[实用新型]用于处理预酶解物料的高剪切力装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及植物秸秆综合利用生产生物质燃料的技术领域，具体涉及一种用于处理预酶解物料的高剪切力装置。

背景技术

植物秸秆的化学组成成分及分布如下：植物秸秆主要是由纤维素、半纤维素和木质素三大组分组成，其中纤维素是由葡萄糖基构成的直链状高分子化合物，是组成细胞壁的主要成分；半纤维素是杂多糖，由两种以上单糖或糖醛酸基组成的复合多糖，也是构成细胞壁的主要成分；木质素是具有三维网状结构的高分子化合物，其结构复杂，化学性质活泼，具有较强的吸收能力，会对酶制剂产生较强的吸附作用，使酶制剂丧失活性，木质素主要充填在细胞之间的胞间层，及细胞壁内微细纤维之间，使植物体具有刚性。

在酶制剂的作用下，纤维素可降解成葡萄糖，半纤维素可降解为戊碳糖，用于制备发酵产品。植物秸秆的生物细胞组织结构由植物细胞的细胞壁和细胞腔组成，两个细胞壁之间为胞间层；细胞壁由初生壁、次生壁构成；从外向内为胞间层、初生壁、次生壁外层(S1)、次生壁中层(S2)、次生壁内层(S3)、细胞腔。

植物秸秆细胞具有如下特性：细胞次生壁外层(S1)较厚，(S1)紧密包覆(S2)，(S2)层由纤维素结晶区和无定形区相间排列而成，不易与外部液体和酶制剂接触；必须脱除(S1)，才能使酶制剂进入纤维素富集的(S2)层，要脱除(S1)，须有较强的机械作用。

经过预酶解5-12小时的物料，酶解速率急剧下降，一是裸露的无定形区纤维素已经基本酶解，纤维素结晶区结构紧密，酶制剂无法进入内部；二是细胞(S1)的包覆使(S2)层不能充分裸露；三是木质素裸露出的数量增多，对酶制剂的吸附和抑制作用增强。

由于预酶解物料具有上述特性，使得对预酶解物料进行剪切处理时需要高剪切力，而目前，尚未见能够对预酶解物料进行处理的高剪切力装置。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种用于处理预酶解物料的高剪切力装置，适应于植物秸秆综合利用生产生物质燃料的预处理过程，运行稳定，剪切力高且可以调节，利于对大分子高活性的木质素分子进行撕裂降解，释放或减少对酶制剂的吸附，提高后续物料酶解速率，效果显著。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型的用于处理预酶解物料的高剪切力装置包括：机座；安装在机座上的机体；转动安装在机体内的传动主轴；安装在机座上的用于驱动所述传动主轴旋转的驱动机构；安装在机体内的用于对预酶解物料进行剪切处理的剪切机构，具有沿传动主轴的轴向并排安装的第一固定刀盘和转动刀盘；安装在机体上且与第一固定刀盘连接的进退刀机构，带动第一固定刀盘沿传动主轴轴向移动，以便调节第一固定刀盘和转动刀盘之间的间隙与剪切力。

进一步的，还包括：与所述传动主轴滑键连接的转动刀盘座，所述转动刀盘安装在转动刀盘座侧面。

其中，所述剪切机构还包括：安装在所述机体内的第一固定刀盘座，其与所述转动刀盘相对的侧面固定安装所述第一固定刀盘；所述第一固定刀盘座的中心设置用于穿过所述传动主轴的中心孔，且中心孔的内径大于所述传动主轴的直径。

进一步的，所述剪切机构还包括：固定安装在所述机体内且穿设过所述传动主轴的第二固定刀盘座；固定安装在第二固定刀盘座上的第二固定刀盘，其与所述第一固定刀盘分别位于所述转动刀盘的两侧。

其中，所述转动刀盘与所述第一固定刀盘上分别设有相向伸出的剪切齿。

其中，所述转动刀盘与所述第二固定刀盘上分别设有相向伸出的剪切齿。

其中，所述机体前端安装机体盖，所述进退刀机构安装在机体盖上。

其中，所述进退刀机构包括蜗轮蜗杆传动组件或齿轮齿条传动组件。

优选的，所述蜗轮蜗杆传动组件的蜗杆与所述第一固定刀盘固定连接。

进一步的，还包括：分别开设在所述机体上的一对进料口和出料口；所述一对进料口分别位于所述出料口两侧。

与现有技术相比，本实用新型的用于处理预酶解物料的高剪切力装置具有如下优点：

1、在处理预酶解物料时，物料在剪切区被剪切机构的转动刀盘与固定刀盘剪切，提高了物料的比表面积，可以增加酶制剂与目标物纤维素的作用面积；

2、在对物料进行处理时，可以根据处理物料时的剪切力需求利用进退刀机构调节固定刀盘与转动刀盘之间的间隙，以便调节固定刀盘与转动刀盘之间的剪切力，从而在高剪切力的作用下使大分子高活性的木质素分子撕裂降解，并释放或减少对酶制剂的吸附，大大提高后续物料酶解速率，运行稳定，效果显著。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。