一种高温木材水解液的精制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高温木材水解液的精制装置，包括：一种高温木材水解液的精制装置，包括；用于输入水解液的储罐，所述储罐依次连接第一泵和旋液分离器，所述水解液的不溶性大颗粒杂质由所述旋液分离器的下部分离至接受槽；分离后的水解液由所述旋液分离器上部排出并流经混合器，与絮凝剂混合后进入渦街反应器，絮凝物流入接受槽；絮凝处理后的水解液进入树脂柱以吸附水溶性小分子木质素并随后流入中间罐，所述树脂柱的树脂淋洗液进入淋洗液槽）以待循环使用；所述中间罐依次连接第二泵和过滤装置，所述过滤装置的出口连接第二储罐和第三储罐。本实用新型专利技术解决了当前木材水解液精制装置效率不高，工艺复杂，存在毒副作用的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高温木材水解液的精制装置
本技术属于生物化工领域，尤其涉及一种高温木材水解液的精制装置。
技术介绍
木材预水解指在传统制浆工艺前对植物原料进行水解处理，使原料中的半纤维素组分发生水解反应生成木糖而溶出并加以回收的工艺，而预水解后的木片经过常规蒸煮和漂白可制备纸浆和溶解浆，热水预水解方法是利用高温热水使半纤维素支链的乙酰基断裂，形成乙酸而提供酸环境，因此也称为自水解。在水解过程中，半纤维素转化为木糖和少量的低聚糖而溶于预水解液中，随着水解的进行，戊糖和己糖会进一步降解为糠醛和羟甲基糠醛。半纤维素发生水解和降解反应的同时，木片中的木素组分发生解聚反应，部分木素溶解到水解液中，因此，预水解中不仅含有糖类物质，还含有大量的木素降解产物。因为水解液中含有丰富的糖类物质，可对其直接进行纯化获取高附加值的功能性糖，也可通过发酵的方式制备生物燃料和生物制品。糖类物质的产品主要用于食品和制药，因此需要较高的纯度。由于木质素在预水解环境中发生解聚，其结构和性质发生变化而溶解在预水解液中，这为糖类物质的纯化过程带来了阻碍。因此，预水解液的利用需要去除其中的木素杂质，中国专利CN201280065989提供了用于从木本植物材料中用溶剂提取木质素并将脱木素的纤维素残余物转化为粗生物油的连续流木材加工技术。中国专利201610552888.9公开了一种木质纤维原料预水解液分离木质素提纯低聚木糖的方法，木质纤维原料水热法预处理的预水解液除去不溶性颗粒物后，采用聚（苯乙烯-二乙烯基苯）共聚物（PS-DVB）微球吸附预水解液中的木质素得到提纯的粗低聚木糖溶液，吸附在PS-DVB微球上的木质素用无水乙醇洗脱，含木质素的乙醇洗脱液经过旋转蒸发回收乙醇。解析出木质素的PS-DVB微球和回收的乙醇可循环使用。该技术采用PS-DVB微球吸附分木质纤维原料水热法预水解液中的木质素，具有工艺简单、无毒副作用、木质素分离效率高的优点，而且PS-DVB微球和乙醇可循环使用。众多研究人员要解决的木质素去除问题，仅停留在实验室阶段，未见系统工业化的报道。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有的技术不足，提供一种高温木材水解液的精制装置，能够解决当前木材水解液精制过程效率不高，工艺复杂，存在毒副作用的技术问题。本技术的一种实施例公开了以下技术方案来实现其目的：一种高温木材水解液的精制装置，包括；用于输入水解液的第一储罐（1），所述第一储罐（1）依次连接第一泵（2）和旋液分离器（3），所述水解液的不溶性大颗粒杂质由所述旋液分离器的下部分离至第一接受槽（4）；分离后的水解液由所述旋液分离器（3）上部排出并流经混合器（5），与絮凝剂混合后进入渦街反应器（6），絮凝物流入第二接受槽（7）；絮凝处理后的水解液进入树脂柱（8）以吸附水溶性小分子木质素并随后流入中间罐（9），所述树脂柱（8）的树脂淋洗液进入淋洗液槽（10）以待循环使用；所述中间罐（9）依次连接第二泵（11）和过滤装置（12），所述过滤装置的出口连接第二储罐（13）和第三储罐（14）。进一步的，所述树脂柱（8）为阴离子交换树脂柱。进一步的，所述淋洗液槽（10）还连接至第三泵（15）和第二过滤装置（16）进行浓缩，过滤液体流入第四储罐（17）；所述第二过滤装置（16）的浓缩液流入浓缩液中间罐（18），流经第四泵（19）进入闪蒸器（20）蒸发后经冷凝器（21）冷凝并流入第五储罐（22）。进一步的，所述第一过滤装置（12）和第二过滤装置（16）为LJ-专利钠滤膜。本技术的有益效果在于：1)本技术使用闪蒸法回收水解过程中的乙醇和木质素，干燥物料时间短、效率高、干燥室内周向气速高，物料停留时间短，有效防止物料粘壁，并可一次干燥成均匀的粉状产品，省去了粉碎、筛分等工序；冷凝回收的乙醇与膜滤出的乙醇可以合并循环回用。2)本技术采用的絮凝剂能与木质素产生化学反应，生成木质素复合物，木质素的溶解性变化而沉淀。