一種天然膠乳快速造粒的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本專利涉及一種天然膠乳快速造粒的裝置，能簡化凝固過程和減少能耗及污染。
【背景技術】
[0002]天然膠乳是由人工栽培的巴西三葉橡膠樹分泌出來的乳汁，是生物合成的液體，經凝固干燥等加工過程制得彈性高，強度大，耐磨，耐撕裂的天然橡膠。天然膠乳是組分復雜的橡膠-水基型分散體系，分散相是橡膠粒子，非橡膠粒子；分散介質是乳清。天然膠乳的化學成分非常復雜，除橡膠烴和水外，還有種類繁多的非橡膠物質，如蛋白質，脂肪酸，糖類，無機鹽等等，而組成膠乳的這些物質及其含量不是固定不變的，往往隨著品系，氣候，土壤，季節，樹齡，化學刺激等因素的不同而改變。
[0003]20世紀60年代以前，國內外對天然膠乳的生產一直采用傳統方法，生產以煙片膠為主的片狀膠。這種生產方式工藝落后，機械化程度低，生產周期長，而且需要消耗大量的木材用于熏煙膠片。20世紀70年代之后，我國先后成功地研制出具有我國獨特風格的錘磨法，擠壓法和剪切法三種顆粒橡膠生產的造粒和干燥設備。與煙膠片生產相比較，顆粒膠生產工藝的優點是:①設備的生產能力大，適應性廣，而且既能加工膠乳凝塊又能加工雜膠，從而有利于提高工廠的生產效率。②機械化程度高，免除了舊工藝的繁重的體力勞動，提高勞動生產率③采用以重/柴油為主要原料的熱風干燥設備，解決了對木材的高消耗問題。
[0004]目前我國天然橡膠的加工過程主要包括:膠園新鮮天然膠乳-加氨保存-機械除雜-加酸凝固-凝塊浸水-三級壓縐三級脫水-機械造粒-干燥-檢驗-分級-包裝，即傳統的酸凝固工藝。事實證明，該生產工藝存在以下幾大弊端:①形成的厚凝固塊在10厘米以上的需要先經過壓薄機壓薄至6-8厘米，才能進入脫水機組壓縐脫水，壓出的縐片再經過錘磨機造粒，所得膠粒形狀不規則，表面粗糙，不利于干燥；②經多次檢驗表明，用酸凝固生產的標準膠產品其拉伸強度較不理想；③設備占地面積大，用工多而且凝固時間長，不能連續化；④腐蝕性強，縮短設備使用壽命，增加設備維修費用縐片機，造粒機等均屬于大功率用電設備，耗能量高；⑥壓縐過程中需要多次的清水洗滌再機械脫水，會消耗大量的清水；⑦排放的制膠廢水酸性強，污染物含量高，嚴重污染環境。
[0005]我們都知道，膠乳的凝固是天然生膠生產的一個重要環節，不僅影響到脫水，干燥等后續加工過程，對天然生膠的性能也有一定的影響。近年來，隨著顆粒膠生產的發展，在凝固工藝的改革方面出現了許多新的凝固方法。
[0006]所謂膠乳的凝固，是指在一定條件下，膠乳由穩定狀態向其反面轉化的過程，即破壞膠乳穩定性的過程。剛從膠樹排出的新鮮膠乳pH=7.0左右，氨保存后達8.0以上，均高于蛋白質的等電點，因而橡膠粒子保護層的蛋白質作酸式電離，使橡膠粒子表面帶有負電荷，從而引起周圍水分子的極化，產生誘導偶極并在橡膠粒子表面作定向排列而形成一層水化膜。所以，使膠乳產生凝固可以中和其表面的陰電荷或破壞其水化膜。根據凝固機理可以將凝固工藝分為以下幾種:
酸凝固法:是中國生膠加工中最早使用的凝固方法，也是目前國內生產上使用最廣泛的方法。其使用主要有醋酸、甲酸、硫酸等。酸凝固膠乳的機理主要是增加膠乳中氫離子的量，從而降低膠乳的PH值.壓縮雙電層，使水化膜變薄。當達到蛋白質的等電點時，電動電位為零，橡膠粒子間再無斥力，它們相互聚集而凝固成塊。酸凝固方法雖仍在不斷的探索酸的種類及其凝固工藝，但研究應用較廣的醋酸、甲酸、硫酸等凝固膠乳時都存在一些不足。
