本實(shí)用新型涉及機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種木質(zhì)素超聲波分離設(shè)備。

背景技術(shù)：

木質(zhì)素是由苯丙烷單元通過(guò)醚鍵（-O-）和碳鍵（C-C）連接而成的具有天然芳香族高分子化合物。在植物纖維中，木質(zhì)素含量?jī)H次于纖維素和半纖維素，是第三大天然有機(jī)物，約占5-30%。人類對(duì)纖維素的研究已有幾千年的歷史，可是對(duì)木質(zhì)素的研究卻是從1930年開(kāi)始，且發(fā)展較慢。木質(zhì)素有很好的分散性、阻燃性、耐溶劑型、熱穩(wěn)定性，其分子具有多種活性官能團(tuán)（芳香基、酚羥基、醇羥基、羰基、甲氧基、羧基和共軛雙鍵等），在現(xiàn)代工業(yè)中有較高的利用價(jià)值；目前優(yōu)質(zhì)的木質(zhì)素已被廣泛應(yīng)用，國(guó)際上已開(kāi)發(fā)的木質(zhì)素產(chǎn)品達(dá)200余種。

在我國(guó)，甘蔗渣是一種重要的農(nóng)產(chǎn)品廢棄資源，甘蔗渣是制糖的一種農(nóng)產(chǎn)品廢棄物，每生產(chǎn)出一噸的蔗糖就會(huì)產(chǎn)生約一噸的蔗渣。越來(lái)越多的國(guó)家特別是發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)把農(nóng)產(chǎn)品廢棄物等可再生資源的轉(zhuǎn)化利用列入社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，農(nóng)產(chǎn)品廢棄生物質(zhì)的有效利用，已經(jīng)成為當(dāng)今人類可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)之一。甘蔗渣中含有大量的纖維素、木質(zhì)素、半纖維素等天然高分子物質(zhì)。目前這些蔗渣除少量用于造紙外，絕大部分被燒掉或廢棄，不僅造成資源浪費(fèi)，還嚴(yán)重污染了環(huán)境。因此，如果能從甘蔗渣中分離出優(yōu)質(zhì)的木質(zhì)素應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。傳統(tǒng)的分離方法有熬煮法、壓濾法、化學(xué)法、溶劑浸提法和生物酶法等，由于熬煮法浪費(fèi)能源，提取效率低；而壓濾法也就是常常說(shuō)的機(jī)械破碎法，因機(jī)械破碎法難以將細(xì)胞有效破碎，提取效率低；化學(xué)破碎方法易造成提取物結(jié)構(gòu)的改變和活性降低或失活；溶劑浸提法影響提純度；生物酶法成本高。因此，如何生產(chǎn)一種適合于從甘蔗渣中對(duì)木質(zhì)素提取分離的設(shè)備技術(shù)，是一個(gè)亟待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，提取效率高，質(zhì)量穩(wěn)定的木質(zhì)素超聲波分離設(shè)備，降低從甘蔗渣中分離木質(zhì)素的生產(chǎn)成本，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

本木質(zhì)素超聲波分離設(shè)備，包括高壓氣源和提取罐，其特征在于：所述提取罐與高壓氣源之間設(shè)有高壓集成調(diào)節(jié)閥組，所述提取罐內(nèi)腔還設(shè)有超聲波振動(dòng)源，所述超聲波振動(dòng)源的頂部設(shè)有對(duì)提取罐內(nèi)腔的時(shí)間、功率以及頻率參數(shù)測(cè)量的感應(yīng)器，所述感應(yīng)器連接有數(shù)顯模塊，所述數(shù)顯模塊連接有控制器，所述控制器與數(shù)顯模塊通過(guò)電連接，所述提取罐還連接有冷凝器，所述冷凝器的下方連接有冷卻器，所述冷卻器的出口端與提取罐連接。

以上所述數(shù)顯模塊包括時(shí)間控制模塊、功率調(diào)節(jié)模塊、顯示器和頻率調(diào)節(jié)模塊，所述顯示器分別與時(shí)間控制模塊、功率調(diào)節(jié)模塊以及頻率調(diào)節(jié)模塊電連接。

