TWI558814B - 連續處理纖維原料之裝置 - Google Patents

Description

連續處理纖維原料之裝置

本發明是有關於一種連續處理纖維原料之裝置，尤指一種可藉由一段式或二段式前處理製程及裝置連續處理纖維原料，調整操作參數，以達到纖維原料之進料、混酸預熱及稀酸水解反應及蒸汽爆裂閃化出料至固液分離皆同時且持續操作之目的，而達到水解半纖維素提取木糖水解液及破壞纖維原料結構、增加表面積與孔隙度之效果者。

按，近年來全球在原油資源耗竭的恐懼日漸升高，及追求永續發展之訴求日益受到重視的情勢下，世界主要國家皆積極開發原油的相關替代資源以及尋求永續發展之解決方案。使用可重複生長循環過程的生質物原料與相關的精煉技術為發展基礎的生物經濟被認為是做為取代現有以石化原料為經濟發展基礎的最佳可行方案之一。

以生物燃料為例，現階段商業量產生質酒精的生產原料主要為穀類作物及蔗糖，但由於使用穀類作物及蔗糖作為酒精的生產原料，一直存在有與人爭糧之爭議，且受到天候異常因素造成世界各糧食大國作物歉收，全球稻米、玉米、大豆和小麥等穀物之庫存量急速下降，導致糧食作物價格不斷上升，因此使用穀類作物提煉生物燃料，有影響糧食供需之虞。由於生質物來源的修正與轉 變，造成原先由糖或澱粉為原料開始生產生質化學品的技術必須跟著有所調整，因此能源作物、能源林木及農業廢棄物等木質纖維生質物被視為未來最具有潛力的生物燃料及生物基化學品原料。

木質纖維原料主要含有60-80%的纖維素、半纖維素及15-25%的木質素，而纖維素與半纖維素需分別再轉化為六碳糖及五碳糖，即能以生物發酵技術將這些單糖進一步轉化為酒精或化學品。在整體製程中，前處理程序為必須突破的關鍵技術，其目的係溶出半纖維素中之木糖同時破壞或降低這些障礙物所產生之遮蔽效應，一般多採用化學法之酸鹼處理方式再配合物理法之粉碎、蒸煮及***等技術。其中，以稀酸水解或高壓水熱配合蒸汽爆裂法為最成熟且在工業上最普遍常用的方法。

上述前處理程序通常在高溫高環境下進行，由於各種纖維生質原料特性不一，不易與稀酸等化學藥劑充分混合，且會隨其原料含水率、加酸或加熱等程序而改變其比重、黏著性等輸送特性，導致纖維生質原料於進出料、輸送、反應、分離時會產生碳化、阻塞與架橋之現象，而無法達到連續穩定之操作。然而由商業化之觀點，前處理反應程序及設備需克服上述困難，解決碳化、阻塞與架橋之現象，達到設備簡化及連續操作等前題，才能降低成本符合市場之需求。故若要達到纖維酒精或生質精煉產量商業化，開發連續處理纖維原料之前處理製程及裝置是極重要的一環。

一般於工廠運轉中，木質纖維原料前處理程序大都採用批次前處理反應系統，需先進料完成後再加壓加熱進行反應，待反應結束後即可爆裂閃化出料，其皆屬批次處理，而該批次處理不僅會受限於容器體積，進而影響該纖維原料處理之速度，並且在出料方 面亦有其困難度。因此除了需考量加熱均勻與混合效果，其反應體積即處理量有所限制外，爆裂閃化大量氣體之後續處理設備亦需能承受瞬間沖擊處理量，因此會增加廢氣處理設備之成本。

