專利名稱：自動化固體水生產線及固體水的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種制備固體水的方法，以及這種方法使用的自動化的固體水 連續生產線。
背景技術：
固體水是一種可長期自動釋放水分的產品，用于干旱地區植樹造林，可極 大的提高樹木的成活率，加速生態建設與恢復的速度。
過去固體水生產均是間竭式生產方式，各工序分別操作，未連成一條前后 貫通連續生產的生產線，其中大量的人工操作，大量的人為因素存在，既難以 保證產品質量的穩定如一，又提高產品的勞動力成本。
發明內容
本發明的目的是提供一種固體水的生產線以及制備方法，是固體水能夠連 續的、質量穩定的持續生產。
上述的目的通過以下的技術方案實現
一種自動化固體水生產線，其組成包括水處理單元，空氣殺菌間單元， 所述的水處理單元通過管路與自動上料及水化單元連接，所述的自動上料及水 化單元連接固化單元，上述的單元以及包裝單元由總電控單元通過土業計算機 進行控制。
所述的自動化固體水生產線，所述的固化單元包括固化釜(10)、濃槳泵 (11)和交聯劑釜(12)組成，用管道、閥門相連，其中固化釜上口與雙軸攪 拌機(8)相連，下口通過濃槳泵與成品儲槽相連。
所述的自動化固體水生產線，所述的水處理單元的組成包括水泵n)、 多介質過濾器(2)、精細過濾器(3)、紫外線殺菌器(4)、水計量槽A (5)、水 計量槽B (6)，各部分用管路、閥門相連，由控制儀表控制；所述的空氣殺菌 間單元包括密閉的容器和保持常開狀態的空氣凈化機，用管道與雙軸攪拌機(8)固化反應器(10)交聯劑溶解釜(12)固體水貯槽(13)相連。
所述的自動化固體水生產線，所述的自動上料及水化單元包括帶自動吸 料裝置的均質機(7)和雙軸攪動拌機(8)及一臺濃漿泵(9)，用道閥門連接 后由儀表自動控制，雙軸攪拌機一進料口通過清水泵與計量槽A (5)相連。
一種固體水的制作方法，其組成包括水和空氣的處理，上料后首先將固 化劑，例如羧甲基纖維素鈉(按與水的重量比2: IOO的比例)進行水化處理制 成水化處理液，將水化處理液和交聯劑(例如硫酸鋁鉀1%)的稀溶液注入攪拌 狀態下的固化釜，發生固化反應，全部注入完畢后，再在固化釜中攪拌15-30 分鐘，使物料充分反應，粘度升到10萬厘泊，物料外觀上呈凝膠狀固體，即為 固體水，然后進行包裝。
所述的固體水的制作方法，所述的固化反應中，固化釜連接的雙軸攪拌機 做行星式運動使高粘度物料即做軸向動作又做與軸垂直方向運動，同時物料又 被攪拌機底部的濃漿泵抽出并從攪拌機頂部泵入，進一步強化了物料整體均勻 效果，使隨反應進行粘度越來越高的物料受到充分攪拌、混合并均勻地反應。
所述的固體水的制作方法，所述的水化處理過程包括水化單元采用由自 吸料均質機，濃漿泵，雙軸攪拌機三者串聯，組成強力的分散系統，物料在該 系統中多次循環運行，使極難在水中分散的固化劑迅速分散成水化液。
