欧美在线观看视频网站,亚洲熟妇色自偷自拍另类,啪啪伊人网,中文字幕第13亚洲另类,中文成人久久久久影院免费观看 ,精品人妻人人做人人爽,亚洲a视频

提高汽爆物料均一性的方法

文檔序號(hào):5004920閱讀:291來源:國(guó)知局
專利名稱:提高汽爆物料均一性的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種提高生物質(zhì)預(yù)處理效果的方法,特別涉及到提高汽爆物料均一性的方法。
背景技術(shù)
蒸汽爆破,簡(jiǎn)稱汽爆,是近年來發(fā)展起來的一種預(yù)處理方法。原料用蒸汽加熱至 180-235 ,維壓一定時(shí)間,在突然減壓噴放時(shí),液態(tài)水迅速閃蒸,產(chǎn)生大量蒸汽,原料組織或細(xì)胞體積猛增,受機(jī)械力的作用,其結(jié)構(gòu)被破壞;另外,在維壓過程中,還有原料本身的自催化作用,其主要組分部分降解。汽爆技術(shù)最早始于1擬6年,當(dāng)時(shí)為間歇生產(chǎn),主要是用于生產(chǎn)人造纖維板。從20 世紀(jì)70年代開始,此項(xiàng)技術(shù)也被廣泛用于動(dòng)物飼料的生產(chǎn)和從木材纖維中提取乙醇和特殊化學(xué)品。80年代后,此項(xiàng)技術(shù)有很大的發(fā)展,使用領(lǐng)域也逐步擴(kuò)大,出現(xiàn)了連續(xù)汽爆生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備,即加拿大乂吐6 Technology公司,將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于制漿造紙領(lǐng)域,它與加拿大魁北克大學(xué)共同研究,首先對(duì)楊木、后對(duì)許多非木材纖維原料進(jìn)行了大量的汽爆試驗(yàn),取得了很好的效果。在此基礎(chǔ)上,開發(fā)研制了汽爆制漿技術(shù)和設(shè)備,并在制漿廢液用于生產(chǎn)動(dòng)物飼料技術(shù)方面也有深入的研究。汽爆技術(shù)經(jīng)過幾十年的研究,已經(jīng)發(fā)展到不同國(guó)家用于不同原料的預(yù)處理上,并用于眾多領(lǐng)域。比如在食品工業(yè)、制藥行業(yè)、生物能源、材料、化學(xué)品和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。其應(yīng)用前景和優(yōu)勢(shì)日益突顯,但針對(duì)目前居多應(yīng)用實(shí)例來看,汽爆后的物料存在不均一性特征,即常說的夾帶生料問題,常見情況如①汽爆后的秸稈,部分顏色加深、撕裂程度大、或者直接被爆成漿狀,但也有部分秸稈表觀看不出多大改變,與進(jìn)料顏色、形狀等均差不多;②利用汽爆進(jìn)行大麻脫膠,汽爆后的大麻,有的撕裂程度大、變得柔軟、雜質(zhì)分離多,有的較硬,膠質(zhì)仍牢固結(jié)合在大麻纖維上;③汽爆玉米或花生顆粒時(shí),很明顯的發(fā)現(xiàn)有的顆粒可以爆開,有的仍呈完整粒狀,沒有爆開。分析這些問題,原因有三,①假如裝料很多,而且卸料口面積又不足夠大,或者說是整個(gè)物料的排出要有一段的時(shí)間,那么先出的物料接觸的是大氣壓,而后出的物料由于先出物料的閃蒸結(jié)果,其周圍環(huán)境必然不是大氣壓而是高于大氣壓,(當(dāng)然這種假設(shè)前提是在管道里流向緩沖罐的情況,如果直接爆向空氣, 