以上所述的感應(yīng)器上設(shè)有傳感器。數(shù)顯模塊通過(guò)感應(yīng)器的傳感器可以隨時(shí)對(duì)提取罐內(nèi)的各種參數(shù)傳輸?shù)斤@示器上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，提取效率高。本實(shí)用新型采用超聲波分離方法從甘蔗渣中分離木質(zhì)素，本分離設(shè)備利用超聲波頻率高和波長(zhǎng)短的與一般聲波所沒(méi)有的特性，一是具有能流密度大，因能流密度與頻率的平方成正比，故超聲波的能流密度比一般聲波大得多；二是方向性好：由于超聲波的波長(zhǎng)短，衍射效應(yīng)不顯著，可以近似地認(rèn)為超聲波沿直線傳播，即傳播的方向性好，容易得到定向而集中的超聲波束,也可以被聚焦；三是穿透力強(qiáng)：超聲波的穿透本領(lǐng)大，特別在甘蔗渣液中傳播時(shí)，衰減很小，所以本實(shí)用新型的分離設(shè)備，利用超聲波振動(dòng)能產(chǎn)生強(qiáng)大的能量，給予甘蔗渣及溶質(zhì)以很大的速度和加速度，使浸提劑和提取物不斷震蕩，形成空化效應(yīng)，有助于甘蔗渣溶質(zhì)擴(kuò)散，加速甘蔗纖維中的有效成分進(jìn)入溶劑，同時(shí)作用于甘蔗纖維組織，可高效粉碎細(xì)胞壁，從而釋放出木質(zhì)素，降低了從甘蔗渣中分離木質(zhì)素的生產(chǎn)成本，大大提高分離的生產(chǎn)效率，本設(shè)備比傳統(tǒng)的分離方法效率提高了兩倍以上。

2.質(zhì)量穩(wěn)定，適應(yīng)性廣。本實(shí)用新型的木質(zhì)素超聲波分離設(shè)備，采用數(shù)顯模塊代替了傳統(tǒng)的復(fù)雜的儀表，并與超聲波提取罐配合，運(yùn)用機(jī)械振動(dòng)能量的傳播，在液體中形成有效的攪動(dòng)與流動(dòng)，破壞介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，粉碎液體中的顆粒，能達(dá)到普通低頻機(jī)械攪動(dòng)達(dá)不到的效果，使常溫常壓不能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)在空化作用下發(fā)生反應(yīng)，甚至使非常堅(jiān)硬的固體被粉碎，通過(guò)時(shí)間控制模塊、功率調(diào)節(jié)模塊和頻率調(diào)節(jié)模塊進(jìn)行自動(dòng)控制一定的超聲頻率和強(qiáng)度，空化作用產(chǎn)生的極大壓力造成生物細(xì)胞壁及整個(gè)生物體破裂，而且整個(gè)破碎過(guò)程在瞬間完成，同時(shí)超聲波產(chǎn)生的振動(dòng)作用加強(qiáng)了胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、擴(kuò)散及溶解，被浸提的物質(zhì)在被破碎瞬間生物活性保持不變，同時(shí)提高破碎速度和提取率，且通過(guò)顯示器隨時(shí)顯示生產(chǎn)時(shí)具體的參數(shù)，以作實(shí)時(shí)的調(diào)整，大大降低了木質(zhì)素的生產(chǎn)成本，具有提取率高，操作簡(jiǎn)便，能耗低，本設(shè)備不但適合從甘蔗渣中分離木質(zhì)素，也適合用于對(duì)生物醫(yī)藥，食品，精細(xì)化工等各種固液的分離。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。

圖2是數(shù)顯模塊6的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。

圖中零件名稱及序號(hào)：

高壓氣源1、高壓集成調(diào)節(jié)閥組2、提取罐3、感應(yīng)器4、超聲波振動(dòng)源5、數(shù)顯模塊6、控制器7、冷凝器8、冷卻器9。

數(shù)顯模塊：時(shí)間控制模塊、功率調(diào)節(jié)模塊、顯示器、頻率調(diào)節(jié)模塊。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

