[發明專利]植物纖維的連續式蒸汽爆破裝置

有效

• 申請號: 201210123350.8
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102677502A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 瞿金平;馮彥洪;何和智
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣州華新科實業有限公司
• 主分類號: D21B1/36
• 分類號: D21B1/36
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 齊榮坤

技術領域

本發明涉及一種生物質預處理過程中的蒸汽爆破裝置，特別涉及植物纖維的連續式蒸汽爆破裝置。

背景技術

許多生產都要對生物質進行預處理，比如造紙制漿、發酵生產酒精、人造板、纖維板以及木塑復合材料的制備等。植物纖維的預處理通常包括物理方法、化學方法和生物方法等。蒸汽爆破處理法屬于物理方法中的一種，該方法的優點是處理過程中不需要添加任何化學藥劑，成本低，不會對環境產生污染。

隨著科技的發展，蒸汽爆破設備也不斷的改進和完善，蒸汽爆破設備的形式主要包括間歇式和連續式兩種。間歇式處理具有設備簡單，成本較低的特點，適合于實驗室和小型工廠的原料處理，但相對處理的效率低于連續式處理。連續式處理的處理能力較大，效率更高，適合大型工業應用。但連續式處理的設備較少，設備價格昂貴。另外現有的連續式蒸汽爆破設備所用蒸汽均需由其它輔助設備提供。這就要求除蒸爆設備本身外，還要配備輔助設備，從而提高了蒸汽爆破處理的總成本。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種植物纖維預處理過程中的蒸汽爆破裝置，可以實現物料的連續性蒸汽爆破，且設備結構簡單，造價低廉，蒸汽爆破效果好，產量高。

植物纖維的連續式蒸汽爆破裝置，包括料筒、傳動機構和驅動機構，料筒上設有進料口和出料口；料筒內設有三根螺桿，相鄰螺桿在徑向上相互嚙合，每根螺桿上靠近進料口一端的橫截面積大于靠近出料口一端的橫截面積；所述驅動機構通過傳動機構與螺桿連接，驅動相鄰螺桿以相反方向旋轉。

每根螺桿可分為三段，其中靠近進料口的一段螺桿的螺槽深度保持不變，螺距從靠近進料口端開始逐漸變小；中間一段螺桿的螺距保持不變，螺槽深度從靠近出料口端開始逐漸變深；靠近出料口的一段螺桿的螺距及螺槽深度均保持不變。

所述三根螺桿位于同一水平面上。

螺桿靠近出料口的一端設有軸承；主軸靠近皮帶輪的一端設有軸承。

所述傳動機構包括皮帶輪、分別與三根螺桿連接的三根軸；位于中間位置的軸設有中間主齒輪，所述中間主齒輪與皮帶輪連接；位于兩側位置上的軸分別設有一個與中間齒輪嚙合的從動齒輪。

所述出料口垂直向下。

所述的植物纖維的連續式蒸汽爆破裝置，還包括溫度傳感器，設于料筒內靠近出料口的一端。

每根螺桿靠近出料口的一端設有軸向的中心孔，在螺桿的末端安裝有雙通道旋轉接頭，所述雙通道旋轉接頭與螺桿螺紋連接；雙通道旋轉接頭的中心管安裝于螺桿中心孔內，中心管的外徑比中心孔的內徑小；中心孔內徑與中心管外徑之間的空間構成介質流通的第一通道；中心管內部構成介質流通的第二通道。

所述介質為冷卻介質或者加熱介質。

本發明通過驅動螺桿高速旋轉，相鄰螺桿的旋轉方向相反，推動植物纖維前進，并逐漸被壓，該過程中由于植物纖維之間、植物纖維和螺桿、料筒之間的摩擦，植物纖維溫度升高，當植物纖維到達出料口時，處于高溫高壓狀態，由于植物纖維本身含有一定量水分，當植物纖維從出料口中連續泄出時，植物纖維內部的高溫高壓水瞬時釋出，產生巨大的爆破力，從而破壞植物纖維的束狀組織結構，實現植物纖維細胞的離解。

與現有技術相比，本發明具有以下優點和有益效果：

1、采用在徑向上相互嚙合的三個螺桿輸送物料，正位移輸送能力強，使本發明具有強混合能力和高效輸送能力，且被加工的物料不易滯留，出口不易堵塞，能實行自清潔，一般不需專門進行清理。

2、螺桿設計采用連續漸變的壓縮比，使壓力的建立平緩穩定，有效解決設備的悶車問題。

3、螺桿采用兩端支承方式，保證相鄰兩根螺桿作異向旋轉運動時壓延力較大的情況下，螺桿不與料筒壁接觸，減少料筒、螺桿的磨損。

4、增加雙通道旋轉接頭，可通過加熱或冷卻介質，針對不同物料提供加熱或冷卻功能，調節物料加工過程中的溫度，控制物料爆破效果。

附圖說明

圖1是本發明植物纖維的連續式蒸汽爆破裝置的俯視圖。

圖2是圖1的A--A剖視圖。

圖3是圖2的區域IV的局部放大圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。

實施例