一种高效拆解甘蔗渣的方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115739910A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211584889.3B09B3/40(2022.01)(22)申请日2022.12.09D21C5/00(2006.01)(71)申请人广西大学地址530004广西壮族自治区南宁市西乡塘区大学东路100号(72)发明人宋雪萍康希恒游紫郑岩清尹勇军吴敏(74)专利代理机构广西南宁公平知识产权代理有限公司45104专利代理师翁建华(51)Int.Cl.B09B3/00(2022.01)B09B3/30(2022.01)B09B3/35(2022.01)B09B3/38(2022.01)权利要求书1页说明书11页附图1页(54)发明名称一种高效拆解甘蔗渣的方法及装置(57)摘要本发明公开了一种高效拆解甘蔗渣的方法及装置，该装置包括拆解反应罐、乙二醇加热罐、热交换器、酸沉罐和压滤机。该方法包括如下步骤：1)蔗渣粉碎；2)将去离子水、氢氧化钠和乙二醇按质量比为0～21:1～12:78～88混合得到乙二醇‑碱溶剂；3)将乙二醇‑碱溶剂与甘蔗渣按一定比例混合置于反应罐内加热至120～180℃后保持恒温，然后将加热至与反应罐内温度相同的乙二醇从罐底通入罐内置换提取液；4)将提取液送入酸沉罐进行酸沉，再经固液分离，固体部分获得木质素，液体部分获得糖类化合物和乙二醇；5)将反应罐的残渣压滤后获得纤维素、半纤维素混合物。本发明既能够实现高木质素的去除率，又能得到高纤维素的保留率，而且采用的装置能够持续置换拆解溶剂，避免木质素的吸附和沉积。CN115739910ACN115739910A权利要求书1/1页1.一种高效拆解甘蔗渣的方法，其特征在于，包括如下操作步骤：(1)蔗渣粉碎：将含水率为8～12％的甘蔗渣粉碎，筛选长度为2～3cm的甘蔗渣；(2)调质乙二醇‑碱溶剂：将去离子水、氢氧化钠和乙二醇按质量比为去离子水:氢氧化钠:乙二醇＝0～21:1～12:78～88混合后得到乙二醇‑碱溶剂；(3)高温拆解:将步骤(2)的乙二醇‑碱溶剂与步骤(1)的甘蔗渣按1000mL乙二醇‑碱溶剂:83.30g蔗渣的比例放入拆解反应罐内搅拌混合，并加热至120～180℃的拆解温度后保持恒温，然后将加热至与反应罐内拆解温度相同的乙二醇从拆解反应罐底部通入反应罐内部置换提取液，置换提取液持续30～80min后停止反应；(4)将拆解反应罐的提取液从拆解反应罐顶部流出，送入酸沉罐进行酸沉，再经机械固液分离，固体部分获得酸不溶木质素，液体部分获得糖类化合物和乙二醇；(5)将拆解反应罐反应完成后的残渣清出，经压滤机压滤后获得纤维素、半纤维素混合物。2.根据权利要求1所述高效拆解甘蔗渣的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，放入拆解反应罐内的乙二醇‑碱溶剂与甘蔗渣是在500rpm的转速下进行机械搅拌10min后密封加热至120～180℃。3.根据权利要求1所述高效拆解甘蔗渣的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述加热至与反应罐内拆解温度相同的乙二醇是以100mL/min的流速从拆解反应罐底部通入反应罐内部置换提取液。4.根据权利要求1所述高效拆解甘蔗渣的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述流入酸沉罐内的提取液利用硫酸调节pH值至4.5并以800rpm的搅拌速度在25℃下搅拌15min，搅拌结束再将提取液的pH值调节至3.0，再加热至65℃以800rpm的搅拌速度搅拌30min进行酸沉，待木质素完全析出后，利用离心作用将酸沉液进行离心得到木质素，对回收的乙二醇进行减压蒸馏并回收残余的糖类化合物和蒸发的乙二醇。5.根据权利要求1所述高效拆解甘蔗渣的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述压滤机压滤的具体操作是：将拆解后的残渣利用压滤机进行压滤，压滤后的液相部分流入酸沉罐，压滤后的固体部分进行洗涤获得纤维素、半纤维素混合物。6.根据权利要求1所述高效拆解甘蔗渣的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述机械分离为重力沉降、离心分离或板框压滤。7.一种高效拆解甘蔗渣的装置，其特征在于，该装置包括拆解反应罐、乙二醇加热罐、热交换器、酸沉罐和压滤机，所述拆解反应罐设有乙二醇‑碱溶剂和甘蔗渣的投料口，拆解反应罐的底部进口与乙二醇加热罐的出口经管道连接，拆解反应罐的底部出口连接压滤机，拆解反应罐的顶部出口经管道连接热交换器的热液进口端，热交换器的热液出口端连接酸沉罐的进口，热交换器的冷液进口端连接常温乙二醇输送管，热交换器的冷液出口端连接乙二醇加热罐的进口，压滤机的滤液收集室经管道连接热交换器的热液进口端或直接连接酸沉罐。8.根据权利要求7所述高效拆解甘蔗渣的装置，其特征在于，所述乙二醇‑碱溶剂的投料口设置在拆解反应罐的下部，甘蔗渣的投料口设置在拆解反应罐