然，就連續式纖維原料前處理製程及裝置，Pschorn等人(Andritz公司)所提出之連續式預水解和蒸汽爆裂前處理程序之方法與系統(Thmas Pschorn,Namshee Shin,Bertil Stromberg；SYSTEM AND METHOD FOR PREEXTRACTION OF HEMICELLULOSE THROUGH USING A STEAM EXPLOSION PRETREATMENT PROCESS.US 2009/0221814 A1)，係利用弱酸、SO₂等先萃取出半纖維水解液，接著再進行蒸汽爆裂取得漿料。此外，Christensen(Inbicon A/S公司)利用水熱前處理技術及酵素水解液化技術將纖維原料轉換成纖維酒精(Boerge Holm Christensen,Lena Holm Gerlach；METHOD AND APPARATUS FOR CONVERSION OF CELLULOSIC MATERIAL TO ETHANOL.US 2012/0138246 A1)。在連續操作之前題下，由常壓至高壓或低壓至高壓之差壓進料機構為此設備之關鍵，而前述專利其壓差進料方式係採用迴轉閥(rotary valve)或造紙用之料塞螺旋餵料器(pulg screen feeder)，而料塞螺旋餵料器通常會使纖維原料緊密，使化學藥劑及蒸汽不易擴散入原料內(Børge Holm Christensen；METHODS AND DEVICES FOR CONTINUOUS TRANSFER OF PARTICULATE AND/OR FIBROUS MATERIAL BETWEEN TWO ZONES WITH DIFFERENT TEMPERATURES AND PRESSURES.US 2011/00308141 A1)。此外，於蒸汽爆裂閃化出料機構之耐用性及出料順暢度也是連續操作之前題，Vibe-Pedersen和Iversen提出閃化出料機構，但其最終出料為為含3-5%固體漿料(Jakob Vibe-Pedersen,Frank Krogh Iversen；DEVICE AND METHODS FOR DISCHARGING PRETREATED BIOMASS FROM HIGHER TO LOWER PRESSURE REGIONS.US 2011/0147409 A1)。而一般程序中皆需加水以輸送，故固液比較低、用水量大，因此，無法於高固液比及降低用水量之前題下進行穩定輸送及操作。

有鑑於此，本案之發明人特針對前述習用發明問題深入探討，並藉由多年從事相關產業之研發與製造經驗，積極尋求解決之道，經過長期努力之研究與發展，終於成功之開發出本發明「連續處理纖維原料之裝置」，藉以改善習用之種種問題。

本發明之主要目之係在於，藉由一段式或二段式前處理製程及裝置連續處理纖維原料，調整操作參數，以達到纖維原料之進料、混酸預熱及稀酸水解反應及蒸汽爆裂閃化出料至固液分離皆同時且持續操作之目的，而達到水解半纖維素提取木糖水解液及破壞纖維原料結構、增加表面積與孔隙度之效果。

