專利名稱：一種纖維素酸水解反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于纖維素水解技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種纖維素酸水解反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
在實(shí)驗(yàn)室研究纖維素的酸水解或制備微晶纖維素的過程中，一個(gè)重要的工藝條件就是纖維素原料在水浴加熱下和酸發(fā)生水解反應(yīng)。通常的實(shí)驗(yàn)中，纖維素的水解反應(yīng)在聚乙烯袋中進(jìn)行。反應(yīng)過程中，雖然對(duì)聚乙烯袋進(jìn)行反復(fù)的揉搓以保證纖維素和酸及其他催化劑充分接觸并發(fā)生反應(yīng)，但中間部分的漿料任然會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)不均勻的現(xiàn)象，酸液也不能充分滲透到一些漿團(tuán)的內(nèi)部，這就導(dǎo)致了纖維素的水解不完全，最終影響漿料的水解得率和其他實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。另外，聚乙烯袋在從水浴鍋中取出揉搓的過程中，也會(huì)造成反應(yīng)體系溫度的下降，影響水解反應(yīng)的進(jìn)行，導(dǎo)致水解反應(yīng)不穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)室中，沒有一款專門的裝置用于纖維素的酸水解反應(yīng)。若將反應(yīng)物置于三口燒瓶中進(jìn)行，其缺點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)設(shè)備組裝繁瑣，反應(yīng)物加入燒瓶較為困難。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以實(shí)驗(yàn)方便、操作簡(jiǎn)單，適應(yīng)多種纖維素原料酸水解的纖維素酸水解反應(yīng)裝置。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種纖維素酸水解反應(yīng)裝置，包括頂部開設(shè)有圓孔的水浴反應(yīng)器，反應(yīng)罐穿過水浴反應(yīng)器頂部的圓孔安裝在水浴反應(yīng)器中，反應(yīng)罐上設(shè)置有用于對(duì)其密封和固定的帶有透氣孔的密封板，密封板的兩端分別通過固定扣固定在水浴反應(yīng)器的兩邊，密封板底部設(shè)有與反應(yīng)罐開口尺寸相契合的密封圈，密封圈鍥入到反應(yīng)罐開口中將反應(yīng)罐固定，密封圈中心開設(shè)有用于安裝攪拌器的圓孔，攪拌器穿過密封圈中心的圓孔插入到反應(yīng)罐中對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行攪拌。所述攪拌器包括插入到反應(yīng)罐中的連桿，連桿頂端連接有用于驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，底端設(shè)置有用于對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行攪拌的葉片。所述連桿和葉片為耐酸防腐蝕材料制成。所述的水浴反應(yīng)器的頂部上平行開設(shè)有兩個(gè)用于安裝反應(yīng)罐的圓孔，兩個(gè)反應(yīng)罐均穿過水浴反應(yīng)器頂部的各個(gè)圓孔安裝在水浴反應(yīng)器中，且通過帶有兩個(gè)密封圈的密封板密封和固定。所述的水浴反應(yīng)器包括頂部開設(shè)有圓孔的箱體，箱體內(nèi)部設(shè)置有帶有小孔的隔板，隔板將箱體內(nèi)部分成上下兩個(gè)腔室，上腔室用于放置反應(yīng)罐，下腔室的箱體壁上設(shè)置有加熱絲，箱體內(nèi)部還設(shè)置有溫度傳感器，溫度傳感器與安裝在箱體右側(cè)面板上的用于控制溫度的加熱控制面板相連。所述的控制面板為數(shù)字加熱控制面板。水浴反應(yīng)器箱體的底部的四個(gè)角還設(shè)置有塑膠支撐腳。[0012]所述水浴反應(yīng)器的箱體采用金屬材料制成。所述的反應(yīng)罐由玻璃制成。所述的密封板由塑料制成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果:本實(shí)用新型提供的一種纖維素酸水解反應(yīng)裝置，由于將反應(yīng)罐放置于水浴反應(yīng)器中，保證了反應(yīng)罐中纖維素酸水解的溫度，克服了溫度下降對(duì)纖維素酸水解的影響，保證了水解反應(yīng)的穩(wěn)定進(jìn)行，并使用攪拌器在反應(yīng)罐中對(duì)反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行攪拌，保證了中間部分的漿料與酸的充分接觸，克服了現(xiàn)有技術(shù)中間部分出現(xiàn)的反應(yīng)不均勻的問題，因此該裝置保證了纖維素和酸及其他催化劑充分接觸并發(fā)生反應(yīng)，保證了纖維素的完全水解，同時(shí)降低了對(duì)漿料的水解得率和其他實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響，該裝置組裝容易，操作簡(jiǎn)單。