則不存在這種情況),因此在這種情況下,前后出的物料的壓力降速是不一樣的,也就是說閃蒸氣體對(duì)物料細(xì)胞壁做的功是不一樣的,也導(dǎo)致了汽爆對(duì)物料的物理撕裂效果不均一; ②對(duì)物料進(jìn)行汽爆之前,物料復(fù)水不均勻,從而導(dǎo)致物料內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均一,即有的物料呈充分潤(rùn)脹狀態(tài),有的呈半潤(rùn)脹或完全干縮狀態(tài),這樣就根本導(dǎo)致了物料細(xì)胞壁的脹縮性差別, 這樣引起3個(gè)后果,1)充分潤(rùn)脹后的細(xì)胞壁,其上的羥基很多被水分子飽和,纖維與纖維之間的結(jié)合減少,這樣纖維呈相對(duì)松散狀態(tài),這樣就意味著降低了細(xì)胞壁的強(qiáng)度,也即細(xì)胞壁抵抗外界應(yīng)力的能力降低;幻充分潤(rùn)脹后的細(xì)胞壁,由于水分子羥基的取代,增大了纖維與纖維之間的距離,細(xì)胞壁上的微孔半徑增大,有利于蒸汽分子的進(jìn)入;幻充分潤(rùn)脹后的細(xì)胞,其細(xì)胞腔內(nèi)充滿或半充滿液態(tài)水,在泄壓瞬間,這部分高溫高壓液態(tài)水相當(dāng)于一個(gè)很大的熱源,閃蒸汽化蒸汽為其原來體積的幾十倍,瞬時(shí)爆破,給細(xì)胞壁一個(gè)很大的沖擊力; ③物料進(jìn)入維壓罐維壓的過程中,水蒸汽滲入物料的各種空隙中進(jìn)行傳熱傳質(zhì),此階段也有一個(gè)復(fù)水的過程,根據(jù)多孔介質(zhì)滲流理論,當(dāng)是飽和度S — 1 (飽和水蒸汽),水蒸汽滲流滿足達(dá)西定律,即V = fF^(式中,V為牛頓流體以很低的流速滲流通過多孔體試樣的容積流率;F和L分別是多空體試樣或床層沿流體流動(dòng)的橫向正截面積與成長(zhǎng);μ為流體粘性系數(shù);ΔΡ為流動(dòng)壓力降;K是引進(jìn)的比例系數(shù),即流體的滲透能力,稱為“滲透系數(shù)”,也常用K"2作為多孔介質(zhì)孔隙率的特征尺度。)從該式可以看出,若△ P不夠大或者通過的床層厚度夠大,又或者裝料過多,物料被壓得過于密實(shí),即孔隙率ε小,也即K"2小,這樣蒸汽通過物料的流率將會(huì)很小,也即傳質(zhì)傳熱很難深入到物料內(nèi)部,這樣導(dǎo)致的傳質(zhì)傳熱的嚴(yán)重不均勻性嚴(yán)重影響了汽爆物料的均一性。針對(duì)以上問題,本發(fā)明提出了有效的解決方案①在緩沖罐后接真空泵,保證出料管道和緩沖罐內(nèi)真空度維持在0. 05 0. IMPa ;②物料進(jìn)入汽爆罐前,充分噴水或浸泡,保證復(fù)水均勻,噴水量與原物料質(zhì)量比為0 1,噴水后維持時(shí)間為5min 12h,浸泡時(shí)間為 5min 12h ;③進(jìn)料后首先對(duì)維壓罐抽真空,抽走細(xì)胞內(nèi)空氣,再打開蒸汽閥進(jìn)蒸汽,維壓罐中的真空度維持在0. 05 0. IMPa ;④在維壓罐中安裝循環(huán)風(fēng)機(jī),使蒸汽在維壓罐內(nèi)呈流通狀態(tài),強(qiáng)化傳熱傳質(zhì),風(fēng)機(jī)風(fēng)量維持在0 104m/s ;⑤進(jìn)汽管從維壓罐一側(cè)底部深入,沿著罐壁向上延伸到維壓罐中上部,設(shè)置0 10個(gè)進(jìn)汽口,多路進(jìn)汽;⑥顆粒粒徑小于50mm 的物料,裝料系數(shù)控制在0 40kg/L,罐體高徑比小于或等于10,減少罐體底部物料的重力壓頭;⑦脈沖進(jìn)汽,強(qiáng)化傳熱傳質(zhì),脈沖進(jìn)汽頻率為0 100Hz。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)目前汽爆物料不均一性的問題,提出一系列的解決方案,即①在緩沖罐后接真空泵,保證出料管道和緩沖罐內(nèi)真空度維持在0. 