用于制备粉状纤维素的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于制备粉状纤维素的装置，包括螺杆腔体、螺杆、减速机、进料口、出料口、支架和底座，所述进料口连接垂直设置的螺旋输送机，所述垂直设置的螺旋输送机上部远离出料口的一侧设有第一开口，所述第一开口处连接有水平设置的螺旋输送机，所述水平设置的螺旋输送机上部设有第二开口，所述第二开口上部设置有加料斗，所述第二开口与所述加料斗连通。本发明专利技术提供的用于制备粉状纤维素的装置，解决了纤维物料进料难的问题，并且在其高温高压作用下，多糖类物质会分解成单糖和有机小分子物质，造成β、γ纤维素含量降低，使得所得粉状纤维素中α纤维素含量较高，生产成本低、效率高、生产方法环保。

Device for preparation of powdered cellulose

The invention discloses a device for preparing powdery cellulose, which comprises a screw cavity, a screw, a reducer, an inlet and outlet, a support and a base. The inlet and outlet are connected with a vertical screw conveyor. The upper part of the vertical screw conveyor is provided with a first opening far from the outlet, and the first opening is connected with a horizontal screw conveyor. The upper part of the horizontal screw conveyor is provided with a second opening, the upper part of the second opening is provided with a hopper, and the second opening is connected with the hopper. The device for preparing powdered cellulose provided by the invention solves the problem of difficult feeding of fibre materials, and under the action of high temperature and high pressure, polysaccharides can be decomposed into monosaccharides and organic small molecular substances, resulting in the decrease of the content of beta and gamma cellulose, resulting in higher content of alpha cellulose in the powdered cellulose, low production cost, high efficiency and environmental protection of production methods.