所述的固體水的制作方法，所述的水化處理過程包括清水泵啟動同時均
質機和濃槳泵(9)啟動，均質機將計量好的粉狀固化劑(羧甲基纖維素鈉)吸 入，與濃槳泵中泵入的水相遇并在均質機的高速剪切下均勻混合；混合液在泵 的驅動下經雙軸攪拌機上部的管道進入雙軸攪拌機，在不斷攪拌下使不同時段 進入的混合液再次混合。雙軸攪拌機的下口與濃槳泵入口連接，將混合液再次 泵入均質機中；混合液又與均質機新吸入的粉料相遇、混合，使混合液中固化劑含量進一步增高后，再次被泵入雙輥攪拌機；按此方式，物料在均質機一雙 輥攪拌機一濃槳泵三者組成的循環系統中多次循環，不斷受到剪切、攪拌，從 而使很難在水中分散的固化劑充分水化與水形成均勻的分散體；粉料逐次上完 后，均質機——雙軸攪拌機——濃漿泵系統繼續循環工作15分鐘，使固化劑充 分水化、均質，最終得到整批物料各點均勻的、粘度約為2000厘泊的水化液。 所述的固體水的制作方法，所述的水和空氣的處理過程包括原水在水泵 (1)的驅動下，經過濾器(2) (3)除去水中的顆粒狀懸浮物及膠質，進入殺 菌器(4)，除去水中微生物，制成的無菌、無雜物的水；所述的空氣處理是指 在向反應器進料時，反應器內的空氣通過管道被排擠到空氣殺菌間內，并經空 氣凈化器殺菌凈化；當反應器出料時，被殺菌凈化過的空氣通過管道又被吸入 反應器中，從而保證反應器內的物料所接觸到的空氣始終都是殺菌凈化過的空
氣。 、
所述的固體水的制作方法，所述的包裝使用的灌裝打卡裝置采用電腦控制 的雙螺旋定量灌裝機和雙卡自動打卡扣機，各個設備之間采用總控單元進行控 制。
這個技術方案有以下有益效果
1. 連續化生產，保證了產品的質量和數量，避免了小作坊式的操作帶來 的質量問題。
2. 本產品設有空氣殺菌間，當上述反應器或容器進料時，反應器內的空氣 通過管道被排擠到空氣殺菌間內，并經空氣凈化器殺菌凈化，留在間內；當所 述某反應器或容器出料時，殺菌間內存留的凈化空氣通過管道吸入反應器或容 器內，從而保證了各容器內的物料接觸的全部是凈化過的空氣，避免物料受到 空氣中細菌的污染，實現了反應系統內部空氣的自動殺菌凈化這種設計，既可滿足固體水須在清潔環境中生產的要求，又規避整個車間為無菌車間的巨大 投資。
3. 本發明的固化反應中，采用雙軸攪拌機的固化釜，其行星式運動使高 粘度物料即做軸向動作又做與軸垂直方向運動，同時物料又被攪拌機底部的濃 漿泵抽出并從攪拌機頂部泵入，進一步強化了物料整體均勻效果，使隨反應進 行粘度越來越高的物料受到充分攪拌、混合并均勻地反應。制造出的固體水質
量品質高、質量穩定o
4. 水化單元采用由自吸料均質機，濃漿泵，雙軸攪拌機三者串聯，組成 強力的分散系統，物料在該系統中多次循環運行，使極難在水中分散的固體劑 迅速分散。
5. 包裝單元采用雙螺旋灌裝機及雙卡打卡扣機，二機聯動，保證了灌裝 計量的準確及包裝過程自動流暢的進行。
圖l是本發明的控制原理圖。 .
