专利名称：一种植物纤维拆解系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种植物纤维拆解系统，尤其是涉及一种用于工业乙醇制备的秸 秆植物纤维拆解系统。
背景技术：
工业乙醇用拆解植物纤维设备是近年来发展起来的用于处理农业废弃物秸秆的 一种先进装备，它是秸秆再利用生产工业酒精等不可缺少的关键设备，这项技术最早始于 1926年的蒸汽爆碎技术，当时为间歇法生产，主要是用于生产人造纤维板。从20世纪70 年代开始，这项技术也被用于动物饲料的生产和从木材纤维中提取造纸木浆和特殊化学品 甲醛的工业化中。80年代后，此项技术有很大的发展，使用领域也逐步扩大，加拿大Stake Technology公司与加拿大魁北克大学联合开发的连续蒸汽爆碎法生产技术及设备，已产 生许多专利。但将此项技术用于低成本、低污染的酶法制取秸秆纤维素工业乙醇至今还没 实现。这是由于长期以来受工业乙醇用植物纤维拆解设备的技术限制，未能实现秸秆拆解 应用，因此人们不得不采用稀酸法或高耗能的横管式连续蒸煮器喷放设备制取工业乙醇用 植物纤维，无法实现低成本、高得率、低污染的从农业废弃物秸秆中制取工业用纤维素，生 产乙醇、生物基丁醇、生物质天然气等能源原料，所以对工业乙醇用植物纤维拆解设备的研 制，是为突破乙醇用植物纤维拆解设备的技术瓶颈，为生物能源的发展提供先进装备保障。中国专利200720187235. 1公开了一种间歇蒸汽爆破装置，它涉及一种蒸汽爆碎 技术。利用蒸汽爆碎技术原理，对纤维原料进行了充分的预处理，为后续的酶解提供了合适 的原料。它包括蒸汽发生器、缓冲罐和汽爆罐，蒸汽从蒸汽发生器经缓冲罐输出至汽爆罐， 它还包括接收罐，其物料进口与汽爆罐的物料出口连通。其不足之处是，缺乏自动化控制系 统、安全报警系统和连续上料系统，导致工艺不易控制、安全系数不高和效率较低。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种植物纤维拆解系统，解决植物纤维拆解中工艺不易 控制、安全系数不高和效率较低问题。秸秆原料中的主要成份为纤维素、半纤维素及木质素。给秸秆加高温蒸汽其内部 必定发生物理化学变化，其中半纤维素部分要发生水解，木质素发生软化，秸秆内部横向纤 维间联结强度要下降，细胞孔隙中充满着升温的压力蒸汽，使秸秆变得柔软可塑。那么研制 的工业乙醇用植物纤维拆解设备的系统组成，就要符合秸秆被拆解的技术特征。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种植物纤维拆解系统，它包 括空气精确控制加压机构、容纳被拆解植物纤维与压力空气混合在一起的加压腔、控制压 力泄放的连续泄放开关机构、收集木质素、纤维素、半纤维素等结构组织的物料收集仓，精 确升温的可以使植物秸秆内部结晶区等联接部分发生软化，降低秸秆组织结合力的热蒸发 生器或热燥风发生装置；其特征在于还在加压腔设置过压力报警安全装置；设置时间及 参数检测的控制装置并连接空气精确控制加压机构、加压腔和连续泄放开关机构；还设置连续上料机构。在植物纤维拆解设备的系统中，秸秆受压的加压腔是拆解设备的关键部分，为了 使加压秸秆在突然泄压过程能顺利的降压，所述的加压腔内径应与出口内径一致，加压腔 长度不超过其直径的3倍。所述的设置时间及参数检测的控制装置；是采用循环压缩加压的工作模式，从开 始至泄压全过程，将入料密度、左右移位、旋塞、提塞、定时进汽、关汽泄压、复位循环均在可 编程控制下进行；对影响植物纤维拆解的关键工艺参数，压力、温度、时间等多工艺参数可 进行独立设定；实现独立调整、控制，可根据需要进行任意工艺设定。以确定不同植物，如 秸秆、麻类、烟丝、小麦、葵花籽剥壳等植物纤维拆解而获得的最佳效果。所述的加压腔采用2Crl3做承压腔材料。。本实用新型的有益效果由于采用在加压腔设置过压力报警安全装置；设置时间 及参数检测的控制装置并连接空气精确控制加压机构、加压腔和连续泄放开关机构；还设 置连续上料机构。控制装置对影响植物纤维拆解的关键工艺参数可进行独立设定；实现独 立调整、控制，可根据需要进行任意工艺设定。并具有安全、操作简便的特点。以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。
图1为植物纤维拆解系统构造框图。
具体实施方式
