括酒糟剪切粉碎装置、纤维分离提取装置、酒糟纤维预解体装置和纤维功能化改性装置；

所述酒糟剪切粉碎装置包括酒糟暂存箱、第一电振给料机和剪切破碎机，第一电振给料机的进料端设置在酒糟暂存箱的出料口处，第一电振给料机的出料端设置在剪切破碎机的进料口处；

所述纤维分离提取装置包括高频振动细筛，高频振动细筛设置在剪切破碎机的出料口处，在高频振动细筛的下方设置有筛下物料回收池，在高频振动细筛的上方设置有第一水冲洗装置，在高频振动细筛的一侧设置有第一纤维暂存池；

所述酒糟纤维预解体装置包括纤维预解体反应釜，纤维预解体反应釜为分体式结构，包括用于盛放纤维预分解液的固定反应釜体和用于盛放纤维的可分离式反应筛，第一纤维暂存池的出料口处设置有第二电振给料机，第二电振给料机的出料端接可分离式反应筛；

所述酒糟纤维预解体装置还包括用于盛放预分解后纤维的第二纤维暂存池，第二纤维暂存池的出料口处设置有第三电振给料机；

所述纤维功能化改性装置包括物料输送皮带和光催化微波协同反应器，第三电振给料机的出料端位于物料输送皮带的一端上方，沿物料输送方向在物料输送皮带的前半段上方依次设置有第二水冲洗装置和功能化改性剂喷淋装置，物料输送皮带的后半段从光催化微波协同反应器的下部穿过，在物料输送皮带的下方依次设置有冲洗水回收池和功能化改性剂回收池。

优选的，所述纤维预解体反应釜还包括可升降式搅拌装置和反应釜盖，可升降式搅拌装置包括搅拌桨、搅拌电机、竖直固定杆和升降调节装置，升降调节装置套在竖直固定杆上，能相对于竖直固定杆上下移动，升降调节装置通过水平支撑杆与搅拌电机连接，搅拌电机与搅拌桨传动连接，搅拌桨竖直布置。

优选的，所述固定反应釜体和第二纤维暂存池之间设置有循环式链条输送装置，所述循环式链条输送装置包括牵引链条、输送轨道和挂物平台，牵引链条与输送电机传动连接，挂物平台与牵引链条相连接，且挂物平台搭载在输送轨道上，在挂物平台的底部设置有用于吊起可分离式反应筛的挂钩。

优选的，所述光催化微波协同反应器包括壳体，在壳体的顶部设置有固定波长光源，在壳体的左右两侧设置有微波发生器。

本实用新型的有益技术效果是：

(1)本实用新型提出了一种用酒糟制备超细功能化纤维的装置，利用该装置可从酒糟中快速提取纤维成分，并根据用途采用不同类型改性剂对其进行功能化改性；经改性后得到的超细功能化纤维可用于混凝土砂浆、涂料制品的改性等领域，为酒糟的高效利用提供了可行性途径，可以极大的提高酒糟相关产品的经济和利用价值。

(2)本实用新型中可分离式反应釜体和循环式链条输送装置的设计，可大大提高纤维预分解和改性反应效率。

(3)本发明中光催化微波协同反应器的使用，优化了纤维功能化改性工艺，提高了纤维功能化改性速度，同时可以实现对物料的烘干，对于降低纤维功能化改性成本也具有现实意义。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中纤维预解体反应釜的结构原理示意图，图中示出釜盖闭合时的反应状态；

图3为本实用新型中纤维预解体反应釜的结构原理示意图，图中示出釜盖开启时的加料状态；

图4为本实用新型中可分离式反应筛的侧视图，图中示出底部可活动筛网闭合时的状态；

图5为本实用新型中可分离式反应筛的侧视图，图中示出底部可活动筛网打开时的状态；

图6为本实用新型中循环式链条输送装置的结构原理示意图，图中示出俯视状态；

图7为本实用新型中光催化微波协同反应器的结构原理示意图。

图中：1-酒糟暂存箱；2-第一电振给料机；3-高速剪切破碎机；4-高频振动细筛；5-筛下物料回收池；6-第一水冲洗装置；7-第一纤维暂存池；8-第二电振给料机；9-纤维预解体反应釜；10-固定反应釜体；11-可分离式反应筛；12-可升降式搅拌装置；13-循环式链条输送装置；14-预分解液回收池；15-第二纤维暂存池；16-第三电振给料机，17-物料输送皮带；18-第二水冲洗装置；19-功能化改性剂喷淋装置；20-光催化微波协同反应器；21-冲洗水回收池；22-功能化改性剂回收池；