[0007]自然凝固及微生物凝固:膠乳從膠樹流出來經一段時間后就會自然凝固，通常認為自然凝固的原因有3個:①由于細菌在膠乳內不斷產生揮發脂肪酸，降低了膠乳的pH值，從而電荷中和導致膠乳自然凝固；②由于膠乳中形成高級脂肪酸并吸附在膠乳中的橡膠粒子上，這些羧酸根同金屬離子結合，生成羧酸鹽而導致膠乳自然凝固；⑧膠乳中存在分解蛋白酶，即凝固酶和過氧化物酶，作用于膠乳中橡膠粒子的蛋白質層，破壞了橡膠粒子表面的吸附層，使橡膠粒子失去穩定性而互相粘結，導致膠乳自然凝固。事實上，膠乳從膠樹流出后，就處于膠園的復雜環境之中，往往是上述3種因素同時發生作用。
[0008]自然凝固往往凝固時間長，凝固不完全，所以后來發展的微生物凝固就是基于自然凝固的思路，在外加微生物菌種和營養物質的條件下，加快微生物的繁殖和代謝，從而加快膠乳的凝固，縮短凝固時間。但微生物凝固在菌種的選擇控制上還有待突破，而且其凝固過程中易產生發臭、發脹、凝塊過軟或過硬、夾生膠現象。
[0009]無機鹽凝固:凝固機理與酸凝固機理相似，只是無機鹽凝固是通過金屬陽離子電荷起凝固作用。還有一種說法認為:。二價、三價的鹽能與橡膠粒子保護層物質結合，生成不溶性化合物，破壞橡膠粒子的穩定性而使膠乳凝固。經過研究發現，二價鹽較一價和三價凝固膠乳速率更快，并且其中的鈣鹽的凝固速率最為突出。無機鹽凝固速度快、污染小、成本低，還能在基本不改變現有工廠的加工方式的基礎上應用，但凝固的生膠灰分含量偏高，影響制品的最終使用性能。
[0010]物理凝固:加熱或冷凍均會使膠乳產生凝固。加熱使分子的平均動能加大，促使橡膠粒子運動加劇，從而增加相互之間的碰撞機會。加熱會導致蛋白質變性，從而減少陰電荷并使水化膜遭到破壞。冷凍則會使蛋白質周圍的水化膜因結冰而被破壞，從而使橡膠粒子發生不可逆的脫水作用。
[0011]在某種程度上來說，這些凝固方法在工廠的生產中還有一定限制且無法滿足當前環境友好型社會發展需求，因此，探索新型天然膠乳凝固工藝對于整個行業的生產和環境的保護都具有十分重要的意義。
【發明內容】
[0012]本發明的目的提供一種天然膠乳快速造粒的裝置。
[0013]為了改進傳統天然膠乳凝固工藝，保證生膠性能不受影響的同時提高凝固效率。本發明通過振動噴嘴的周期性往復將膠乳分散成小液滴，落入裝有快速凝固劑的凝固池中，不僅能夠使天然膠乳快速地凝固成球狀，一步制成顆粒膠，而且快速凝固劑經循環泵抽吸可以再次進入凝固柱底部重復利用，同時該裝置舍棄了傳統工藝中的大型耗電耗能設備，節約能源的同時降低環境污染。
[0014]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:轉動圓盤在電動機的帶動下循環往復，膠乳經多孔噴頭的周期性振動作用而被分散成直徑均一的小液滴，當落入正下方盛有快速凝固劑的凝固池時，立刻發生由表及里的凝固沉降。凝固池中的凝固柱底部與溢流夾層連通，形成連通器，溢流層上沿邊緣設有分離篩網，當膠乳液滴凝固完全沉降至導粒板時便與凝固劑分離，凝固劑從導粒板縫隙漏下后進入回收層，在循環泵抽吸下再次進入凝固柱底部重復使用，膠粒則從篩網滾落入接收盤，由工廠傳送帶送入陳化罐陳化完全。最后按一般工廠操作干燥完全即可得到顆粒膠。