為達上述之目的，本發明係一種連續處理纖維原料之裝置，其第一實施例係包含有：一進料槽組。

一活塞式進料機構，係與進料槽組連接。

一臥式高溫高壓反應器組，係與活塞式進料機構連接。

一高溫壓差閃化出料機構，係與臥式高溫高壓反應器組連接。

一閃化槽組，係與高溫壓差閃化出料機構連接。

一閃化蒸汽熱回收系統，係與閃化槽組連接。

一固液分離機構，係與閃化槽組連接。

於本發明第一實施例中，該活塞式進料機構係包含有相互連接之進料斗、水平推料機構及垂直壓料機構。

於本發明第一實施例中，該水平推料機構可為氣壓缸定量推料或螺旋輸送機定量送料機構。

於本發明第一實施例中，該臥式高溫高壓反應器組係包含有一攪拌器、至少二與攪拌器連通之球塞閥、及一與各球塞閥連接之蓄壓槽。

於本發明第一實施例中，該閃化槽組與閃化蒸汽熱回收系統之間係具有一旋風粉料收集槽，而該旋風粉料收集槽係連接有一泥漿收集槽。

另本發明之第二實施例係包含有：一進料槽組。

一進料機構，係與進料槽組連接。

一臥式低溫低壓混酸預熱組，係與進料機構連接。

一立式高溫高壓反應器組，係與臥式低溫低壓混酸預熱組連接。

一高溫壓差閃化出料機構，係與立式高溫高壓反應器組連接。

一閃化槽組，係與高溫壓差閃化出料機構連接。

一閃化蒸汽熱回收系統，係與閃化槽組連接。

一固液分離機構，係與閃化槽組連接。

於本發明第二實施例中，該進料機構可為活塞式進料機構或迴轉閥。

於本發明第二實施例中，該臥式低溫低壓混酸預熱組係包含有一攪拌器、及一與攪拌器連接之迴轉閥，而該迴轉閥係可供與立式高溫高壓反應器組連接。

於本發明第二實施例中，該立式高溫高壓反應器組係包含有一攪 拌器、及一與攪拌器連接之球塞閥，而該球塞閥係可供與高溫壓差閃化出料機構連接。

於本發明第二實施例中，該閃化槽組與閃化蒸汽熱回收系統之間係具有一旋風粉料收集槽，而該旋風粉料收集槽係連接有一泥漿收集槽。

11‧‧‧進料槽組

12‧‧‧活塞式進料機構

121‧‧‧進料斗

122‧‧‧水平推料機構

123‧‧‧垂直壓料機構

13‧‧‧臥式高溫高壓反應器組

131‧‧‧攪拌器

132‧‧‧球塞閥

133‧‧‧蓄壓槽

14‧‧‧高溫壓差閃化出料機構

15‧‧‧閃化槽組

16‧‧‧閃化蒸汽熱回收系統

17‧‧‧固液分離機構

18‧‧‧旋風粉料收集槽

19‧‧‧泥漿收集槽

2‧‧‧纖維原料

21‧‧‧五碳糖水解液

22‧‧‧纖維素固體渣料

3‧‧‧高壓蒸汽

4‧‧‧稀酸槽

41‧‧‧稀酸

51‧‧‧進料槽組

52‧‧‧進料機構

53‧‧‧臥式低溫低壓混酸預熱組

531‧‧‧攪拌器

532‧‧‧迴轉閥

54‧‧‧立式高溫高壓反應器組

541‧‧‧攪拌器

542‧‧‧球塞閥

55‧‧‧高溫壓差閃化出料機構

56‧‧‧閃化槽組

57‧‧‧閃化蒸汽熱回收系統

58‧‧‧固液分離機構

591‧‧‧旋風粉料收集槽

592‧‧‧泥漿收集槽

6‧‧‧低壓蒸汽

第1圖，係本發明第一實施例之架構示意圖。

第2圖，係本發明第二實施例之架構示意圖。

第3圖，係本發明水解液之總糖產率與程序操作參數關係圖。

第4圖，係本發明水解液濃度與酵素水解效率隨操作時間及天數之變化情形示意圖。

請參閱『第1圖』所示，係本發明第一實施例之架構示意圖。如圖所示：本發明係一種連續處理纖維原料之裝置，其第一實施例(即一段式前處理製程)中至少包含有一進料槽組11、一活塞式進料機構12、一臥式高溫高壓反應器組13、一高溫壓差閃化出料機構14、一閃化槽組15、一閃化蒸汽熱回收系統16及一固液分離機構17所構成。

上述所提之進料槽組11係可進一步包含有一進料槽、一架橋破壞器、一螺旋輸送機及一計量器(圖未示)。

該活塞式進料機構12係與進料槽組11連接，而該活塞式進料機構12係包含有相互連接之進料斗121、水平推料機構122及垂直壓料機構123，且該水平推料機構122可為氣壓缸定量推料或螺旋輸送機定量送料機構。

該臥式高溫高壓反應器組13係與活塞式進料機構12連接，而臥式高溫高壓反應器組13係包含有一攪拌器131、至少二與攪拌器131連通之球塞閥132、及一與各球塞閥132連接之蓄壓槽133。

該高溫壓差閃化出料機構14係與臥式高溫高壓反應器組13之蓄壓槽連接。

該閃化槽組15係與高溫壓差閃化出料機構14連接。

該閃化蒸汽熱回收系統16係與閃化槽組15連接，而該閃化槽組15與閃化蒸汽熱回收系統16之間係具有一旋風粉料收集槽18，而該旋風粉料收集槽18係連接有一泥漿收集槽19。

