本實用新型涉及一種蒸爆系統。更具體地來說，本實用新型涉及一種背壓模組和具有背壓模組的蒸爆系統。

背景技術：

將植物纖維經過加熱及蒸爆處理后，可以使細胞壁松開，進而加速酵素作用、或是促進微生物的生長、糖化以及酒精發酵轉換。因此，以植物纖維當作原料的高溫蒸爆處理技術，是生質能源研究中非常熱門的項目。

然而，目前在以植物纖維當作原料的蒸爆硬體技術，必須將原料隔離至一封閉空間進行加壓，且須使用許多復雜的裝置，例如高壓進料元件、壓力隔離組件、高溫反應器、壓力釋放組件及彭發槽等。除了需復雜的操作步驟且成本昂貴外，還由于無法連續作業而使效率低落。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的主要技術問題在于，針對現有技術的不足提供一種背壓模組。

為了解決上述常見的技術問題，本實用新型提供一種背壓模組，連接一擠壓機，前述背壓模組包括一蒸爆管、一移動元件、一固定元件、以及一彈性元件。蒸爆管包括具有第一端和第二端的一通道，其中第一端相反于第二端，且第一端連接擠壓機的一出口。移動元件可活動地設置于第二端。彈性元件連接固定元件和移動元件。當第二端的壓力小于或等于彈性元件的彈性力時，移動元件位于一第一位置并封閉第二端。當第二端的壓力大于彈性元件的彈性力時，移動元件由第一位置移動至一第二位置，且移動元件和第二端之間形成一間隙。

本實用新型一實施例中，前述第一端的直徑大于或等于所述出口的直徑。

本實用新型一實施例中，前述通道還具有一第一漸縮結構，位于第一端和第二端之間。

本實用新型一實施例中，前述通道還具有一第二漸縮結構，連接第二端。

本實用新型一實施例中，前述蒸爆管還包括一出料口，對應第二端。

本實用新型一實施例中，當移動元件封閉第二端時，移動元件的至少部分進入前述通道中。

本實用新型一實施例中，前述背壓模組還包括一螺桿，固定于蒸爆管上，且固定元件設置于螺桿上，其中固定元件的位置為可調整的。

本實用新型一實施例中，前述蒸爆管包括一蒸爆部和一延伸部，前述通道位于蒸爆部中，且移動元件的至少部分容置于延伸部中。

本實用新型一實施例中，前述背壓模組還包括一螺桿，固定于蒸爆管上，且固定元件可活動地設置于螺桿上，延伸部固定于螺桿。

本實用新型一實施例中，前述彈性元件包括一彈簧。

本實用新型還提供一種蒸爆系統，包括一擠壓機和前述背壓模組，其中擠壓機包括一入口和一出口，背壓模組固定于擠壓機上，且蒸爆管的第一端連接前述出口。

本實用新型一實施例中，前述擠壓機為一雙軸擠壓機。

本實用新型的有益效果在于，本實用新型提供一種背壓模組和蒸爆系統，通過與擠壓機連接的蒸爆管、以及與彈性元件連接的移動元件，原料可連續性的蒸爆，而不需進入額外的壓力槽，因此可大幅提升蒸爆效率。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例的蒸爆系統示意圖。

圖2為本實用新型一實施例的蒸爆管示意圖。

圖3A為本實用新型一實施例中，蒸爆系統在通道的第二端的壓力小于或等于彈性元件的彈性力時的示意圖。

圖3B為本實用新型一實施例中，蒸爆系統在通道的第二端的壓力大于彈性元件的彈性力時的示意圖。

附圖標記說明

100 擠壓機

110 入口

120 內部空間

130 螺旋軸

140 出口

200 背壓模組

210 蒸爆管

211 鎖合部

211a 孔洞

212 蒸爆部

213 延伸部

214 出料口

220 螺桿

230 移動元件

240 套筒

250 固定元件

260 彈性元件

L 鎖固元件

P 通道

P1 第一端

P2 第二端

T1 第一漸縮結構

T2 第二漸縮結構

具體實施方式

以下說明本實用新型實施例的背壓模組和蒸爆系統。然而，可輕易了解本實用新型實施例提供許多合適的實用新型概念而可實施于廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅僅用于說明以特定方法使用本實用新型，并非用以局限本實用新型的范圍。

除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有本領域技術人員所通常理解的相同涵義。能理解的是這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有一與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在此特別定義。

首先請參閱圖1，本實用新型一實施例的蒸爆系統包括一擠壓機100和一背壓模組200，其中擠壓機100具有一入口110、一內部空間120、至少一螺旋軸130、以及一出口140，內部空間120連接入口110和出口140，且螺旋軸130設置于內部空間120中。欲擠壓及蒸爆的原料可經由擠壓機100的入口110進入內部空間120，且在受到螺旋軸130擠壓和推動后，前述原料可經由出口140被推出擠壓機100并進入背壓模組200，以進行后續蒸爆制程。

前述原料可包括木寡糖、具有植物纖維的生質能源或農業廢棄物等，例如玉米蕊心、甘蔗渣、稻麥桿、麥麩、米糠、棉仔殼或酒醩。于本實施例中，前述擠壓機100為一雙軸擠壓機，也即擠壓機100具有兩個設置于內部空間120中且彼此平行的螺旋軸130，而原料的含水率介于29％～70％。于一些實施例中，當原料的含水率夠高且擠壓機100的螺旋軸130可提供足夠的擠壓和推動力時，擠壓機100亦可為具有單一的螺旋軸130的單軸擠壓機。