圖1為本實(shí)用新型提供的一種纖維素酸水解反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型提供的一種纖維素酸水解反應(yīng)裝置中的反應(yīng)罐密封板結(jié)構(gòu)示意圖。其中:1為水浴反應(yīng)器；2為隔板；3為加熱絲；4為密封板；5為反應(yīng)罐；6為密封圈；7為固定扣；8為連桿；9為電機(jī)；10為葉片；11為控制面板；12為支撐腳；13為透氣孔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述:參見圖1、圖2，本實(shí)用新型提供了一種纖維素酸水解反應(yīng)裝置，特別涉及實(shí)驗(yàn)室纖維素在水浴加熱下的酸水解反應(yīng)裝置，包括頂部平行開設(shè)有兩個(gè)圓孔的水浴反應(yīng)器1，所述的水浴反應(yīng)器I包括箱體，箱體采用金屬材料制成，箱體頂部平行開設(shè)有兩個(gè)用于安裝反應(yīng)罐5的圓孔，箱體內(nèi)部設(shè)置有帶有小孔的金屬隔板2，金屬隔板2將箱體內(nèi)部分成上下兩個(gè)腔室，下腔室的箱體壁上設(shè)置有用于提高水溫的加熱絲3，上腔室用于放置反應(yīng)罐5，其中反應(yīng)罐5由玻璃制成，箱體內(nèi)部還設(shè)置有溫度傳感器，溫度傳感器與安裝在箱體右側(cè)面板上的用于控制溫度的數(shù)字加熱控制面板11相連，箱體的底部的四個(gè)角還設(shè)置有塑膠支撐腳12 ;兩個(gè)反應(yīng)罐5穿過水浴反應(yīng)器I箱體頂部的兩個(gè)圓孔安裝在水浴反應(yīng)器I中，反應(yīng)罐5上設(shè)置有用于對(duì)其密封和固定的塑料密封板4，塑料密封板4的兩端分別通過固定扣7固定在水浴反應(yīng)器I箱體的兩邊，密封板4底部設(shè)有與反應(yīng)罐5開口尺寸相契合的兩個(gè)密封圈6，每個(gè)密封圈6鍥入到各個(gè)反應(yīng)罐5開口中將反應(yīng)罐5固定，每個(gè)密封圈6中心均開設(shè)有用于安裝攪拌器的圓孔，兩個(gè)密封圈6之間還設(shè)置有用于給水浴反應(yīng)器I透氣的透氣孔13，攪拌器穿過密封圈6中心的圓孔插入到反應(yīng)罐5中對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行攪拌。其中，攪拌器包括插入到反應(yīng)罐5中的連桿8，連桿8頂端連接有用于驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)9，底端設(shè)置有用于對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行攪拌的葉片10，所述連桿和葉片為耐酸防腐蝕材料制成，通過電機(jī)9帶動(dòng)與其相連的拉桿轉(zhuǎn)動(dòng)，拉桿通過其底端連接的葉片10對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行攪拌，保證纖維素酸反應(yīng)過程中，纖維素與酸及其催化劑充分接觸并發(fā)生發(fā)應(yīng)，保證纖維素充分水解。具體的，本實(shí)用新型使用的水浴反應(yīng)器I為水浴鍋，水浴鍋的箱體采用金屬材料制成，箱體外部尺寸長(zhǎng)30cm、寬25cm,高為25cm ;所述水浴鍋底部裝有加熱絲,加熱絲用帶孔的金屬隔板2和上面的反應(yīng)罐5隔開；反應(yīng)罐5為容積為500ml的玻璃容器，玻璃容器口直徑為10cm，玻璃容器口邊緣直徑為11cm，用于安裝在水浴鍋上；反應(yīng)罐5上方用帶有兩個(gè)直徑為IOcm的密封圈6的塑料密封板4密封和固定，密封圈的高度為0.5cm，密封圈6中心開設(shè)有直徑為3cm的圓孔，用于安裝攪拌器。需要說明的是，水浴鍋的箱體頂部可平行安裝兩個(gè)相同的反應(yīng)罐用于同時(shí)反應(yīng)，這樣提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，通過在箱體內(nèi)部設(shè)置金屬隔板2來保護(hù)加熱絲3，且通過在金屬隔板2上開設(shè)小孔來方便水在上下腔室循環(huán)傳熱。本實(shí)用新型的操作過程為:實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開水浴鍋電源，使水溫升至所需溫度，反應(yīng)罐中加入反應(yīng)物，同時(shí)將反應(yīng)罐安裝于水浴鍋箱體上開設(shè)的兩個(gè)圓孔中，用固定扣固定密封板，使帶有密封圈的密封板將反應(yīng)罐固定和密封，穿過密封圈上的圓孔裝入攪拌器，打開攪拌器電源，使纖維素酸水解反應(yīng)進(jìn)行。本實(shí)用新型提供的裝置，解決了實(shí)驗(yàn)室纖維素酸水解反應(yīng)不均勻的問題。反應(yīng)過程中，通過數(shù)控水浴加熱，攪拌使酸、催化劑充分和纖維素原料接觸，確保反應(yīng)的進(jìn)行。本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)方便、操作簡(jiǎn)單，適應(yīng)多種纖維素原料酸水解。
