背压模组和蒸爆系统的制作方法

本实用新型涉及一种蒸爆系统。更具体地来说，本实用新型涉及一种背压模组和具有背压模组的蒸爆系统。

背景技术：

将植物纤维经过加热及蒸爆处理后，可以使细胞壁松开，进而加速酵素作用、或是促进微生物的生长、糖化以及酒精发酵转换。因此，以植物纤维当作原料的高温蒸爆处理技术，是生质能源研究中非常热门的项目。

然而，目前在以植物纤维当作原料的蒸爆硬体技术，必须将原料隔离至一封闭空间进行加压，且须使用许多复杂的装置，例如高压进料元件、压力隔离组件、高温反应器、压力释放组件及彭发槽等。除了需复杂的操作步骤且成本昂贵外，还由于无法连续作业而使效率低落。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的主要技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种背压模组。

为了解决上述常见的技术问题，本实用新型提供一种背压模组，连接一挤压机，前述背压模组包括一蒸爆管、一移动元件、一固定元件、以及一弹性元件。蒸爆管包括具有第一端和第二端的一通道，其中第一端相反于第二端，且第一端连接挤压机的一出口。移动元件可活动地设置于第二端。弹性元件连接固定元件和移动元件。当第二端的压力小于或等于弹性元件的弹性力时，移动元件位于一第一位置并封闭第二端。当第二端的压力大于弹性元件的弹性力时，移动元件由第一位置移动至一第二位置，且移动元件和第二端之间形成一间隙。

本实用新型一实施例中，前述第一端的直径大于或等于所述出口的直径。

本实用新型一实施例中，前述通道还具有一第一渐缩结构，位于第一端和第二端之间。

本实用新型一实施例中，前述通道还具有一第二渐缩结构，连接第二端。

本实用新型一实施例中，前述蒸爆管还包括一出料口，对应第二端。

本实用新型一实施例中，当移动元件封闭第二端时，移动元件的至少部分进入前述通道中。

本实用新型一实施例中，前述背压模组还包括一螺杆，固定于蒸爆管上，且固定元件设置于螺杆上，其中固定元件的位置为可调整的。

本实用新型一实施例中，前述蒸爆管包括一蒸爆部和一延伸部，前述通道位于蒸爆部中，且移动元件的至少部分容置于延伸部中。

本实用新型一实施例中，前述背压模组还包括一螺杆，固定于蒸爆管上，且固定元件可活动地设置于螺杆上，延伸部固定于螺杆。

本实用新型一实施例中，前述弹性元件包括一弹簧。

本实用新型还提供一种蒸爆系统，包括一挤压机和前述背压模组，其中挤压机包括一入口和一出口，背压模组固定于挤压机上，且蒸爆管的第一端连接前述出口。

本实用新型一实施例中，前述挤压机为一双轴挤压机。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型提供一种背压模组和蒸爆系统，通过与挤压机连接的蒸爆管、以及与弹性元件连接的移动元件，原料可连续性的蒸爆，而不需进入额外的压力槽，因此可大幅提升蒸爆效率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的蒸爆系统示意图。

图2为本实用新型一实施例的蒸爆管示意图。

图3A为本实用新型一实施例中，蒸爆系统在通道的第二端的压力小于或等于弹性元件的弹性力时的示意图。

图3B为本实用新型一实施例中，蒸爆系统在通道的第二端的压力大于弹性元件的弹性力时的示意图。

附图标记说明

100 挤压机

110 入口

120 内部空间

130 螺旋轴

140 出口

200 背压模组

210 蒸爆管

211 锁合部

211a 孔洞

212 蒸爆部

213 延伸部

214 出料口

220 螺杆

230 移动元件

240 套筒

250 固定元件

260 弹性元件

L 锁固元件

P 通道

P1 第一端

P2 第二端

T1 第一渐缩结构

T2 第二渐缩结构

具体实施方式

以下说明本实用新型实施例的背压模组和蒸爆系统。然而，可轻易了解本实用新型实施例提供许多合适的实用新型概念而可实施于广泛的各种特定背景。所揭示的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本实用新型，并非用以局限本实用新型的范围。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有本领域技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。

首先请参阅图1，本实用新型一实施例的蒸爆系统包括一挤压机100和一背压模组200，其中挤压机100具有一入口110、一内部空间120、至少一螺旋轴130、以及一出口140，内部空间120连接入口110和出口140，且螺旋轴130设置于内部空间120中。欲挤压及蒸爆的原料可经由挤压机100的入口110进入内部空间120，且在受到螺旋轴130挤压和推动后，前述原料可经由出口140被推出挤压机100并进入背压模组200，以进行后续蒸爆制程。

前述原料可包括木寡糖、具有植物纤维的生质能源或农业废弃物等，例如玉米蕊心、甘蔗渣、稻麦杆、麦麸、米糠、棉仔壳或酒醩。于本实施例中，前述挤压机100为一双轴挤压机，也即挤压机100具有两个设置于内部空间120中且彼此平行的螺旋轴130，而原料的含水率介于29％～70％。于一些实施例中，当原料的含水率够高且挤压机100的螺旋轴130可提供足够的挤压和推动力时，挤压机100亦可为具有单一的螺旋轴130的单轴挤压机。