11-1：反应筛筛面；11-2：铰链；11-3：可活动筛网；11-4：水平弯折部；11-5：弹簧；11-6：弹簧连杆开关；11-61：第一连杆；11-62：第二连杆；

12-1：升降调节装置；12-2：竖直固定杆；12-3：搅拌桨；12-4：搅拌电机；12-5：水平支撑杆。

13-1：输送轨道；13-2：牵引链条；13-3：挂物平台；13-4：输送电机；13-5：挂钩。

具体实施方式

如图1所示，一种用酒糟制备超细功能化纤维的装置，包括酒糟剪切粉碎装置、纤维分离提取装置、酒糟纤维预解体装置和纤维功能化改性装置。

所述酒糟剪切粉碎装置包括酒糟暂存箱1、第一电振给料机2和高速剪切破碎机3，第一电振给料机2的进料端设置在酒糟暂存箱1的出料口处，第一电振给料机2的出料端设置在高速剪切破碎机3的进料口处。

所述纤维分离提取装置包括高频振动细筛4，高频振动细筛4设置在高速剪切破碎机3的出料口处，在高频振动细筛4的下方设置有筛下物料回收池5，在高频振动细筛4的上方设置有第一水冲洗装置6，在高频振动细筛4的一侧设置有第一纤维暂存池7。

所述酒糟纤维预解体装置包括纤维预解体反应釜9，纤维预解体反应釜9为分体式结构，包括用于盛放纤维预分解液的固定反应釜体10和用于盛放纤维的可分离式反应筛11。第一纤维暂存池7的出料口处设置有第二电振给料机8，第二电振给料机8的出料端接可分离式反应筛11。所述酒糟纤维预解体装置还包括用于盛放预分解后纤维的第二纤维暂存池15，第二纤维暂存池15的出料口处设置有第三电振给料机16。

所述纤维功能化改性装置包括物料输送皮带17和光催化微波协同反应器20，第三电振给料机16的出料端位于物料输送皮带17的一端上方，沿物料输送方向在物料输送皮带的前半段上方依次设置有第二水冲洗装置18和功能化改性剂喷淋装置19，物料输送皮带的后半段从光催化微波协同反应器20的下部穿过，在物料输送皮带的下方依次设置有冲洗水回收池21和功能化改性剂回收池22。

利用本实用新型装置从酒糟中提取谷物纤维并进行功能化改性以制备超细功能化纤维的步骤如下：

a酒糟高速剪切粉碎

a1酒糟无需干燥，通过皮带输送至酒糟暂存箱1后，在第一电振给料机2的作用下给入高速剪切破碎机3，向高速剪切破碎机3中加水。

a2酒糟在高速剪切破碎机3中，依靠剪切破碎刀头的高速分散作用粉碎至合适细度(1-2mm)，然后由排料口自流进入高频振动细筛4。

高速剪切破碎机3排料口处设有冲洗水，用以保证粉碎后物料顺利流出。在高速剪切破碎机下端设阀门，用于控制物料流量和酒糟剪切破碎时间。

b酒糟纤维分离提取

b1在高频振动细筛4的作用下，酒糟中的大部分纤维成分被保留在筛上，而酒糟中所含的淀粉、蛋白质等成分自流进入筛下物料回收池5。

b2在高频振动细筛4上方设有两道冲洗水6，分别位于高频振动细筛中部和末端，用于洗涤分离出的纤维成分。

由高速剪切破碎机3排出的物料直接给入高频振动细筛4，用于酒糟中纤维和其他成分的分离。高频振动细筛4的振幅、倾角和频率可调，用于控制物料分离速度和分离效果。

筛下物料回收池5中物料经过滤或压滤后，滤饼作为肥料或培养基原料，滤液返回酒糟高速剪切粉碎步骤中重复利用，可在酒糟高速剪切粉碎时替代部分用水量。

c酒糟纤维预解体

c1由高频振动细筛4筛上分离出的纤维成分给入第一纤维暂存池7。

c2第一纤维暂存池7中纤维在第二电振给料机8的作用下给入纤维预解体反应釜9。纤维预解体反应釜9为分体式结构，包括固定反应釜体10和可分离式反应筛11，在固定反应釜体10的内部添加有纤维预分解液，第一纤维暂存池7中的纤维置于可分离式反应筛11中，可分离式反应筛11置于固定反应釜体10的内部，进而使纤维浸入纤维预分解液中，进行反应。