05 0. IMPa ;②物料進(jìn)入汽爆罐前,充分噴水或浸泡,保證復(fù)水均勻,噴水量與原物料質(zhì)量比為0 1,噴水后維持時(shí)間為5min 12h,浸泡時(shí)間為5min 12h ;③進(jìn)料后首先對(duì)維壓罐抽真空,抽走細(xì)胞內(nèi)空氣, 再打開蒸汽閥進(jìn)蒸汽,維壓罐中的真空度維持在0. 05 0. IMPa ;④在維壓罐中安裝循環(huán)風(fēng)機(jī),使蒸汽在維壓罐內(nèi)呈流通狀態(tài),強(qiáng)化傳熱傳質(zhì),風(fēng)機(jī)風(fēng)量維持在0 104m/s ;⑤進(jìn)汽管從維壓罐一側(cè)底部深入,沿著罐壁向上延伸到維壓罐中上部,設(shè)置0 10個(gè)進(jìn)汽口,多路進(jìn)汽;⑥顆粒粒徑小于50mm的物料,裝料系數(shù)控制在0 40kg/L,罐體高徑比小于或等于10, 減少罐體底部物料的重力壓頭;⑦脈沖進(jìn)汽,強(qiáng)化傳熱傳質(zhì),脈沖進(jìn)汽頻率為0 100Hz。本發(fā)明的有益效果各方案均是為解決汽爆物料不均一性而提出的,方案①是為了恒定出料時(shí)物料細(xì)胞周圍環(huán)境壓力,避免壓力差不均造成的影響,方案②是從復(fù)水的角度,在物料進(jìn)入汽爆罐前先保證復(fù)水的均勻性,從而避免在維壓罐中的復(fù)水不均勻性的影響,方案③至⑦均是從蒸汽滲流的角度,強(qiáng)化蒸汽的傳質(zhì)傳熱作用,從而達(dá)到均勻傳熱傳質(zhì)的目的。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1維壓罐體積為2L,高25cm,底面直徑為10cm。蒸汽發(fā)生器15L,進(jìn)料前已打開蒸汽發(fā)生器電源,得到220°C飽和水蒸汽。緩沖罐體積為15L,緩沖罐后接流量可調(diào)的智能真空泵。將室外風(fēng)干的玉米秸稈切成1 2cm塊狀(其中含水量為10% ),稱取IOOg (濕重),補(bǔ)加38. 5g水使其含水量為35%,待水分均勻吸收后,加入到維壓罐中,關(guān)閉進(jìn)料閥。 打開蒸汽閥,通入一定量蒸汽,使罐內(nèi)壓力在1.2MPa,維持8min。打開真空泵,設(shè)定壓力為 0. 05MPa.關(guān)閉蒸汽閥,迅速打開卸料閥,物料同蒸汽一起進(jìn)入緩沖罐,打開緩沖罐底部閥門,收集得到汽爆物料。不開真空泵的一組實(shí)驗(yàn)作對(duì)照。測(cè)得實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組汽爆物料水洗液中還原糖含量分別為3. 772%U. 567%,總糖含量分別為14. 58%,7. 915%,可溶性木質(zhì)素含量分別為8. 443%,6. 509%,可溶性有機(jī)固形物含量分別為25. 33%、12. 08%,汽爆物料固體殘?jiān)拿附饴史謩e為76. 66%,62. 16%。實(shí)施例2維壓罐體積為2L,高25cm,底面直徑為IOcm.蒸汽發(fā)生器15L,進(jìn)料前已打開蒸汽發(fā)生器電源,得到220°C飽和水蒸汽。緩沖罐體積為15L。稱取三份絕干玉米籽粒,各50g,標(biāo)記為①②③,①不作任何處理,②浸泡Mh,③ 浸泡48h,分別將①②③加入到維壓罐中,關(guān)閉進(jìn)料閥。打開蒸汽閥,通入一定量蒸汽,使罐內(nèi)壓力在1.2MPa,維持8min。關(guān)閉蒸汽閥,迅速打開卸料閥,物料同蒸汽一起進(jìn)入緩沖罐, 打開緩沖罐底部閥門,收集得到汽爆玉米籽粒。