请继续参阅图1，前述背压模组200主要包括一蒸爆管210、至少一螺杆220、一移动元件230、一套筒240、至少一固定元件250、以及至少一弹性元件260。

如图1、图2所示，前述蒸爆管210包括一锁合部211、一蒸爆部212、一延伸部213、以及一出料口214，其中蒸爆管210可通过锁固元件L穿过锁合部211上的孔洞211a而固定于挤压机100上。蒸爆部212中形成有一通道P，此通道P具有第一端P1和第二端P2，其中第一端P1相反于第二端P2，且第一端P1与挤压机100的出口140连接，第二端P2则与延伸部213连接。出料口214形成于蒸爆部212和延伸部213之间，且其位置对应于前述通道P的第二端P2。

需特别说明的是，通道P的第一端P1的直径大于或等于出口140的直径，因此可避免原料堵塞于挤压机100的出口140。再者，通道P包括具有梯形剖面的第一渐缩结构T1和第二渐缩结构T2，因此，通道P的直径由第一端P1至第二端P2会经过两次的缩减，故可增加蒸爆的效果。于本实施例中，第一渐缩结构T1位于第一端P1和第二端P2之间，而第二渐缩结构T2则连接第二端P2。此外，由于第一渐缩结构T1和第二渐缩结构T2的侧面为渐缩的斜面，因此可避免低压区及冷区的产生，防止原料结块的情形发生。

如图1所示，螺杆220固定于蒸爆管210的锁合部211上，且固定元件250固定于螺杆220上。弹性元件260的两端连接前述固定元件250和套筒240，且移动元件230容置于套筒240中。因此，弹性元件260可提供一朝左的弹性力予套筒240及移动元件230。

于本实施例中，弹性元件260为压缩弹簧，且固定元件250为螺帽，故固定元件250相对于螺杆220的位置为可调整的。换言之，弹性元件260所提供的弹性力可通过改变固定元件250的位置以及替换相异弹性系数的弹性元件260来调整。于一些实施例中，固定元件250可为相对于挤压机100固定的一壁面，且弹性元件260直接连接移动元件230和固定元件250，故套筒240可省略。

应注意的是，于本实施例中，移动元件230具有一长条形结构并延伸至蒸爆管210的延伸部213中，且延伸部213固定于螺杆220上，因此可避免移动元件230相对于通道P的位置偏差。此外，于一些实施例中，蒸爆管210和挤压机100的壳体也可为一体成型，使组装的步骤减少以避免组装失误的误差发生。

接着请参阅图3A，移动元件230受到弹性元件260的弹性力作用时，其端部231可封闭通道P的第二端P2，且由于本实施例中移动元件230的前述端部231具有圆锥或半球形表面，因此当移动元件230封闭第二端P2时，至少部分的移动元件230会进入通道P中，进而避免两者之间产生缝隙。

当原料被挤压机100推挤至蒸爆管210内并抵达第二端P2时，挤压机100仍会持续不断地推挤原料并在第二端P2产生一压力。如图3A所示，当第二端P2的压力小于或等于弹性元件260的弹性力时，移动元件230位于一第一位置并封闭第二端P2，故原料会被移动元件230的端部231所阻挡。

请参阅图3B，当第二端P2的压力大弹性元件260的弹性力时，移动元件230会被向右推动由前述第一位置移动至第二位置，使移动元件230和第二端P2之间形成一间隙，因此原料可离开通道P并穿过出料口214进入集料装置(未图示)。

在移动元件230与第二端P2分离时，原料中的水分会因瞬间释压而转变为水蒸气，故原料中的纤维组织可被蒸爆、受到破坏而变成松散的组织。

在第二端P2的压力释放后，弹性元件260的弹性力会使移动元件230再次朝左移动。惟应注意的是，由于挤压机100会持续不断地推挤原料，故有时移动元件230仅移动至接近第二端P2(尚未封闭第二端P2)时即达到压力平衡，并接着进行下一次的蒸爆。因此，本实用新型所述的蒸爆系统可连续不断地进行蒸爆，减少制程所需的时间。

于本实施例中，弹性元件260提供的弹性力介于20～70kg(较佳为40～60kg)。

综上所述，本实用新型提供一种背压模组和蒸爆系统，通过与挤压机连接的蒸爆管、以及与弹性元件连接的移动元件，原料可连续性的蒸爆，而不需进入额外的压力槽，因此可大幅提升蒸爆效率。

虽然本实用新型的实施例及其优点已描述如上，但应该了解的是，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，可作还动、替代与润饰。此外，本实用新型的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，本领域技术人员可从本实用新型揭示内容中理解现行或未来所发展出的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果都可根据本实用新型使用。因此，本实用新型的保护范围包括上述制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一申请专利范围构成个别的实施例，且本实用新型的保护范围也包括各个申请专利范围及实施例的组合。

虽然本实用新型以前述数个较佳实施例描述如上，然其并非用以限定本实用新型。本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，可做些许的还动与润饰。因此，本实用新型的保护范围应当根据申请专利范围所界定的范围为准。除此的外，每个申请专利范围建构成一独立的实施例，且各种申请专利范围及实施例的组合都属于本实用新型的范围内。