該固液分離機構17係與閃化槽組15連接。

當本發明於一段式前處理製程之運用時，係將纖維原料2輸送至進料槽組11內，並由其架橋破壞器破壞纖維原料2之架橋，使纖維原料2能穩定由高壓活塞式進料機構12輸送至臥式高溫高壓反應器組13內，且以高壓蒸汽3由臥式高溫高壓反應器組13之前、中、後段進入直接加熱至所設定溫度，並同時由稀酸槽4於臥式高溫高壓反應器組13中定量加入稀酸41(稀酸41可選擇由前、中或後段入口端加入)，當稀酸41進入臥式高溫高壓反應器組13前需先經過閃化蒸汽熱回收系統16與閃化蒸汽進行熱交換，提升稀酸溫度後再進入臥式高溫高壓反應器組13內；而運轉時，纖維原料2由底部經由攪拌器131翻攪帶至上方再滾落下來，可充分達到混酸與預熱之效果，進而進行稀酸水解反應，再配合攪拌器131轉速之控制，可調整滯留時間之長短(並可同時設計攪拌器131之葉片使其符合纖維原料2先進先出之要求)；當稀酸水解反應完成後，定量之產物以球 塞閥132送至蓄壓槽133內，之後再關閉球塞閥132，待蓄壓槽133補壓至設定壓力後，由高溫壓差閃化出料機構14配合閃化槽組15進行蒸汽爆裂閃化出料，並由旋風粉料收集槽18及泥漿收集槽19之配合將出料產物隨即送至固液分離機構17進行擠壓過濾，以取得五碳糖水解液21與纖維素固體渣料22。

然，此一段式前處理製程包括纖維原料2之進料、混酸預熱及稀酸水解反應及蒸汽爆裂閃化出料至固液分離機皆同時且持續進行，無需先進料完成後再加壓加熱進行反應，故，此一段式前處理製程為一連續處理纖維原料之製程，且本發明係可以應用於稻稈、蔗渣、芒草、竹子、狼尾草、麥稈等其他纖維原料，以下即以蔗渣為例，說明本發明之應用情形。

於一較佳實施例中，係以經裁切至適當尺寸(<20mm)的蔗渣為纖維原料2進入臥式高溫高壓反應器組13內，以17kg/cm²高壓飽和蒸汽直接加熱控制，利用攪拌器131轉速控制纖維原料2於臥式高溫高壓反應器組13內之置留時間，使纖維原料2進行混酸預熱，於設定溫度(160℃)下進行稀酸水解後爆裂閃化；所得之固渣產物組成半纖維素(木聚糖)含量由28%降低至8%，纖維素(葡聚糖)含量由38%提升至56%，其酵素水解效率可達75%，此表示蔗渣經本發明之一段式前處理製程處理後，其木聚糖約有80%溶出至水解液中，而葡聚糖約5%溶出至水解液中，大部份皆留在固渣中，以利進行酵素水解。

請參閱『第2、3及第4圖』所示，係分別為本發明第二實施例之架構示意圖、本發明水解液之總糖產率與程序操作參數關係圖及本發明水解液濃度與酵素水解效率隨操作時間及天數之變 化情形示意圖。如圖所示：本發明之第二實施例(即二段式前處理製程)中至少包含有一進料槽組51、一進料機構52、一臥式低溫低壓混酸預熱組53、一立式高溫高壓反應器組54、一高溫壓差閃化出料機構55、一閃化槽組56、一閃化蒸汽熱回收系統57以及一固液分離機構58所構成。