本發明的
具體實施例方式
實施例1:
自動化固體水生產線，其組成包括水處理單元，空氣殺菌間單元，其特 征是所述的水處理單元通過管路與自動上料及水化單元連接，所述的自動上 料及水化單元連接固化單元，上述的單元以及包裝單元由總電控單元通過工業 計算機進行控制。
所述的自動化固體水生產線，所述的固化單元包括固化釜(10)、濃槳泵
(11)和交聯劑釜(12)組成，用管道、閥門相連，其中固化釜上in與雙軸攪
拌機(8)相連，下口通過濃槳泵與成品儲槽相連。 實施例2:上述的自動化固體水生產線，所述的水處理單元的組成包括水泵(1)、 多介質過濾器(2)、精細過濾器(3)、紫外線殺菌器(4)、水計量槽A (5)、水 計量槽B (6)，各部分用管路、閥門相連，由控制儀表控制；所述的空氣殺菌
間單元包括密閉的容器和保持常開狀態的空氣凈化機，用管道與雙軸攪拌機
(8)固化反應器(10)交聯劑溶解釜(12)固體水IC槽(13)相連。 實施例3:
上述的自動化固體水生產線，所述的自動上料及水化單元包括帶自動吸料
裝置的均質機(7)和雙軸攪動拌機(8)及一臺濃漿泵(9)，用道閥門連接后 由儀表自動控制，雙軸攪拌機一進料口通過清水泵與計量槽A (5)相連。 實施例4:
一種固體水的制作方法，其組成包括水和空氣的處理，上料后首先將固
化劑進行水化處理制成水化處理液，將水化處理液和交聯劑--硫酸鋁鉀稀溶液 注入攪拌狀態下的固化釜，發生固化反應，全部注入完畢后，再在崮化釜中攪
拌15-30分鐘，使物料充分反應，粘度升到10萬厘泊，物料外觀上呈凝膠狀固 體，即為固體水，然后進行包裝。
實施例5:
上述的固體水的制作方法，所述的固化反應中，雙軸攪拌機行星式運動使 高粘度物料即做軸向動作又做與軸垂直方向運動，同時物料又被攪拌機底部的 濃漿泵抽出并從攪拌機頂部泵入，進一步強化了物料整體均勻效果，使隨反應 進行粘度越來越高的物料受到充分攪拌、混合并均勻地反應。
實施例6:
所述的固體水的制作方法，所述的水化處理過程包括水化單元采用由自 吸料均質機，濃漿泵，雙軸攪拌機三者串聯，組成強力的分散系統，物料在該系統中多次循環運行，使極難在水中分散的固體劑迅速分散成水化液。 實施例7:
上述的固體水的制作方法，所述的水化處理過程包括清水泵啟動同時均 質機和濃漿泵(9)啟動，水進入雙軸攪拌機，均質機將計量好的固化劑(例如 羧甲基纖維素鈉)吸入后，與濃槳泵中泵入的水相遇并在均質機的高速剪切下 均勻混合；混合液在泵的驅動下經雙軸攪拌機上部的管道進入雙軸攪拌機，在 不斷攪拌下使不同時段進入的混合液再次混合。雙軸攪拌機的下口與濃槳泵入 口連接，將混合液再次泵入均質機中；混合液又與均質機新吸入的松料相遇、 混合，使混合液中固化劑含量進一步增高后，再次被泵入雙輥攪拌機；按此方 式，物料在乳化機一雙輥攪拌機一濃槳泵三者組成的循環系統中多次循環，不 斷受到剪切、攪拌，從而使很難在水中分散的固化劑充分水化與水形成均勻的 分散體；粉料逐次上完后，均質機——雙軸攪拌機——濃漿泵系統繼續循環工 作15分鐘，使固化劑充分水化、均質，最終得到整批物料各點均勻的、粘度約 為2000厘泊的水化液。
實施例8 '
上述的固體水的制作方法，所述的水和空氣的處理過程包括原水在水泵 (1)的驅動下，經過濾器(2) (3)除去水中的顆粒狀懸浮物及膠質，進入殺 菌器(4)，除去水中微生物，制成的無菌、無雜物的水；所述的空氣處理是指 反應器內的空氣通過管道被排擠到空氣殺菌間內，并經空氣凈化器殺菌凈化。
實施例9:
