一种纤维素提取设备的制作方法

1.本实用新型涉及竹子的再加工设备技术领域，具体涉及一种纤维素提取设备。


背景技术：

2.纤维素是一种天然高分子化合物，通过对其进行化学改性，可得到一系列纤维素的衍生物。例如，纤维素是生产羧甲基纤维素钠、羧乙基甲基纤维素、羟丙基纤维素钠等纤维素醚系列产品的重要原料。而长期以来，制备以上系列产品所需的纤维素原材料都是以精制短棉绒或进口精制木浆为原料，其原料成本居高不下，如何找到一种高品质、低成本的纤维素原料，用于替代精致短棉绒、精致木浆是各纤维素醚系列产品生产企业所企盼的创新技术。而竹子做为一种来源广泛、种植区域广阔、价格低廉富含纤维素原料，成为替代精制短棉绒、精制木浆的最佳选择。
3.竹子主要由纤维素和半纤维素、木质素组成，该类生物质中还含有果胶、蛋白质、单宁、色素、灰分等成分，其中半纤维素与木质素共价结合形成木质素-碳水化合物结构，再将纤维素包裹，三者结合牢固，难以完全分离。
4.目前分离木质纤维素中的纤维素的基本方法有：以酸水解与碱处理等方式为代表的化学法，以酶催化水解、微生物发酵等方法为代表的生物法。但以上方法都存在较多缺陷。以复合型纤维素酶催化反应为主的生物处理法条件温和、节能环保，但存在预处理周期长、效率低等问题，而纯化学法虽然效率较好，但污染大，不利于可持续发展。