上述所之進料槽組51係可進一步包含有一進料槽、一架橋破壞器、一螺旋輸送機及一計量器(圖未示)。

該進料機構52係與進料槽組51連接，而該進料機構52可為活塞式進料機構或迴轉閥。

該臥式低溫低壓混酸預熱組53係與進料機構52連接，而該臥式低溫低壓混酸預熱組53係包含有一攪拌器531、及一與攪拌器531連接之迴轉閥532。

該立式高溫高壓反應器組54係與臥式低溫低壓混酸預熱組53之迴轉閥532連接，而該立式高溫高壓反應器組54係包含有一攪拌器541、及一與攪拌器541連接之球塞閥542。

該高溫壓差閃化出料機構55係與立式高溫高壓反應器組54之球塞閥542連接。

該閃化槽組56係與高溫壓差閃化出料機構55連接。

該閃化蒸汽熱回收系統57係與閃化槽組56連接，而該閃化槽組56與閃化蒸汽熱回收系統57之間係具有一旋風粉料收集槽591，而該旋風粉料收集槽591係連接有一泥漿收集槽592。

該固液分離機構58係與閃化槽組56連接。

當本發明於二段式前處理製程之運用時，係將纖維原料2輸 送至進料槽組51內，並由其架橋破壞器破壞纖維原料2之架橋，使纖維原料2能穩定由進料機構52輸送至臥式低溫低壓混酸預熱組53內，且以低壓蒸汽6由臥式低溫低壓混酸預熱組53之前、中、後段進入直接加熱至所設定溫度，並同時由稀酸槽4於臥式低溫低壓混酸預熱組53中定量加入稀酸41(稀酸41可選擇由前、中或後段入口端加入)，當稀酸41進入臥式低溫低壓混酸預熱組53前需先經過閃化蒸汽熱回收系統57與閃化蒸汽進行熱交換，以提升稀酸4溫度後再進入臥式低溫低壓混酸預熱組53內；而運轉時，纖維原料2由攪拌器531翻攪帶至上方再滾落下來，可充分達到混酸與預熱之效果，再配合攪拌器531轉速之控制而調整滯留時間之長短(並可同時設計攪拌器531之葉片使其符合纖維原料2先進先出之要求)；而當混酸預熱之纖維原料2運送至臥式低溫低壓混酸預熱組53出口時，係以球塞閥532連續送入定量混酸預熱物料至立式高溫高壓反應器組54內，之後再關閉球塞閥532，並開啟高壓蒸汽3進入立式高溫高壓反應器組54內，直接加熱至所設定溫度，進行稀酸水解，當稀酸水解反應完成後，使壓力達設定之閃化壓力，並開啟出料立式高溫高壓反應器組54之球塞閥542，進而以高溫壓差閃化出料機構55配合閃化槽組56進行蒸汽爆裂閃化出料，並由旋風粉料收集槽591及泥漿收集槽592之配合將出料產物隨即送至固液分離機構58進行擠壓過濾，以取得五碳糖水解液21與纖維素固體渣料22。隨後，再送入定量經臥式低溫低壓混酸預熱組53處理之混酸預熱物料至立式高溫高壓反應器組54內，進行下一批次之稀酸水解及蒸汽爆裂閃化出料製程。

然，此二段式前處理製程，可利用一臥式低溫低壓混酸預熱組53配合多組立式高溫高壓反應器組54之切換進行操作，而達到纖維原料2之進料、混酸預熱及稀酸水解反應及蒸汽爆裂閃化出料至固液分離機皆同時且持續進行之目的，故，此二段式前處理製程可應用於稻稈、蔗渣、芒草、竹子、狼尾草、麥稈等其他纖維原料，以下即以稻稈為例，說明本發明之應用情形。

