[实用新型]木质素超声波分离设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械设备领域，具体是一种木质素超声波分离设备。

背景技术

木质素是由苯丙烷单元通过醚键（-O-）和碳键（C-C）连接而成的具有天然芳香族高分子化合物。在植物纤维中，木质素含量仅次于纤维素和半纤维素，是第三大天然有机物，约占5-30%。人类对纤维素的研究已有几千年的历史，可是对木质素的研究却是从1930年开始，且发展较慢。木质素有很好的分散性、阻燃性、耐溶剂型、热稳定性，其分子具有多种活性官能团（芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、羧基和共轭双键等），在现代工业中有较高的利用价值；目前优质的木质素已被广泛应用，国际上已开发的木质素产品达200余种。

在我国，甘蔗渣是一种重要的农产品废弃资源，甘蔗渣是制糖的一种农产品废弃物，每生产出一吨的蔗糖就会产生约一吨的蔗渣。越来越多的国家特别是发达国家已经把农产品废弃物等可再生资源的转化利用列入社会经济可持续发展的重要战略，农产品废弃生物质的有效利用，已经成为当今人类可持续发展的重点之一。甘蔗渣中含有大量的纤维素、木质素、半纤维素等天然高分子物质。目前这些蔗渣除少量用于造纸外，绝大部分被烧掉或废弃，不仅造成资源浪费，还严重污染了环境。因此，如果能从甘蔗渣中分离出优质的木质素应用于工业生产，将会产生巨大的经济效益和生态效益。传统的分离方法有熬煮法、压滤法、化学法、溶剂浸提法和生物酶法等，由于熬煮法浪费能源，提取效率低；而压滤法也就是常常说的机械破碎法，因机械破碎法难以将细胞有效破碎，提取效率低；化学破碎方法易造成提取物结构的改变和活性降低或失活；溶剂浸提法影响提纯度；生物酶法成本高。因此，如何生产一种适合于从甘蔗渣中对木质素提取分离的设备技术，是一个亟待解决的技术难题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，提取效率高，质量稳定的木质素超声波分离设备，降低从甘蔗渣中分离木质素的生产成本，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本木质素超声波分离设备，包括高压气源和提取罐，其特征在于：所述提取罐与高压气源之间设有高压集成调节阀组，所述提取罐内腔还设有超声波振动源，所述超声波振动源的顶部设有对提取罐内腔的时间、功率以及频率参数测量的感应器，所述感应器连接有数显模块，所述数显模块连接有控制器，所述控制器与数显模块通过电连接，所述提取罐还连接有冷凝器，所述冷凝器的下方连接有冷却器，所述冷却器的出口端与提取罐连接。

以上所述数显模块包括时间控制模块、功率调节模块、显示器和频率调节模块，所述显示器分别与时间控制模块、功率调节模块以及频率调节模块电连接。

以上所述的感应器上设有传感器。数显模块通过感应器的传感器可以随时对提取罐内的各种参数传输到显示器上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.结构简单，提取效率高。本实用新型采用超声波分离方法从甘蔗渣中分离木质素，本分离设备利用超声波频率高和波长短的与一般声波所没有的特性，一是具有能流密度大，因能流密度与频率的平方成正比，故超声波的能流密度比一般声波大得多；二是方向性好：由于超声波的波长短，衍射效应不显著，可以近似地认为超声波沿直线传播，即传播的方向性好，容易得到定向而集中的超声波束,也可以被聚焦；三是穿透力强：超声波的穿透本领大，特别在甘蔗渣液中传播时，衰减很小，所以本实用新型的分离设备，利用超声波振动能产生强大的能量，给予甘蔗渣及溶质以很大的速度和加速度，使浸提剂和提取物不断震荡，形成空化效应，有助于甘蔗渣溶质扩散，加速甘蔗纤维中的有效成分进入溶剂，同时作用于甘蔗纤维组织，可高效粉碎细胞壁，从而释放出木质素，降低了从甘蔗渣中分离木质素的生产成本，大大提高分离的生产效率，本设备比传统的分离方法效率提高了两倍以上。