將得到的玉米籽粒的含水量都調(diào)節(jié)到50%, 按照5 l(w/v)的液固比分別加入不同濃度的乙醇,在60°C下振蕩提取Ih后,在446nm下測(cè)定OD值,結(jié)果顯示在較高的乙醇濃度下,汽爆前浸泡時(shí)間少的汽爆玉米胚乳的黃色素提取量要少于浸泡時(shí)間長(zhǎng)的汽爆玉米胚乳的黃色素提取量,這可能是因?yàn)楫?dāng)汽爆前玉米的含水量大的時(shí)候,汽爆時(shí)高溫高壓會(huì)使玉米內(nèi)的水分迅速變?yōu)楦邷馗邏旱恼羝?,從而加?qiáng)了玉米內(nèi)部的爆破力,使黃色素更容易析出。實(shí)施例3維壓罐體積為2L,高25cm,底面直徑為IOcm.蒸汽發(fā)生器15L,進(jìn)料前已打開蒸汽發(fā)生器電源,得到220°C飽和水蒸汽。緩沖罐體積為15L,緩沖罐后接流量可調(diào)的智能真空泵。將室外風(fēng)干的玉米秸稈切成1 2cm塊狀(其中含水量為10% ),稱取IOOg (濕重),補(bǔ)加38. 5g水使其含水量為35%,待水分均勻吸收后,加入到維壓罐中,關(guān)閉進(jìn)料閥。 打開真空泵,設(shè)定壓力為0.05MPa。達(dá)到設(shè)定真空度后,關(guān)閉真空泵,打開蒸汽閥,通入一定量蒸汽,使罐內(nèi)壓力在1.2MPa,維持8min。關(guān)閉蒸汽閥,迅速打開卸料閥,物料同蒸汽一起進(jìn)入緩沖罐,打開緩沖罐底部閥門,收集得到汽爆物料。不開真空泵的一組試驗(yàn)為對(duì)照。測(cè)得實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組汽爆物料水洗液中還原糖含量分別為4. 176 %、1. 567%,總糖含量分別為16. 49%,7. 915%,可溶性木質(zhì)素含量分別為8. 873%,6. 509%,可溶性有機(jī)固形物含量分別為27. 32%、12. 08%,汽爆物料固體殘?jiān)拿附饴史謩e為77. 38%、62. 16%。實(shí)施例4維壓罐體積為5L,高63. 7cm,底面直徑為IOcm.蒸汽發(fā)生器15L,進(jìn)汽管從維壓罐一側(cè)底部深入,沿著罐壁向上延伸到維壓罐中上部,設(shè)置4個(gè)進(jìn)汽口,4處同時(shí)進(jìn)汽。進(jìn)料前已打開蒸汽發(fā)生器電源,得到220°C飽和水蒸汽。 將室外風(fēng)干的玉米秸稈切成1 2cm塊狀(其中含水量為10% ),稱取IOOg (濕重),補(bǔ)加38. 5g水使其含水量為35%,待水分均勻吸收后,加入到維壓罐中,關(guān)閉進(jìn)料閥。 打開蒸汽閥,通入一定量蒸汽,使罐內(nèi)壓力在1.2MPa,維持8min。關(guān)閉蒸汽閥,迅速打開卸料閥,物料同蒸汽一起進(jìn)入緩沖罐,打開緩沖罐底部閥門,收集得到汽爆物料。只有一處進(jìn)汽的試驗(yàn)組為對(duì)照。測(cè)得實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組汽爆物料水洗液中還原糖含量分別為3. 436%, 1. 567%,總糖含量分別為11. 49%,7. 915%,可溶性木質(zhì)素含量分別為7. 313%,6. 509%, 可溶性有機(jī)固形物含量分別為21. 72 %、12. 08%,汽爆物料固體殘?jiān)拿附饴史謩e為 67. 38%,62. 16%。
權(quán)利要求
1.提高汽爆物料均一性的方法,其特征包括維持出料時(shí)物料細(xì)胞周圍環(huán)境壓力的恒定、保證物料進(jìn)入汽爆罐前復(fù)水的均勻性、強(qiáng)化維壓過程中的蒸汽傳質(zhì)傳熱的均勻性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述的維持出料時(shí)物料細(xì)胞周圍環(huán)境壓力的恒定為在緩沖罐后接真空泵,保證出料管道和緩沖罐內(nèi)真空度維持在0. 