实施例1，如图1所示，一种植物纤维拆解系统，它包括空气精确控制加压机构、容 纳被拆解植物纤维与压力空气混合在一起的加压腔、控制压力泄放的连续泄放开关机构、 收集木质素、纤维素、半纤维素等结构组织的物料收集仓，精确升温的可以使植物秸秆内部 结晶区等联接部分发生软化，降低秸秆组织结合力的热蒸发生器或热燥风发生装置；其特 征在于还在加压腔设置过压力报警安全装置；设置时间及参数检测的控制装置并连接空 气精确控制加压机构、加压腔和连续泄放开关机构；还设置连续上料机构。在植物纤维拆解设备的系统中，秸秆受压的加压腔是拆解设备的关键部分，为了 使加压秸秆在突然泄压过程能顺利的降压，所述的加压腔内径应与出口内径一致，加压腔 长度不超过其直径的3倍。所述的设置时间及参数检测的控制装置；是采用循环压缩加压的工作模式，从开 始至泄压全过程，将入料密度、左右移位、旋塞、提塞、定时进汽、关汽泄压、复位循环均在可 编程控制下进行；对影响植物纤维拆解的关键工艺参数，压力、温度、时间等多工艺参数可 进行独立设定；实现独立调整、控制，可根据需要进行任意工艺设定。以确定不同植物，如 秸秆、麻类、烟丝、小麦、葵花籽剥壳等植物纤维拆解而获得的最佳效果。控制装置中可编程 模块可从市场选购。连续上料机构也可从市场选购输送带式、螺旋推进式等各种连续上料机构。所述的加压腔采用2Crl3做承压腔的材料。本乙醇用植物纤维拆解设备的适用范围，包括由植物种籽上获得的纤维，如木棉 等；由植物果实上获得的纤维，如椰子纤维等；由植物茎秆韧皮中获得的纤维，如苎麻、大麻、罗布麻等；由植物茎秆鞘壳中获得的纤维，如棕榈鬃等；由植物叶中或得的纤维，如剑 麻、菠萝麻等以及农业废弃物植物秸秆，如麦草纤维等，如经济作物皇竹草纤维等。我们对麦草进行拆解，并对拆解后的麦草秸秆纤维形态进行观察。通过观察所示麦草试样照片，发现麦草秸秆呈绒球状或称烟丝状，秸秆被拆解后 有结块纤维束，再仔细观察发现是麦草结，说明秸秆从根部到秸秆头部存在着不同强度区 域，如麦草结较麦草头部两者在被拆解过程中，其超临界压力值会不同，这一点在低于超临 界压力值时可看到带有未处理完全的粗大纤维束，说明分门别类处理秸秆对秸秆原料精制 成为具有一定纯度的各种组分秸秆纤维的重要；试验时将维压时间缩短，有时拆解后的秸 秆纤维中会夹带部分生料；如果把压力值提到较高时，被拆解后麦草纤维色呈棕色丝状，有 时呈褐泥状。说明压力和高温蒸汽会使秸秆纤维的颜色发生变化，这与不同工艺参数处理 有很大关系，特别与起始物料的PH值相关性最大，这说明物料中的发色团与pH值相关，pH 值越低，物料越深。而发色团的产生主要由木质素引起的，也证明了在加压蒸汽拆解秸秆纤 维过程中不仅半纤维素水解溶出，而且木质素也发生了很大变化。固体秸秆物料的拆解必须用秸秆纤维拆解装备，对于秸秆组织成份研究表明其纤 维素含量为30 %-35%,半纤维素含量为25 %-30%,木质素的含量为10 %左右。对于木材， 其中纤维素含量为45% -50%，半纤维素含量为10% -20%，木质素的含量为25% -30%。 除三大类组分外，固体物料还含有蛋白质、脂类、灰分、水分、果胶、低分子的碳水化合物等。 其中秸秆的灰分含量在5%以上(稻草的灰分含量高达15% )，灰分中60%以上为二氧化 硅；木材的灰分含量在以下，多数为0. 3% -0. 5% (对绝干原料)。我们把200g秸秆用本实用新型制作的设备进行拆解，得到纤维56g，半纤维43g， 木质素41g，其它物质70g(含水分)。实验的数据证明本实用新型的可行性。
权利要求一种植物纤维拆解系统，它包括空气精确控制加压机构、容纳被拆解植物纤维与压力空气混合在一起的加压腔、控制压力泄放的连续泄放开关机构、收集木质素、纤维素、半纤维素结构组织的物料收集仓，精确升温的可以使植物秸秆内部结晶区联接部分发生软化，降低秸秆组织结合力的热蒸发生器或热燥风发生装置；其特征在于还在加压腔设置过压力报警安全装置；设置时间及参数检测的控制装置并连接空气精确控制加压机构、加压腔和连续泄放开关机构；还设置连续上料机构。
2.如权利要求1所述的植物纤维拆解系统，其特征在于所述的加压腔内径应与出口 内径一致，加压腔长度不超过其直径的3倍。
3.如权利要求2所述的植物纤维拆解系统，其特征在于所述的加压腔采用2Crl3做 承压材料。
专利摘要一种植物纤维拆解系统，它包括空气精确控制加压机构、容纳被拆解植物纤维与压力空气混合在一起的加压腔、控制压力泄放的连续泄放开关机构、收集木质素、纤维素、半纤维素等结构组织的物料收集仓，精确升温的可以使植物秸秆内部结晶区等联接部分发生软化，降低秸秆组织结合力的热蒸发生器或热燥风发生装置；其特征在于还在加压腔设置过压力报警安全装置；设置时间及参数检测的控制装置并连接空气精确控制加压机构、加压腔和连续泄放开关机构；还设置连续上料机构。控制装置对影响植物纤维拆解的关键工艺参数可进行独立设定；实现独立调整、控制，可根据需要进行任意工艺设定。并具有安全、操作简便的特点。
文档编号D21B1/36GK201704573SQ20102016826
公开日2011年1月12日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者杨泓 申请人:杨泓