權(quán)利要求1.一種纖維素酸水解反應(yīng)裝置，其特征在于，包括頂部開設(shè)有圓孔的水浴反應(yīng)器(I)，反應(yīng)罐(5 )穿過水浴反應(yīng)器(I)頂部的圓孔安裝在水浴反應(yīng)器(I)中，反應(yīng)罐(5 )上設(shè)置有用于對(duì)其密封和固定的帶有透氣孔(13)的密封板(4)，密封板(4)的兩端分別通過固定扣(7)固定在水浴反應(yīng)器(I)的兩邊，密封板(4)底部設(shè)有與反應(yīng)罐(5)開口尺寸相契合的密封圈(6 )，密封圈(6 )鍥入到反應(yīng)罐(5 )開口中將反應(yīng)罐(5 )固定，密封圈(6 )中心開設(shè)有用于安裝攪拌器的圓孔，攪拌器穿過密封圈(6)中心的圓孔插入到反應(yīng)罐(5)中對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行攪拌。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素酸水解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述攪拌器包括插入到反應(yīng)罐(5 )中的連桿(8 )，連桿(8 )頂端連接有用于驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)(9 )，底端設(shè)置有用于對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行攪拌的葉片(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素酸水解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述連桿和葉片為耐酸防腐蝕材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素酸水解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的水浴反應(yīng)器(I)的頂部上平行開設(shè)有兩個(gè)用于安裝反應(yīng)罐(5)的圓孔，兩個(gè)反應(yīng)罐(5)均穿過水浴反應(yīng)器(I)頂部的各個(gè)圓孔安裝在水浴反應(yīng)器(I)中，且通過帶有兩個(gè)密封圈(6)的密封板(4)密封和固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的纖維素酸水解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的水浴反應(yīng)器(I)包括頂部開設(shè)有圓孔的箱體，箱體內(nèi)部設(shè)置有帶有小孔的隔板(2)，隔板(2)將箱體內(nèi)部分成上下兩個(gè)腔室，上腔室用于放置反應(yīng)罐(5)，下腔室的箱體壁上設(shè)置有加熱絲(3)，箱體 內(nèi)部還設(shè)置有溫度傳感器，溫度傳感器與安裝在箱體右側(cè)面板上的用于控制溫度的加熱控制面板(11)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的纖維素酸水解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的控制面板(11)為數(shù)字加熱控制面板。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的纖維素酸水解反應(yīng)裝置，其特征在于，水浴反應(yīng)器(I)箱體的底部的四個(gè)角還設(shè)置有塑膠支撐腳(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的纖維素酸水解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述水浴反應(yīng)器的箱體采用金屬材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素酸水解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的反應(yīng)罐(5)由玻璃制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素酸水解反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的密封板(4)由塑料制成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種纖維素酸水解反應(yīng)裝置，包括頂部開設(shè)有圓孔的水浴反應(yīng)器，反應(yīng)罐穿過水浴反應(yīng)器頂部的圓孔安裝在水浴反應(yīng)器中，反應(yīng)罐上設(shè)置有用于對(duì)其密封和固定的帶有透氣孔的密封板，密封板的兩端分別通過固定扣固定在水浴反應(yīng)器的兩邊，密封板底部設(shè)有與反應(yīng)罐開口尺寸相契合的密封圈，密封圈鍥入到反應(yīng)罐開口中將反應(yīng)罐固定，密封圈中心開設(shè)有用于安裝攪拌器的圓孔，攪拌器穿過密封圈中心的圓孔插入到反應(yīng)罐中對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行攪拌。本實(shí)用新型提供的裝置，解決了實(shí)驗(yàn)室纖維素酸水解反應(yīng)不均勻的問題。反應(yīng)過程中，通過數(shù)控水浴加熱，攪拌使酸、催化劑充分和纖維素原料接觸，確保反應(yīng)的進(jìn)行。
文檔編號(hào)C08B15/02GK203155215SQ20132014276
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者張美云, 賀行, 李金寶 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)