05 0. IMPa0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述的保證物料進(jìn)入汽爆罐前的復(fù)水的均勻性為物料進(jìn)入汽爆罐前,充分噴水或浸泡,保證復(fù)水均勻,噴水量與原物料質(zhì)量比為0 1,噴水后維持時(shí)間為5min 12h,浸泡時(shí)間為5min 12h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述的強(qiáng)化維壓過程中的蒸汽傳質(zhì)傳熱的均勻性為進(jìn)料后首先對(duì)維壓罐抽真空,抽走細(xì)胞內(nèi)空氣,再打開蒸汽閥進(jìn)蒸汽,維壓罐中的真空度維持在0. 05 0. IMPa0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述的強(qiáng)化維壓過程中的蒸汽傳質(zhì)傳熱的均勻性為在維壓罐中安裝循環(huán)風(fēng)機(jī),使蒸汽在維壓罐內(nèi)呈流通狀態(tài),風(fēng)機(jī)風(fēng)量維持在0 loV/s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述的強(qiáng)化維壓過程中的蒸汽傳質(zhì)傳熱的均勻性為進(jìn)汽管從維壓罐一側(cè)底部深入,沿著罐壁向上延伸到維壓罐中上部,設(shè)置0 10 個(gè)進(jìn)汽口,多路進(jìn)汽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述的強(qiáng)化維壓過程中的蒸汽傳質(zhì)傳熱的均勻性為顆粒粒徑小于50mm的物料,裝料系數(shù)控制在0 40kg/L,罐體高徑比小于或等于 10。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述的強(qiáng)化維壓過程中的蒸汽傳質(zhì)傳熱的均勻性為脈沖進(jìn)汽,脈沖進(jìn)汽頻率為0 100Hz。
全文摘要
本發(fā)明涉及七種提高汽爆物料均一性的方法①在緩沖罐后接真空泵,保證出料管道和緩沖罐內(nèi)壓力衡定(即環(huán)境壓力恒定);②物料進(jìn)入汽爆罐前,充分噴水或浸泡,保證復(fù)水均勻;③進(jìn)料后首先對(duì)維壓罐抽真空,抽走物料細(xì)胞內(nèi)空氣,再打開蒸汽閥進(jìn)蒸汽;④在維壓罐中安裝循環(huán)風(fēng)機(jī),使蒸汽在維壓罐內(nèi)呈流通狀態(tài),強(qiáng)化傳熱傳質(zhì);⑤進(jìn)汽管從維壓罐一側(cè)底部深入,沿著罐壁向上延伸到維壓罐中上部,設(shè)置1~10個(gè)進(jìn)汽口,多路進(jìn)汽;⑥顆粒粒徑小于50mm的物料,裝料系數(shù)控制在0~40kg/L,罐體高徑比小于或等于10;⑦脈沖進(jìn)汽,強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)。各方案均能有效減少汽爆過程中各因素引起的不均一性,從而提高汽爆物料的均勻性。
文檔編號(hào)B01J3/00GK102350265SQ20111019853
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者張玉針, 陳洪章 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
1
岐山县| 桓台县| 大竹县| 阿巴嘎旗| 益阳市| 淮安市| 亚东县| 舞阳县| 高邑县| 友谊县| 毕节市| 湾仔区| 泾川县| 巴塘县| 仲巴县| 元江| 肥城市| 景东| 永仁县| 舟曲县| 昭苏县| 高碑店市| 延边| 织金县| 黔江区| 延寿县| 正宁县| 梨树县| 舟曲县| 凉城县| 若尔盖县| 万源市| 石家庄市| 台江县| 曲周县| 大渡口区| 梧州市| 那曲县| 黎川县| 昭觉县| 井研县|