絮凝剂吸附木质素形成胶体而絮凝，或者改变木质素的空间结构，使木质素沉淀。絮凝后的水解液去除了大分子的木质素，减少了后面工序离子交换的负荷，提升树脂的处理效率。本技术中采用集成式涡街反应器，放置在絮凝池水流通道上，水流通过时被设备切割、碰撞、反弹，速度、大小、方向连续变化，大涡旋变成小涡旋，小涡旋最后变成高强度高频率的微涡旋，并呈阵列式分布形成涡街，离心惯性效应成倍放大，大幅度地增加了颗粒碰撞次数。同时由于水流在通过反应设备时的惯性和边界效应矾花产生强烈变形，在水流的揉动作用下变得更密实，并通过采用絮凝体分形控制技术对不同动力学条件下的颗粒数量、颗粒尺度、均匀度、密实度、形态进行分析，提出絮凝过程动力学控制参数，在设备上科学合理地布设多层涡街装置，控制着絮凝池中矾花颗粒的合理长大速度，形成粒度均匀合适的更易于沉淀的密实矾花，有效地改善和提高了絮凝效果。3)本技术中的离子交换树脂发挥了吸附与交换的双重作用，对带电的木质素有很好的交换效果；通过本技术处理的水解液，提高了超滤膜膜分离效果，维持了膜的较大通量。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据一种实施例的一种高温木材水解液的精制装置的连接示意图；图2为根据一种实施例的一种离子交换树脂淋洗液的回收装置的连接示意图。对附图标记的说明如下：第一储罐1，第一泵2，旋液分离器3，第一接受槽4，混合器5，渦街反应器6，第二接受槽7，树脂柱8，中间罐9，淋洗液槽10，第二泵11，过滤装置12，第二储罐13，第三储罐14，第三泵15，第二过滤装置16，第四储罐17，浓缩液中间罐18，第四泵19，闪蒸器20，冷凝器21，第五储罐22。具体实施方式本技术的目的是提供一种从木材高温水解液中除去大部分木质素的工艺。预水解液中可溶性木质素大分子具有胶体特征，容易引起后续处理中的膜堵塞问题。因此采用本公开内容的某些实施方案包括旋液器去除大颗粒杂质、所述旋液分离器是利用离心力，将重度不同的两种介质进行分离的一种设备，水解液中含有一些不溶于水的颗粒物，籍此将其分离出去。木质素含有大量的羟基、羧基等活性基团，带有负电荷。本技术中采用絮凝剂能与木质素产生化学反应，生成木质素复合物，木质素的溶解性变化而沉淀。絮凝剂吸附木质素形成胶体而絮凝，或者改变木质素的空间结构，使木质素沉淀。絮凝后的水解液去除了大分子的木质素，减少了后面工序离子交换的负荷，提升树脂的处理效率。本技术中采用集成式涡街反应器，放置在絮凝池水流通道上，水流通过时被设备切割、碰撞、反弹，速度、大小、方向连续变化，大涡旋变成小涡旋，小涡旋最后变成高强度高频率的微涡旋，并呈阵列式分布形成涡街，离心惯性效应成倍放大，大幅度地增加了颗粒碰撞次数。同时由于水流在通过反应设备时的惯性和边界效应矾花产生强烈变形，在水流的揉动作用下变得更密实，并通过采用絮凝体分形控制技术对不同动力学条件下的颗粒数量、颗粒尺度、均匀度、密实度、形态进行分析，提出絮凝过程动力学控制参数，在设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温木材水解液的精制装置，其特征在于:它包括用于输入水解液的第一储罐（1），所述第一储罐（1）依次连接第一泵（2）和旋液分离器（3），所述水解液的不溶性大颗粒杂质由所述旋液分离器的下部分离至第一接受槽（4）；分离后的水解液由所述旋液分离器（3）上部排出并流经混合器（5），与絮凝剂混合后进入渦街反应器（6），絮凝物流入第二接受槽（7）；絮凝处理后的水解液进入树脂柱（8）以吸附水溶性小分子木质素并随后流入中间罐（9），所述树脂柱（8）的树脂淋洗液进入淋洗液槽（10）以待循环使用；所述中间罐（9）依次连接第二泵（11）和第一过滤装置（12），所述过滤装置的出口连接第二储罐（13）和第三储罐（14）。

【技术特征摘要】
1.一种高温木材水解液的精制装置，其特征在于:它包括用于输入水解液的第一储罐（1），所述第一储罐（1）依次连接第一泵（2）和旋液分离器（3），所述水解液的不溶性大颗粒杂质由所述旋液分离器的下部分离至第一接受槽（4）；分离后的水解液由所述旋液分离器（3）上部排出并流经混合器（5），与絮凝剂混合后进入渦街反应器（6），絮凝物流入第二接受槽（7）；絮凝处理后的水解液进入树脂柱（8）以吸附水溶性小分子木质素并随后流入中间罐（9），所述树脂柱（8）的树脂淋洗液进入淋洗液槽（10）以待循环使用；所述中间罐（9）依次连接第二泵（11）和第一过滤装置（12），所述过滤装置的出口连接第二储罐（13）和第三储罐（14）。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱全国，武长安，吕小丰，
申请(专利权)人：成都连接流体分离科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51