技术实现要素：

5.因此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服先有技术中的纤维素提取法污染大、周期长的缺陷，进而提供一种纤维素提取设备。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：
7.一种纤维素提取设备，包括：
8.切削机构，具有旋转安装的若干刀片，所述刀片适于对竹子的端部进行垂直于竹子生长方向的切片；
9.粉碎机构，设置在切削装置下游，适于对切片后的竹子进行粉碎；
10.筛选机构，设置在粉碎机构下游，通过管路与粉碎机构连通，适于从粉碎后的竹子中筛选出纤维素颗粒。
11.可选地，还包括：
12.水解装置，所述水解装置包括一个适于容纳水和竹子碎片的提取槽和一个安装在提取槽内的超声波发生器。
13.可选地，所述粉碎机构为高速旋转叶片式粉碎机。
14.可选地，所述筛选机构包括叶轮筛分器，所述叶轮筛分器包括：
15.高速电机；
16.叶轮，设置在粉碎机构的出料口处，所述叶轮上包括多个平行于高速电机旋转轴
设置的叶片，多个叶片环绕成圈，大小颗粒混合的物料沿垂直于叶轮方向逼近叶轮后小颗粒的物料适于从叶片之间穿过并自叶轮的端部流出。
17.可选地，所述筛选机构还包括：
18.旋风分离器，设置在叶轮筛分器叶轮出料端处，所述旋风分离器具有旋风分离器入口以及分别用于大颗粒物料和小颗粒物料的两个出口。
19.可选地，所述切削机构包括：
20.动力元件，具有适于输出旋转扭矩的输出轴；
21.刀架，安装在输出轴上，适于在输出轴的带动下进行旋转，所述刀架具有环形的外圈，所述外圈与刀架的中心之间安装有若干刀片，所述刀片适于在刀架的带动下进行旋转。
22.可选地，所述刀片的刀刃与刀片的旋转平面之间的夹角为锐角。
23.可选地，所述切削机构还包括：
24.架体，所述刀架通过圆环轴承可旋转地安装在架体上；
25.联轴器，安装在输出轴和刀架之间。
26.可选地，还包括：
27.过滤装置，设置在筛分机构下游，适于对筛选机构处筛选出的细颗粒物料进行过滤。
28.可选地，所述过滤装置包括：
29.过滤网，设置在壳体内；所述壳体上过滤网的一侧与筛分机构连通，所述壳体上过滤网的另一侧设置有抽风管路，所述抽风管路与负压发生装置连通。
30.本实用新型技术方案，具有如下优点：
31.本实用新型提供的一种纤维素提取设备，包括：切削机构、粉碎机构和筛选机构；通过切削结构中的刀片将竹子切成竹片，对所得到的竹片进一步的进行粉碎，粉碎后的竹片在筛选机构的作用下，将纤维素细胞组织中包裹的木质素、半纤维素分离，进而获得高纯度的纤维素颗粒；通过该设置在提取纤维素颗粒的过程中，主要采用物理的生产方式进行提取，处理周期短，效率高，同时，设备投资小，加工成本大幅度降低，是一种低成本、无污染排放的提取方式。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本实用新型的纤维素提取设备的结构示意图。
34.图2为图1所示纤维素提取设备的右视方向的结构示意图。
35.图3为本实用新型的切削机构的结构示意图。
36.图4为本实用新型的水解装置的结构示意图。
37.图5为本实用新型的叶轮筛分器的主视图。
38.图6为本实用新型的叶轮筛分器的左视图。
39.图7为本实用新型的旋风分离器的结构示意图。
40.附图标记说明：
41.2、刀片；3、架体；4、提取槽；5、超声波发生器；6、高速电机；7、叶轮；8、叶片；9、叶轮出料端；10、旋风分离器入口；11、旋风分离器第一出口；12、旋风分离器第二出口；13、过滤网；14、负压发生装置；15、高速旋转叶片式粉碎机；16、叶轮筛分器；17、旋风分离器；18、第一料罐；19、第二料罐；20、第三料罐。
具体实施方式
42.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
43.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
44.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
46.本实施例提供一种纤维素提取设备，如图1所示，包括：切削机构、粉碎机构和筛选机构。
47.具体地，切削机构具有旋转安装的若干刀片2，该刀片2对竹子的端部进行沿垂直于竹子生长方向的切片，竹子经切削成片后放入水解装置中进行水解。如图3所示，所述切削机构包括动力元件，本实施例中动力元件为高速电机6，在高速电机上的输出轴上安装有联轴器，联轴器另一端与刀架连接，刀架通过轴承安装在架体3上，所述刀架具有环形的外圈，所述外圈与刀架的中心之间安装有若干刀片2，所述刀片2在刀架的带动下进行旋转，进一步的，所述刀片2的刀刃与刀片2的旋转平面之间的夹角为锐角。
48.参见图3，所述水解装置包括一个提取槽4和一个安装在提取槽4底部的超声波发生器5。竹薄片经过超声波热水解时超声波瞬间产生的“空化效应”，释放出巨大的能量，局部压力形成冲击波，打断竹薄片纤维中纤维素与半纤维素木质素结合力很强的化学键，为纤维与基体分离脱胶起到了极强的增效增速作用。成片状的竹子进行超声水解，去除了竹片中的大部分果胶、蛋白、脂肪、单宁、色素、灰分等成分，其中半纤维素、木质素被部分水解，得到的竹片中，纤维素的含量超75％以上。
49.竹子经水解后进行沥水烘干，然后进入到粉碎机构中进行粉碎，所述粉碎机构为高速旋转叶片式粉碎机15，将竹片粉碎成竹颗粒；粉碎机构通过管路与筛选机构连通，竹颗粒进入到筛选机构中，从竹颗粒中筛选出纤维素颗粒。
50.所述筛选机构包括叶轮筛分器16和旋风分离器17；如图5、6所示，所述叶轮筛分器16具有叶轮7，所述叶轮7的一端与高速电机6连接，在高速电机6的驱动下旋转，所述叶轮7上包括多个平行于电机主轴设置的叶片8，多个叶片8环绕一圈。工作时，经粉碎机构粉碎的竹颗粒沿垂直于叶轮旋转方向逼近叶轮7后，小颗粒的物料即可从叶片8之间穿过并自叶轮的端部的叶轮出料端9流出。大颗粒的由于体积较大，无法通过高速旋转的叶轮7，进而被留在叶轮筛分器内进入到第一料罐18中，这些大颗粒的物料即为纤维素颗粒。
51.如图7所示，所述旋风分离器17具有入口10，以及旋风分离器第一出口11和旋风分离器第二出口12；所述旋风分离器入口10为混合物料的入口，所述旋风分离器第一出口11用于小颗粒物料的排出，所述旋风分离器第二出口12用于大颗粒物料的排出；在本方案中，混合物料主要包括纤维素、半纤维素和木质素，在排出的过程中，纤维素为大颗粒，在旋风分离作用下集赞在旋风分离器的底部，进而通过开关进入到第二料罐19中。而小颗粒的木质素和半纤维素等随着气流从旋风分离器第一出口11排出。
52.在旋风分离器17的下游设置过滤装置，过滤装置适于对筛选机构处筛选出的细颗粒物料进行过滤。所述过滤装置包括：过滤网13，设置在壳体内；所述壳体上的一侧设置有物料入口，所述壳体上过滤网13的另一侧设置有抽风管路，所述抽风管路与负压发生装置14连通。在负压发生装置的作用下，小颗粒的半纤维素和木质素被留在过滤网外，集赞至一定程度后进入到第三料罐20中。
53.通过上述过程，在第一料罐18和第二料罐19中得到了纯度较高的纤维素颗粒，而第三料罐20中则留下了木质素和半纤维素等混合物料。
54.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。