c3反应完成后，可分离式反应筛11由循环式链条输送装置13上的挂钩13-5从固定反应釜体10中提出，在输送过程中依靠重力和可分离式反应筛的筛网阻隔作用，实现纤维和预分解液的分离。

d纤维功能化改性

d1预分解后的纤维给入第二纤维暂存池15，然后在第三电振给料机16的作用下给入物料输送皮带17，物料输送皮带水平布置，物料输送皮带上方沿物料输送方向分别设置两道水冲洗装置18和两道功能化改性剂喷淋装置19，用于洗涤物料并实现改性剂对纤维充分润湿。

d2喷淋功能化改性剂后的纤维继续由物料输送皮带17输送至光催化微波协同反应器20，在固定波长光源和微波复合作用下进行纤维的功能化改性，得到超细功能化纤维。

上述物料输送皮带下方设冲洗水回收池21和功能化改性剂回收池22，实现对冲洗水和功能化改性剂的回收利用。

作为对本实用新型的进一步设计，如图2-3所示，所述纤维预解体反应釜9还包括可升降式搅拌装置12和反应釜盖，可升降式搅拌装置包括搅拌桨12-3、搅拌电机12-4、竖直固定杆12-2和升降调节装置12-1，升降调节装置12-1套在竖直固定杆上，能相对于竖直固定杆12-2上下移动，升降调节装置通过水平支撑杆12-5与搅拌电机12-4连接，搅拌电机12-4与搅拌桨12-3传动连接，搅拌桨12-3竖直布置。

酒糟纤维预解体反应时，打开反应釜盖，向固定反应釜体10中加入纤维预分解液，纤维给入可分离式反应筛11后浸入纤维预分解液中。然后，通过升降调节装置12-1将搅拌桨12-3降低至合适高度，关闭反应釜盖后对纤维进行预分解。纤维预解体反应釜9上还配备有加热装置。

更进一步的，如图4-5所示，所述可分离式反应筛11呈圆柱形框架结构，可分离式反应筛11的筛体四周由反应筛筛面11-1围拢形成，可分离式反应筛的底部为可活动筛网11-3，可活动筛网11-3的左边通过铰链11-2与反应筛筛面的底部铰接，可活动筛网的开合通过机械开关控制，在可分离式反应筛的顶部还设置有方便吊起的吊环。当然，上述可分离式反应筛11也可设置成方形框架结构等。

所述机械开关可设计为弹簧连杆开关11-6，弹簧连杆开关11-6包括第一连杆11-61和第二连杆11-62，第一连杆11-61和第二连杆11-62均竖直布置，第一连杆11-61与筛体连接，第一连杆的底部通过弹簧11-5与第二连杆的顶部连接，第二连杆的底部形成有用于支撑可活动筛网右边的水平弯折部11-4。通过转动第二连杆11-62以配合控制可活动筛网11-3的开合。具体地，当需要可活动筛网闭合时，将第二连杆底端的水平弯折部11-4转动至可活动筛网的右边下方，用于支撑可活动筛网及其上的纤维物料。当需要将可分离式反应筛中的纤维取出时，转动第二连杆11-62，使水平弯折部11-4不再处于可活动筛网11-3的下方，即不再给与可活动筛网支撑力，此时可活动筛网在重力作用下沿铰链11-2转动，其上的纤维物料倾倒而出。在第二连杆11-62的转动过程中，弹簧11-5提供回复力。

上述反应筛筛面11-1的筛孔尺寸为20～200目，以适应不同细度的物料。

进一步的，如图6所示，所述循环式链条输送装置13包括牵引链条13-2、输送轨道13-1和挂物平台13-3，牵引链条13-2与输送电机13-4传动连接，挂物平台13-3与牵引链条13-2相连接，且挂物平台13-3搭载在输送轨道13-1上。挂物平台13-3由输送电机13-4通过牵引链条13-2带动沿输送轨道13-1运转，在挂物平台13-3的底部设置有挂钩13-5，挂钩13-5与吊环相配合。