如第3圖所示，纖維原料2為經裁切至適當尺寸(<20mm)的稻稈，進料速率為80-120kg/h；稀酸41流速為1.25-5.5L/min，控制進料重與稀酸41溶液之重量比約為35-45：100，而此實施方式為以固定流速(1.25-5.5L/min)將稀酸41由稀酸槽4(濃度為1.0-8.4%(w/w))，打入臥式低溫低壓混酸預熱組53內，其中稀酸41可未經過或經過閃化熱回收系統57進行熱交換，故，其稀酸41溫度可為室溫或50-70℃；之後續則以6kg/cm²低壓飽和蒸汽直接加熱控制，使纖維原料2於100-110℃下進行預熱混酸，接著使物料進入立式高溫高壓反應器組54內，再以17kg/cm²高壓飽和蒸汽直接加熱控制加熱至設定溫度(160-190℃)，維持設定時間(2-10min)後爆裂閃化，經固液分離而得富含五碳糖(木糖)之液體與富含纖維素及木質素之固體等產物，其中富含纖維素及木質素之固體即可加纖維素及半纖維素酵素進行酵素水解，以提取六碳糖(葡萄糖)及殘留於固渣之五碳糖(木糖)。

本發明所得總糖產率會隨程序操作參數之不同而改變。而該程序操作參數係指結合反應溫度時間及酸量之指標值(Combined ； CSF=log R ₀-pH；R ₀=t．exp[(T _H -T _R )/14,75]其中，該t為反應時間；該T_H為反應溫度；該T_R為參考溫度(100℃)；該pH在此係代表產物即水解液之pH；因此，當CSF為0.6~0.8時，總糖產率可達80%。

請再參閱第4圖其係以≦1.5cm稻稈為進料之纖維原料2、以2.5L/min流率將1.3%(w/w)稀酸41，於100-110℃下進行預熱混酸，接著使物料進入立式高溫高壓反應器組54加熱至185℃維持2min之條件下進行連續4天之操作穩定性測試，圖中顯示該水解液中木糖濃度為19.1±0.5g/L；葡萄糖濃度為8.9±0.4g/L；5-羥甲基糠醛(Hydroxymethylfurfural；HMF)濃度為2.4±0.1g/L；呋喃甲醛(furfural)濃度為2.5±0.3g/L；固渣酵素水解效率為72.8±1.7%；於此條件下，連續運轉四天，水解液單糖及抑制物濃度與固渣酵素水解效率隨操作天數之變化情形示於第4圖，水解液中木糖及葡萄糖濃度分別為18.5±0.4g/L及4.8±0.8g/L；5-羥甲基糠醛(HMF)及呋喃甲醛(furfural)濃度分別為2.3±0.1g/L及2.6±0.2g/L；固渣酵素水解效率為73.0±2.1%，因此，其低誤差值顯示於此前處理操作條件下，本發明之連續操作之高操作穩定性。

綜上所述，本發明連續處理纖維原料之裝置可有效改善習用之種種缺點，藉由一段式或二段式前處理製程及裝置連續處理纖維原料，調整操作參數，以達到纖維原料之進料、混酸預熱及稀酸水解反應及蒸汽爆裂閃化出料至固液分離皆同時且持續操作之目的，而達到水解半纖維素提取木糖水解液及破壞纖維原料結構 、增加表面積與孔隙度之效果；進而使本發明之產生能更進步、更實用、更符合消費者使用之所須，確已符合發明專利申請之要件，爰依法提出專利申請。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單之等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

11‧‧‧進料槽組

12‧‧‧活塞式進料機構

121‧‧‧進料斗

122‧‧‧水平推料機構

123‧‧‧垂直壓料機構

13‧‧‧臥式高溫高壓反應器組

131‧‧‧攪拌器

132‧‧‧球塞閥

133‧‧‧蓄壓槽

14‧‧‧高溫壓差閃化出料機構

15‧‧‧閃化槽組

16‧‧‧閃化蒸汽熱回收系統

17‧‧‧固液分離機構

18‧‧‧旋風粉料收集槽

19‧‧‧泥漿收集槽

2‧‧‧纖維原料

21‧‧‧五碳糖水解液

22‧‧‧纖維素固體渣料

3‧‧‧高壓蒸汽

4‧‧‧稀酸槽

41‧‧‧稀酸

Claims (10)