上述的固體水的制作方法，所述的包裝使用的灌裝打卡裝置采用電腦控制 的雙螺旋定量灌裝機和雙卡自動打卡扣機，各個設備之間采用總控￥元進行控 制。實施例10:
全自動固體水生產線由下述六個單元組成，各單元間以管道閥門連接，自 動化儀表指示，總控臺控制，前端投入原料，末端連續產出產品，共同完成本 發明方法的自動化生產過程，構成生產線的六個單元是-
第一單元水處理單元
水處理單元由水泵(1)多介質過濾器(2)精細過濾器(3)紫外線殺菌 器(4)水計量槽A (5)水計量槽B (6)組成。各部分用管路、閥門相連， 由相應的控制儀表控制
原水在水泵(1)的驅動下，經過濾器(2) (3)除去水中的顆粒狀懸浮物 及膠質，進入殺菌器(4)，除去水中微生物，制成的無菌、無雜物的水進入計 量槽A (5)或B (6)，水計量槽A的設計容量恰好是下一單元在雙軸攪拌機中 進行水化反應所需的用量。水計量槽到達設定水量后，由水位控制器發出指令， 停止進水，電動閥門自動轉動，開始向B(6)槽給水。同樣B槽滿后，自動向 A槽(5)供水。B槽的設計容量與下一單元的交聯劑溶解釜的需用水量相同。 當B槽裝滿后，水位計發出指令，將電動閥轉向A槽供水，如果此時A槽也是 充滿狀態，則再發出指令，水泵(l)停止，過濾器停止工作，二個槽均滿待用。
當A槽收到第三單元中執行水化反應的雙軸攪拌機指令后，A槽開始時向 雙軸攪拌機(8)給出槽內全部水量，至設定的低水位時，發出指令供水停止， 同時水泵(1)啟動，過濾器向A槽(5)供水。如此循環往復使水處理與其后 的反應器相連并自動運行。
第二單元空氣殺菌間單元
空氣殺菌單元由密閉的容器和保持常開狀態的空氣凈化機兩部分組成，并 用管道與雙軸攪拌機(8)固化反應器(10)交聯劑溶解釜(12)固體水貯槽(13)相連。當上述反應器或容器進料時，反應器內的空氣通過管道被排擠到空氣殺 菌間內，并經空氣凈化器殺菌凈化，留在間內；當所述某反應器或容器出料時， 殺菌間內存留的凈化空氣通過管道吸入反應器或容器內,從而保證了各容器內 的物料接觸的全部是凈化過的空氣，避免物料受到空氣中細菌的污染，實現了 反應系統內部空氣的自動殺菌凈化。
這種設計，既可滿足固體水須在清潔環境中生產的要求，又規避整個車間 為無菌車間的巨大投資，是本設計的一重要特點。
第三單元自動上料及水化單元
該單元由帶自動吸料裝置的均質機(7)和雙軸攪動拌機(8)及一臺濃漿 泵(9)組成。用道閥門連接后由儀表自動控制。雙軸攪拌機一進料口通過清水 泵與上一單元的計量槽A (5)相連。
清水泵啟動同時均質機和濃漿泵(9)啟動，計量槽內的水轉移至雙軸攪拌 機，均質機特別配置的粉料吸料器將計量好的固化劑吸入均質機內，與濃槳泵 中泵入的水相遇并在均質機的高速剪切下均勻混合，混合液在泵的驅動下經雙 軸攪拌機上部的管道進入雙軸攪拌機，在不斷攪拌下使不同時段進入的混合液 再次混合。雙軸攪拌機的下口與濃槳泵入口連接，將混合液再次泵入均質機中， 又與均質機新吸入的粉料相遇、混合，使混合液中固化劑含量進一步增高后， 再次被泵入雙輥攪拌機。按此方式，物料在乳化機一雙輥攪拌機一濃槳泵三者 組成的循環系統中多次循環，不斷受到剪切、攪拌，從而使很難在水中分散的 固化劑充分水化與水形成均勻的分散體。
粉料逐次上完后，均質機——雙軸攪拌機——濃漿泵系統繼續循環工作15 分鐘，使固化劑充分水化、均質，最終得到整批物料各點均勻的、粘度約為2000 厘泊的水化液。切換雙軸攪拌機底部閥門，將水化液全部泵入下一單元的固化釜中，閥門
再切換回原位，并發出指令。與計量槽A相連的清水泵啟動，定量的水進入雙 軸攪拌機，再次通過上述的循環均質系統開始下一批次物料的加工。 第四單元固化單元