所述输送轨道13-1呈高低起伏状，即在输送轨道的伸展方向间隔设置有突起。可分离式反应筛11在牵引链条的牵引下逐渐移动，并随着高低起伏的输送轨道不断振动，在振动和重力双重作用下实现纤维和预分解液的快速分离。

所述循环式链条输送装置13呈椭圆形，且循环式链条输送装置13所处于的平面相对于水平面呈5°～15°角倾斜，由靠近纤维预解体反应釜9的端部至第二纤维暂存池15的端部逐渐升高。循环式链条输送装置13用于将可分离式反应筛11中的物料转运到第二纤维暂存池15，可分离式反应筛11完成卸料后返回纤维预解体反应釜9处备用。

在循环式链条输送装置13的下方设置有预分解液回收池14，回收后的预分解液返回上级作业循环使用。

更进一步的，如图7所示，上述光催化微波协同反应器20包括壳体，在壳体的顶部设置有固定波长光源20-1，在壳体的左右两侧设置有微波发生器20-2。物料输送皮带17从壳体的底部通过。待处理物料通过物料输送皮带17输送至光催化微波协同反应器20中，在固定波长光源20-1发出的光和微波发生器20-2产生的微波共同作用下，实现纤维功能化改性。

上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。

需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变型方式，均应在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用酒糟制备超细功能化纤维的装置，其特征在于：包括酒糟剪切粉碎装置、纤维分离提取装置、酒糟纤维预解体装置和纤维功能化改性装置；

所述酒糟剪切粉碎装置包括酒糟暂存箱、第一电振给料机和剪切破碎机，第一电振给料机的进料端设置在酒糟暂存箱的出料口处，第一电振给料机的出料端设置在剪切破碎机的进料口处；

所述纤维分离提取装置包括高频振动细筛，高频振动细筛设置在剪切破碎机的出料口处，在高频振动细筛的下方设置有筛下物料回收池，在高频振动细筛的上方设置有第一水冲洗装置，在高频振动细筛的一侧设置有第一纤维暂存池；

所述酒糟纤维预解体装置包括纤维预解体反应釜，纤维预解体反应釜为分体式结构，包括用于盛放纤维预分解液的固定反应釜体和用于盛放纤维的可分离式反应筛，第一纤维暂存池的出料口处设置有第二电振给料机，第二电振给料机的出料端接可分离式反应筛；

所述酒糟纤维预解体装置还包括用于盛放预分解后纤维的第二纤维暂存池，第二纤维暂存池的出料口处设置有第三电振给料机；

所述纤维功能化改性装置包括物料输送皮带和光催化微波协同反应器，第三电振给料机的出料端位于物料输送皮带的一端上方，沿物料输送方向在物料输送皮带的前半段上方依次设置有第二水冲洗装置和功能化改性剂喷淋装置，物料输送皮带的后半段从光催化微波协同反应器的下部穿过，在物料输送皮带的下方依次设置有冲洗水回收池和功能化改性剂回收池。

2.根据权利要求1所述的一种用酒糟制备超细功能化纤维的装置，其特征在于：所述纤维预解体反应釜还包括可升降式搅拌装置和反应釜盖，可升降式搅拌装置包括搅拌桨、搅拌电机、竖直固定杆和升降调节装置，升降调节装置套在竖直固定杆上，能相对于竖直固定杆上下移动，升降调节装置通过水平支撑杆与搅拌电机连接，搅拌电机与搅拌桨传动连接，搅拌桨竖直布置。

3.根据权利要求1所述的一种用酒糟制备超细功能化纤维的装置，其特征在于：所述固定反应釜体和第二纤维暂存池之间设置有循环式链条输送装置，所述循环式链条输送装置包括牵引链条、输送轨道和挂物平台，牵引链条与输送电机传动连接，挂物平台与牵引链条相连接，且挂物平台搭载在输送轨道上，在挂物平台的底部设置有用于吊起可分离式反应筛的挂钩。

4.根据权利要求1所述的一种用酒糟制备超细功能化纤维的装置，其特征在于：所述光催化微波协同反应器包括壳体，在壳体的顶部设置有固定波长光源，在壳体的左右两侧设置有微波发生器。

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