1. 一種連續處理纖維原料之裝置，其包括有：一進料槽組；一活塞式進料機構，係與進料槽組連接；一臥式高溫高壓反應器組，係與活塞式進料機構、一高壓蒸汽設備及一稀酸槽連接；一高溫壓差閃化出料機構，係與臥式高溫高壓反應器組連接；一閃化槽組，係與高溫壓差閃化出料機構連接；一閃化蒸汽熱回收系統，係與閃化槽組連接；以及一固液分離機構，係與閃化槽組連接。
2. 依申請專利範圍第1項所述之連續處理纖維原料之裝置，其中，該活塞式進料機構係包含有相互連接之進料斗、水平推料機構及垂直壓料機構。
3. 依申請專利範圍第2項所述之連續處理纖維原料之裝置，其中，該水平推料機構可為氣壓缸定量推料或螺旋輸送機定量送料機構。
4. 依申請專利範圍第1項所述之連續處理纖維原料之裝置，其中，該臥式高溫高壓反應器組係包含有一攪拌器、至少二與攪拌器連通之球塞閥、及一與各球塞閥連接之蓄壓槽。
5. 依申請專利範圍第1項所述之連續處理纖維原料之裝置，其中，該閃化槽組與閃化蒸汽熱回收系統之間係具有一旋風粉料收集槽，而該旋風粉料收集槽係連接有一泥漿收集槽。
6. 一種連續處理纖維原料之裝置，其包括有： 一進料槽組，係破壞纖維原料之架橋；一進料機構，係與進料槽組連接，將已破壞架橋之纖維原料進行輸送；一臥式低溫低壓混酸預熱組，係與進料機構、一低壓蒸汽設備及一稀酸槽連接，係接收進料機構輸送之纖維原料，且以低壓蒸汽設備輸出之低壓蒸汽進入臥式低溫低壓混酸預熱組內，直接加熱至所設定溫度，並同時由稀酸槽於臥式低溫低壓混酸預熱組中定量加入稀酸，藉以對纖維原料進行混酸預熱；一立式高溫高壓反應器組，係與臥式低溫低壓混酸預熱組及一高壓蒸汽設備連接，係定量接收來自臥式低溫低壓混酸預熱組已混酸預熱之纖維原料，且以高壓蒸汽設備輸出之高壓蒸汽進入立式高溫高壓反應器組內，直接加熱至所設定溫度，進行稀酸水解，當稀酸水解反應完成後，使壓力達設定之閃化壓力；一高溫壓差閃化出料機構，係與立式高溫高壓反應器組及一閃化槽組連接，係定量接收來自立式高溫高壓反應器組之稀酸水解物料，由高溫壓差閃化出料機構配合閃化槽組進行蒸汽爆裂閃化出料；一閃化蒸汽熱回收系統，係與閃化槽組連接，當稀酸進入臥式低溫低壓混酸預熱組前需先經過閃化蒸汽熱回收系統與閃化蒸汽進行熱交換，以提升稀酸溫度後再進入臥式低溫低壓混酸預熱組內；以及一固液分離機構，係與閃化槽組連接，將來自閃化槽組之出料產物進行擠壓過濾，以取得五碳糖水解液與纖維素固體渣料。
7. 依申請專利範圍第6項所述之連續處理纖維原料之裝置，其中，該進料機構可為活塞式進料機構或迴轉閥。
8. 依申請專利範圍第6項所述之連續處理纖維原料之裝置，其中，該臥式低溫低壓混酸預熱組係包含有一攪拌器、及一與攪拌器連接之迴轉閥，而該迴轉閥係可供與立式高溫高壓反應器組連接。
9. 依申請專利範圍第6項所述之連續處理纖維原料之裝置，其中，該立式高溫高壓反應器組係包含有一攪拌器、及一與攪拌器連接之球塞閥，而該球塞閥係可供與高溫壓差閃化出料機構連接。
10. 依申請專利範圍第6項所述之連續處理纖維原料之裝置，其中，該閃化槽組與閃化蒸汽熱回收系統之間係具有一旋風粉料收集槽，而該旋風粉料收集槽係連接有一泥漿收集槽。