該單元由固化釜(10)、濃槳泵(11)和交聯劑釜(12)組成，用管道、閥 門相連。其中固化釜上口與第三單元雙軸攪拌機相連，下口通過濃槳泵與第五 單元的成品儲槽相連。
交聯劑釜(12)注滿由槽B (6)計量好的定量水后，加入計算量的交聯劑， 在常溫下攪拌溶解，制成交聯劑稀溶液。當第三單元的雙軸攪拌機內的水化液 通過濃槳泵開始和向本單元的固化釜(10)轉移時，與交聯劑釜相連的清水泵 接收到由切換閥門發出的指令啟動，將交聯劑溶液同時泵入固化釜中，在水化 液與交聯劑稀溶液同時泵入固化釜過程中，二者在攪拌下相遇、混合，并開始 固化反應，隨二種溶液不斷注入和固化反應時間的延長，固化釜內物料粘度不 斷升高，粘稠的物料受到固化釜內做行星式運動的雙軸攪拌機攪拌，即做水平 運動，又做垂直運動，同時物料又不斷被釜下端的濃漿泵抽出并從釜的上端泵 入釜內，與釜上層物料混合，通過物料的循環運移，進一步強化均質混合效果。 當兩種溶液全部轉移完畢后，再在固化釜中攪拌15-30分鐘，使物料充分反應， 粘度升到10萬厘泊，物料外觀上呈難以流動的凝膠狀固體，即為固體水。固體 水制備完成后，固化釜下端的濃槳泵切換，將固體水泵入下一單元固體水儲槽
中備用o
第五單元自動計量灌裝及打卡封口單元
該單元由固體水儲槽(13)帶有電腦控制的雙螺旋灌裝機(14)及自動卡 扣機(15)組成。固體水儲槽中的固體水靠重力作用進入雙螺旋灌裝機料斗，在雙螺旋驅動
下形成每平方厘米4公斤壓力，將固體水物料從可預先設定導料管擠出，每次 的擠出量由電腦系統精確控制。導料管外壁套有一端封口的筒狀塑料薄膜，物 料從導料管擠出后進入筒狀塑料薄膜內，并自動進入打卡扣封口工位，雙頭自 動打卡扣機同時打下兩個卡扣并在兩個卡扣之間將薄膜切斷，第.一個卡扣將已 灌裝好固體水的尾端封住，第二個卡扣將未灌裝固體水薄膜的前口封住，以便 下一次灌裝，使灌裝過程不間斷地連續進行。
灌裝在塑料膜內、膜的兩端由卡扣密封的固體水即為封裝好的成品態固體 水產品。裝箱后做商品出售。
第六單元總電控單元
總控電單元由各種儀表，控制元件和開關等組成，其功能是將各執行元件 的信號進行處理后再發出相應指令，從而使整個生產線按預定程序自動運行。
上述六個單元組成一條完整的自動化固體水專用生產線。示意框圖如圖1 所示。
權利要求
1.一種自動化固體水生產線，其組成包括水處理單元，空氣殺菌間單元，其特征是所述的水處理單元通過管路與自動上料及水化單元連接，所述的自動上料及水化單元連接固化單元，上述的單元以及包裝單元由總電控單元通過工業計算機進行控制。
2. 根據權利要求1所述的自動化固體水生產線，其特征是所述的固化單元 包括固化釜(10)、濃槳泵(11)和交聯劑釜(12)組成，用管道、閥 門相連，其中固化釜上口與雙軸攪拌機(8)相連，下口通過濃槳泵與成 品儲槽相連。
3. 根據權利要求1或2所述的自動化固體水生產線，其特征是所述的水處 理單元的組成包括水泵(1)、多介質過濾器(2)、精細過濾器(3)、紫外線殺菌器(4)、水計量槽A (5)、水計量槽B (6),各部分用管路、閥門相連，由控制儀表控制；所述的空氣殺菌間單元包括密閉的容器和保持常開狀態的空氣凈化機，用管道與雙軸攪拌機(8)固化反應器(10) 交聯劑溶解釜(12)固體水貯槽(13)相連。
4. 根據權利要求l或2或3所述的自動化固體水生產線，其特征是所述的 自動上料及水化單元包括帶自動吸料裝置的均質機(7)和雙軸攪動拌機(8)及一臺濃漿泵(9)，用道閥門連接后由儀表自動控制，雙軸攪拌機 一進料口通過清水泵與計量槽A (5)相連。