請繼續參閱圖1，前述背壓模組200主要包括一蒸爆管210、至少一螺桿220、一移動元件230、一套筒240、至少一固定元件250、以及至少一彈性元件260。

如圖1、圖2所示，前述蒸爆管210包括一鎖合部211、一蒸爆部212、一延伸部213、以及一出料口214，其中蒸爆管210可通過鎖固元件L穿過鎖合部211上的孔洞211a而固定于擠壓機100上。蒸爆部212中形成有一通道P，此通道P具有第一端P1和第二端P2，其中第一端P1相反于第二端P2，且第一端P1與擠壓機100的出口140連接，第二端P2則與延伸部213連接。出料口214形成于蒸爆部212和延伸部213之間，且其位置對應于前述通道P的第二端P2。

需特別說明的是，通道P的第一端P1的直徑大于或等于出口140的直徑，因此可避免原料堵塞于擠壓機100的出口140。再者，通道P包括具有梯形剖面的第一漸縮結構T1和第二漸縮結構T2，因此，通道P的直徑由第一端P1至第二端P2會經過兩次的縮減，故可增加蒸爆的效果。于本實施例中，第一漸縮結構T1位于第一端P1和第二端P2之間，而第二漸縮結構T2則連接第二端P2。此外，由于第一漸縮結構T1和第二漸縮結構T2的側面為漸縮的斜面，因此可避免低壓區及冷區的產生，防止原料結塊的情形發生。

如圖1所示，螺桿220固定于蒸爆管210的鎖合部211上，且固定元件250固定于螺桿220上。彈性元件260的兩端連接前述固定元件250和套筒240，且移動元件230容置于套筒240中。因此，彈性元件260可提供一朝左的彈性力予套筒240及移動元件230。

于本實施例中，彈性元件260為壓縮彈簧，且固定元件250為螺帽，故固定元件250相對于螺桿220的位置為可調整的。換言之，彈性元件260所提供的彈性力可通過改變固定元件250的位置以及替換相異彈性系數的彈性元件260來調整。于一些實施例中，固定元件250可為相對于擠壓機100固定的一壁面，且彈性元件260直接連接移動元件230和固定元件250，故套筒240可省略。

應注意的是，于本實施例中，移動元件230具有一長條形結構并延伸至蒸爆管210的延伸部213中，且延伸部213固定于螺桿220上，因此可避免移動元件230相對于通道P的位置偏差。此外，于一些實施例中，蒸爆管210和擠壓機100的殼體也可為一體成型，使組裝的步驟減少以避免組裝失誤的誤差發生。

接著請參閱圖3A，移動元件230受到彈性元件260的彈性力作用時，其端部231可封閉通道P的第二端P2，且由于本實施例中移動元件230的前述端部231具有圓錐或半球形表面，因此當移動元件230封閉第二端P2時，至少部分的移動元件230會進入通道P中，進而避免兩者之間產生縫隙。

當原料被擠壓機100推擠至蒸爆管210內并抵達第二端P2時，擠壓機100仍會持續不斷地推擠原料并在第二端P2產生一壓力。如圖3A所示，當第二端P2的壓力小于或等于彈性元件260的彈性力時，移動元件230位于一第一位置并封閉第二端P2，故原料會被移動元件230的端部231所阻擋。

請參閱圖3B，當第二端P2的壓力大彈性元件260的彈性力時，移動元件230會被向右推動由前述第一位置移動至第二位置，使移動元件230和第二端P2之間形成一間隙，因此原料可離開通道P并穿過出料口214進入集料裝置(未圖示)。

在移動元件230與第二端P2分離時，原料中的水分會因瞬間釋壓而轉變為水蒸氣，故原料中的纖維組織可被蒸爆、受到破壞而變成松散的組織。

在第二端P2的壓力釋放后，彈性元件260的彈性力會使移動元件230再次朝左移動。惟應注意的是，由于擠壓機100會持續不斷地推擠原料，故有時移動元件230僅移動至接近第二端P2(尚未封閉第二端P2)時即達到壓力平衡，并接著進行下一次的蒸爆。因此，本實用新型所述的蒸爆系統可連續不斷地進行蒸爆，減少制程所需的時間。

于本實施例中，彈性元件260提供的彈性力介于20～70kg(較佳為40～60kg)。

綜上所述，本實用新型提供一種背壓模組和蒸爆系統，通過與擠壓機連接的蒸爆管、以及與彈性元件連接的移動元件，原料可連續性的蒸爆，而不需進入額外的壓力槽，因此可大幅提升蒸爆效率。

雖然本實用新型的實施例及其優點已描述如上，但應該了解的是，本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內，可作還動、替代與潤飾。此外，本實用新型的保護范圍并未局限于說明書內所述特定實施例中的制程、機器、制造、物質組成、裝置、方法及步驟，本領域技術人員可從本實用新型揭示內容中理解現行或未來所發展出的制程、機器、制造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果都可根據本實用新型使用。因此，本實用新型的保護范圍包括上述制程、機器、制造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利范圍構成個別的實施例，且本實用新型的保護范圍也包括各個申請專利范圍及實施例的組合。

雖然本實用新型以前述數個較佳實施例描述如上，然其并非用以限定本實用新型。本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內，可做些許的還動與潤飾。因此，本實用新型的保護范圍應當根據申請專利范圍所界定的范圍為準。除此的外，每個申請專利范圍建構成一獨立的實施例，且各種申請專利范圍及實施例的組合都屬于本實用新型的范圍內。