[0015]本發明有益效果是:簡化凝固工藝過程，凝固速度快，生產效率高；基本上可以實現自動化，機械化，連續化，操作簡便；凝固劑可實現循環使用，大大降低生產成本；整個工藝可在常溫下進行，環境適應性強；舍棄三級縐片和三級造粒等高能耗裝置，大大減少能耗和各種污染物排放。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖對本發明進一步說明。
[0017]附圖是本發明的一種天然膠乳快速造粒的裝置構造示意圖。
[0018]圖中1.電動機，2.轉動圓盤，3.多孔噴頭，4.凝固池，5.分離篩網，6.接收盤，
7.回收泵，8.導粒板，9.支撐骨架，10.密封蓋。
[0019]【具體實施方式】:
在圖中，經預處理的天然膠乳通過管道輸送到上方，轉動圓盤(2)在電動機(I)的帶動下循環往復，使天然膠乳從多孔噴頭(3)向下噴灑出直徑均一的膠乳液滴，膠乳液滴由于重力作用筆直落入下方帶支撐骨架(9)的裝有凝固劑的凝固池(4)中，膠乳液滴在凝固池中迅速凝固變硬，最后落在在導粒板(8)上，并利用連通器原理向上運動，在分離篩網(5)上累積，至一定數量后落入接收盤(6);凝固劑在導粒板(8)處與膠粒分離，在回收泵(7)的作用下落入回收層，達到回收利用的效果。凝固池(4)上方加裝密封蓋(10)，能夠有效避免氣體揮發帶來的環境污染。
【主權項】
1.一種快速凝固天然膠乳的裝置，包括振動噴嘴、凝固池、回收泵、接收盤，其特征在于:所述的振動噴嘴周期性往復運動，凝固池和接收盤相連接，回收泵位于凝固池下方，所述的各部件可以按需調整及拆卸。
2.根據權利要求1所述的一種快速凝固天然膠乳的裝置，其特征在于所述的噴嘴位于凝固池的上方，由電動機、轉動圓盤和多孔噴頭三部分組成。
3.根據權利要求1所述的一種快速凝固天然膠乳的裝置，其特征在于所述的凝固池下方裝有導粒板，與溢流夾層連通，形成連通器，溢流層上沿邊緣設有分離篩網。
4.根據權利要求1所述的一種快速凝固天然膠乳的裝置，其特征在于所述的接收盤位于分離篩網下方，接收盤底部中央設有輸出膠粒的孔洞。
5.根據權利要求1所述的一種快速凝固天然膠乳的裝置，其特征在于所述的噴嘴，凝固池，接收盤均采用不銹鋼材料。
6.根據權利要求3所述的凝固池，其特征在于所述的凝固池底部裝有回收凝固劑的回收泵。
7.根據權利要求3所述的凝固池，其特征在于所述的凝固池頂部裝有密封蓋，能夠有效避免揮發氣體帶來的環境污染。
【專利摘要】本發明涉及一種天然膠乳快速造粒的裝置，包括振動噴嘴、凝固池、接收盤，其特征在于：振動噴嘴的轉動圓盤在電動機的帶動下循環往復，所述的各部件可以按需調整及拆卸。膠乳經多孔噴頭被分散成直徑均一的小液滴，當落入下方盛有快速凝固劑的凝固池時，迅速凝固完全，并在導粒板與凝固劑分離，凝固劑在循環泵抽吸下再次進入凝固柱底部重復使用，膠粒則溢流上升至分離篩網，從篩網滾落入接收盤，直接制成顆粒狀橡膠。該裝置與傳統天然膠乳凝固方法相比，省去了多級縐片，多級造粒的工序，既大大縮短了凝固時間，又降低了電能的消耗和廢水污染，節能減排的同時又節約了生產成本。
【IPC分類】C08C1-14
【公開號】CN104558257
【申請號】CN201310486960
【發明人】廖雙泉, 高金晶, 肖超
【申請人】海南大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月17日