[发明专利]一种木质纤维素原料稀酸蒸汽爆破预处理方法

摘要

本发明涉及一种木质纤维素原料稀酸蒸汽爆破预处理方法，其包括粉碎步骤、浸渍脱毒进料步骤、蒸煮步骤、泄压爆破步骤及旋风分离步骤，本发明采用稀酸洗脱液在浸渍脱毒喂料器中预先对木质纤维素原料进行浸渍与脱毒。浸渍过程可实现酸性离子与木质纤维原料充分接触，提高蒸煮器中酸解效率；脱毒过程可以在木糖积累较少的情况下，最大量的水解洗脱出抑制酶解和发酵乙醇的抑制物。本发明木质纤维原料稀酸蒸汽爆破预处理方法在蒸煮器前端采用了锥形浸渍脱毒喂料器，通过锥形螺杆和环形金属膜阻挡器对木质纤维原料进行搓揉和挤压，可实现连续脱毒和连续进料，提高稀酸预处理木质纤维原料的酶解和发酵能力。

主权项

一种木质纤维素原料稀酸蒸汽爆破预处理方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1，粉碎：将木质纤维素原料粉碎成0.1‑30 mm 颗粒；步骤2，浸渍、脱毒与进料：配制抑制物洗脱液置于抑制物洗脱液储罐中，并在储罐中加热到60‑99 ℃，加热的抑制物洗脱液与粉碎好的木质纤维原料按质量比10:1‑2:1比例连续加入到浸渍脱毒喂料器料斗中，加入到浸渍脱毒喂料器料斗中的抑制物洗脱液和木质纤维原料从料斗自由下落到锥形螺杆装置中，锥形螺杆装置通过往夹层中通入蒸汽控制螺杆套筒中液固混合相的温度为105‑145℃，停留时间5‑20 min，木质纤维原料与抑制物洗脱液在锥形螺杆旋转轴的推力和环形金属膜片阻力作用下实现搓揉、浸渍、脱毒、挤压和脱水，最后在锥形螺杆装置末端形成料塞，料塞压力为0.15‑3 Mp；步骤3，蒸煮：经过脱毒的木质纤维原料以滤饼的形式在喂料脱水系统中螺杆推进力的作用下连续进入到蒸煮器中，同时利用高压泵从稀酸储罐中补加稀酸，木质纤维素原料在稀酸溶液中的液固质量比为1:20‑1:2,通过往蒸煮器夹层和内部通入高压蒸汽，控制蒸煮器内部的温度为140 ℃‑200 ℃，启动蒸煮器的螺杆电机，使木质纤维原料在蒸煮器中停留时间为4‑40 min；步骤4，泄压爆破：经过稀酸蒸煮的木质纤维原料在蒸煮器的螺杆推力作用下移动到蒸煮器的出料口，蒸煮器的出料口安装有自动泄压阀门，自动泄压阀门的开启时间间隔为5‑50 S，每次开启时间为2‑20 S，经过稀酸蒸煮的木质纤维原料在泄压阀门开启的瞬间，在蒸汽压力作用下爆破，弹射进入到旋风分离器；步骤5，旋风分离： 经过稀酸蒸煮的木质纤维素弹射进入到旋风分离器后，高速运行的气相组分在旋风分离器中叶片引导下高速旋转，最后从旋风分离器轴向中心进入旋风分离器的洁净区，经过净化后排放到空气中，固相和液相组分则击打到旋风分离器内壁上，沿着旋风分离器内壁在重力作用下跌落到旋风分离器下步的皮带输送机上，随着皮带输送机进入到酶解罐或储存备用。