參看圖1與圖2所示，本實(shí)用新型提供一種技術(shù)方案：

本木質(zhì)素超聲波分離設(shè)備，包括高壓氣源1、高壓集成調(diào)節(jié)閥組2、提取罐3、感應(yīng)器4、超聲波振動(dòng)源5、數(shù)顯模塊6、控制器7、冷凝器8和冷卻器9，所述提取罐3與高壓氣源1之間設(shè)有高壓集成調(diào)節(jié)閥組2，所述提取罐3內(nèi)腔還設(shè)有超聲波振動(dòng)源5，超聲波振動(dòng)源5的頂部設(shè)有對(duì)提取罐3內(nèi)腔的時(shí)間、功率以及頻率參數(shù)測(cè)量的感應(yīng)器4，所述感應(yīng)器4連接有數(shù)顯模塊6，所述數(shù)顯模塊6連接有控制器7，所述控制器7與數(shù)顯模塊6通過(guò)電連接，所述提取罐3還連接有冷凝器8，所述冷凝器8的下方連接有冷卻器9，所述冷卻器9的出口端與提取罐3連接；所述數(shù)顯模塊6包括時(shí)間控制模塊、功率調(diào)節(jié)模塊、顯示器和頻率調(diào)節(jié)模塊，所述顯示器分別與時(shí)間控制模塊、功率調(diào)節(jié)模塊以及頻率調(diào)節(jié)模塊電連接，所述的感應(yīng)器4上設(shè)有傳感器。數(shù)顯模塊6通過(guò)感應(yīng)器4的傳感器可以隨時(shí)對(duì)提取罐3內(nèi)的各種參數(shù)傳輸?shù)斤@示器上。

本實(shí)用新型的工作原理為：

本設(shè)備是采用超聲波從甘蔗渣中對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行提取的分離技術(shù)。由于超聲波是一種振動(dòng)頻率大于20000Hz的彈性波，在物質(zhì)介質(zhì)中的相互作用效應(yīng)可分為熱效應(yīng)、空化效應(yīng)和機(jī)械傳質(zhì)效應(yīng)。超聲波振動(dòng)能產(chǎn)生強(qiáng)大的能量，給予媒質(zhì)點(diǎn)以很大的速度和加速度，使浸提劑和提取物不斷震蕩，形成空化效應(yīng)，有助于甘蔗渣溶質(zhì)擴(kuò)散，加速甘蔗纖維中的有效成分進(jìn)入溶劑，同時(shí)作用于甘蔗纖維組織，可高效粉碎細(xì)胞壁，從而釋放出木質(zhì)素，提高木質(zhì)素的提取率，超聲波熱效應(yīng)是通過(guò)介質(zhì)的微粒間和分界面上的摩擦以及介質(zhì)的吸收等使超聲能量轉(zhuǎn)化為熱能，提高介質(zhì)和生物體的溫度，從而有利于木質(zhì)素的溶出；超聲波的機(jī)械振動(dòng)發(fā)生的位移、速度變化不大，但其加速度卻相當(dāng)大，能顯著增大溶劑進(jìn)入甘蔗纖維細(xì)胞的滲透性，從而強(qiáng)化木質(zhì)素的萃取過(guò)程。本設(shè)備是利用超聲波的空化效應(yīng)、機(jī)械傳質(zhì)效應(yīng)和熱效應(yīng)，以提高細(xì)胞內(nèi)容物的穿透力和傳輸能力，增大物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)頻率和速度，提高有效成分的浸出率。與傳統(tǒng)提取分離方法相比，如熬煮法、壓濾法、化學(xué)法、溶劑浸提法和生物酶法等，超聲提取法具有提取效率高、提取時(shí)間短、有效成分活性高等優(yōu)點(diǎn)，將超聲提取技術(shù)應(yīng)用于從甘蔗渣中提取的木質(zhì)素成分，無(wú)需加熱、提取率高、速度快、提取物的結(jié)構(gòu)未被破壞，而且能耗低、效率高、省時(shí)，具有廣闊的應(yīng)用前景和開(kāi)發(fā)價(jià)值。本設(shè)備還在提取罐3內(nèi)安裝有感應(yīng)器4，采用數(shù)顯模塊6通過(guò)感應(yīng)器4的傳感器可以隨時(shí)對(duì)提取罐3內(nèi)的各種參數(shù)傳輸?shù)斤@示器上，操作簡(jiǎn)便快捷。

盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。