5. —種固體水的制作方法，其組成包括水和空氣的處理，其特征是上料后首先將固化劑進行水化處理制成水化處理液，將水化處理液和交聯劑稀 溶液注入攪拌狀態下的固化釜，發生固化反應，全部注入完畢后，再在固化釜中攪拌15-30分鐘，使物料充分反應，粘度升到10萬厘泊，物料外觀上呈凝膠狀固體，即為固體水，然后進行包裝。
6. 根據權利要求5所述的固體水的制作方法，其特征是所述的固化反應中， 雙軸攪拌機行星式運動使高粘度物料即做軸向動作又做與軸垂直方向運 動，同時物料又被攪拌機底部的濃漿泵抽出并從攪拌機頂部泵入，進一步 強化了物料整體均勻效果，使隨反應進行粘度越來越高的物料受到充分攪 拌、混合并均勻地反應。
7. 根據權利要求5或6所述的固體水的制作方法，其特征是所述的水化處理過程包括水化單元采用由自吸料均質機，濃漿泵，雙軸攪拌機三者串 聯，組成強力的分散系統，物料在該系統中多次循環運行，使極難在水中 分散的固體劑迅速分散成水化液。
8. 根據權利要求5或6所述的固體水的制作方法，其特征是所述的水化處 理過程包括清水泵啟動同時均質機和濃漿泵(9)啟動，水進入雙軸攪 拌機，均質機將計量好的固化劑吸入，與濃槳泵中泵入的水相遇并在均質機的高速剪切下均勻混合；混合液在泵的驅動下經雙軸攪拌機上部的管道進入雙軸攪拌機，在不斷攪拌下使不同時段進入的混合液再次混合。雙軸攪拌機的下口與濃槳泵入口連接，將混合液再次泵入均質機中；混合液又 與均質機新吸入的粉料相遇、混合，使混合液中固化劑含量進一步增高后， 再次被泵入雙輥攪拌機；按此方式，物料在均質機一雙輥攪拌機一濃槳泵 三者組成的循環系統中多次循環，不斷受到剪切、攪拌，從而使很難在水 中分散的固化劑充分水化與水形成均勻的分散體；粉料逐次上完后，均質 機——雙軸攪拌機——濃漿泵系統繼續循環工作15分鐘，使固化劑充分 水化、均質，最終得到整批物料各點均勻的、粘度約為2000厘泊的水化 液。
9. 根據權利要求5或6或7或8所述的固體水的制作方法，其特征是所述的水和空氣的處理過程包括原水在水泵(1)的驅動下，經過濾器(2)(3)除去水中的顆粒狀懸浮物及膠質，進入殺菌器(4)，除去水中微生 物，制成的無菌、無雜物的水；所述的空氣處理是指在向反應器進料時，反應器內的空氣通過管道被排擠到空氣殺菌間內，并經空氣凈化器殺菌凈 化；當反應器出料時，被殺菌凈化過的空氣通過管道又被吸入反應器中， 從而保證反應器內的物料所接觸到的空氣始終都是殺菌凈化過的空氣。
10. 根據權利要求5或6或7或8或9所述的固體水的制作方法，其特征是 所述的包裝使用的灌裝打卡裝置采用電腦控制的雙螺旋定量灌裝機和雙 卡自動打卡扣機，各個設備之間采用總控單元進行控制。
全文摘要
自動化固體水生產線及固體水的制備方法。固體水是一種可長期自動釋放水分的產品，用于干旱地區植樹造林，可極大的提高樹木的成活率，加速生態建設與恢復的速度。過去固體水生產均是間竭式生產方式，各工序分別操作，未連成一條前后貫通連續生產的生產線，其中大量的人工操作，大量的人為因素存在，既難以保證產品質量的穩定如一，又提高產品的勞動力成本。本產品包括水處理單元，空氣殺菌間單元，所述的水處理單元通過管路與自動上料及水化單元連接，所述的自動上料及水化單元連接固化單元，上述的單元以及包裝單元由總電控單元通過工業計算機進行控制。本發明用于制備固體水。
文檔編號B01J19/06GK101618309SQ20081006485
公開日2010年1月6日 申請日期2008年7月3日 優先權日2008年7月3日
發明者孫嘉傲 申請人:孫嘉傲