【技术实现步骤摘要】
用于制备粉状纤维素的装置
本专利技术涉及纤维素制备装置领域。更具体地说，本专利技术涉及一种用于制备粉状纤维素的装置。
技术介绍
粉状纤维素是纤维素的一种形态，系由纤维素制得，与纤维素、微晶纤维素为同类物质。粉状纤维素比纤维素的聚合度低，但比表面积比纤维素大，极性的—OH基仍然存在，使之在吸附性、分散性等方面性能更为突出。所以，粉状纤维素在工业应用上具有独特的功效，如化工助滤剂(点解食盐等)、离子吸附剂(发电厂冷凝水去除二价铁离子等)、涂料填充剂(合成革等)、燃烧体辅料(火柴头、电焊条焊药等)。目前粉状纤维素的制备方法是以纸浆为原料，先经过轻度的酸水解再经过机械研磨，使之成为一定细度和流动性的微粒。这个过程中涉及化学反应，既带来较大用水量，又给企业后续三废处理增加了难度，涉及较多环保问题，大大限制了企业的发展。另一方面，纸浆纤维中的主要成分包括α纤维素、β纤维素和γ纤维素，其中α纤维素是结晶性纤维素，结构稳定性好，β纤维素和γ纤维素除了含有纤维素外，还含有各种多糖类，我们希望所制得纤维素中α纤维素的含量越高越好。现有的生产技术中，依靠螺杆式挤出机挤出粗料，再进行精磨，精磨过程更为耗时耗力，螺杆式挤出机是依靠螺杆旋转产生的压力及剪切力使得物料均匀混合，现有的螺杆式挤出机或者挤压膨化机多是针对食品、饲料领域，粉状纤维本身的物性较为特殊，具有密度小、逢松、体积大、流动性不佳等特点，现有的螺杆式挤出机，在物料进入螺杆腔体前的加料阶段容易出现“搭桥”现象，即加料容器的上部有物料，下部没有物料，物料运动过程中出现空洞状的现象。另外，所得纤维素中α纤维素的含量多不如人意。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种用于制备粉状纤维素的装置，应用所述装置可以通过纯物理方法即可获得粉状纤维素，能够避免使用化学试剂，减少三废处理成本，所得产品质量更稳定可控，性能优异；另外，该装置很好地克服了加料时出现“搭桥”现象；更重要的是本专利技术所提供用于制备粉状纤维素的装置制得的纤维素中α纤维素含量极高。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了用于制备粉状纤维素的装置，包括：包括螺杆腔体、螺杆、减速机、进料口、出料口、支架和底座，所述进料口连接垂直设置的螺旋输送机，所述垂直设置的螺旋输送机上部远离出料口的一侧设有第一开口，所述第一开口处连接有水平设置的螺旋输送机，所述水平设置的螺旋输送机上部设有第二开口开口，所述第二开口上部设置有加料斗，所述第二开口与所述加料斗连通；因纤维物料的物性，密度小、蓬松、体积大、流动性不佳等特点，所以物料在进入螺杆腔体时需以强制入料的形式，将物料加入进螺杆腔体中，在水平输送机出口处，安装一台垂直输送机，垂直输送机为螺旋输送机的形式，水平输送机出口与垂直输送机的入口相连接，强制性将物料由水平输送机再通过垂直输送机加入进纯化机的螺杆腔体。优选的是，所述加料斗内设置有竖直方向依次排列的搅拌器1～4个；由于纤维物料密度小，比较蓬松，体积还比较大，所以在加料斗内依据加料斗的高度设置多个搅拌器，防止物料进入水平螺旋输送机时产生“搭桥”现象，即加料斗上部有物料，但下部没有物料，出现空洞状的现象。优选的是，所述螺杆腔体，两端开口，其水平设置，所述进料口开在靠近所述螺杆腔体一端开口的上方，另一端开口为出料口，所述螺杆腔体内平行设置两根螺杆，靠近进料口的螺杆一端由减速机带动转动，所述每根螺杆按区间设置不同螺距的螺旋，从加料口到出料口将所述区间分为加料段、混剪段以及挤压排料段，每个区间的螺杆参数如下：加料段：螺杆直径为30～285mm、螺旋间的螺距为40～320mm、长径比为5～55、导程为60～570mm；混剪段：螺杆直径为30～285mm、螺旋间的螺距为10～320mm、长径比为4～55、导程为60～570mm；挤压排料段：螺杆直径为30～285mm、螺旋间的螺距为10～320mm、长径比为1～55、导程为60～570mm；所述螺旋间的螺距从加料段到挤压排料段呈梯度递减；通过本专利技术提供的用于制备甘蔗膳食纤维粉的装置，物料经过螺杆的加料段、混剪段、挤压排料段，输送到螺杆腔体的出料口处出料；每个区段的螺距逐渐递减或梯度递减，对进入螺杆腔体后的膨松物料得以挤压，使物料的体积变小，物料更紧密，以利后面再进入螺距更小的区段内再进行对物料的破碎、挤压、揉搓等作用；物料在输送过程中随着物料细度的变化，不同梯度的螺距使得物料到达出料口处粒度更细更均匀，使得后续精磨更为轻松；所述螺杆腔体外部设置有电感应加热装置，各区间的工作温度如下：加料段工作温度为50～170℃、混剪段工作温度为80～170℃、挤压排料段工作温度为80～250℃；所述工作温度从加料段到挤压排料段呈梯度升高；物料在经过螺杆输送的过程中，螺杆腔体通过电感应加热装置对各段的腔体按设定的温度进行加热，使得物料中所含的水分转化成水蒸气，增加螺杆腔体内的压力，当螺杆腔体的温度和压力到达一定的范围内，纤维物料中β纤维素和γ纤维素迅速分解，提高纤维物料中α纤维素的含量，达到纯化目的；。优选的是，所述出料口外部设置压力调节板，所述压力调节板与所述出料口平行相对设置，与所述出料口之间的水平距离可调节，调节压力调节板与出料口之间的水平距离，可以改变物料在螺杆腔体中的压力大小，控制出料口压力为0.5～10Mpa，进一步提高纤维物料纯化的效果，提高α纤维素的含量；使用可调节的压力调节板控制出料，较传统的试料模具更适用于纤维素物料，能有效防止物料在出料模具口产生“搭桥”现象，堵住出料口；所述出料口处还设置外罩，控制出料方向。优选的是，所述螺杆的轴部以矩形花键形式的联轴器与所述减速机的轴输出端连接，并辅以螺母锁死，所述螺母的旋向与所述螺杆的转动方向相同；所述螺杆腔体与所述减速机输出端以联轴器连接；所述减速机输入端通过皮带由电机带动。优选的是，所述螺杆腔体还可以是多段式设置，每段间通过螺栓、法兰连接；所述螺杆还可以是多段式设置，每段之间以矩形花键的结构连接；所述混剪段的螺杆还可以分为三个区间段，沿出料口方向，螺距呈梯度递减。优选的是，所述螺杆腔体外侧开槽，槽中设置管道，通以循环冷水；在距离所述电感应加热装置一定距离的螺杆腔体上安装有温度传感器；在所述出料口处安装有温度传感器；所有传感器都加装有保护套。优选的是，混剪段以及挤压排料段的螺旋上设置螺旋开槽，允许物料从开槽中通过。优选的是，基于如上所述的用于制备粉状纤维素的装置制备粉状纤维素的方法，包括：步骤一、将纸浆板进行开松和预破碎后，过20目筛网得到纸浆粉，与水和助膨剂混合均匀，使得混合物料的含水率控制在20～50％；所述助膨剂的添加量小于等于5％；步骤二、将步骤一所得混合物料通入所述用于制备粉状纤维素的装置，设置加料段的工作温度为50～170℃、混剪段的工作温度为80～170℃、挤压排料段工作温度为80～170℃，所述工作温度从加料段到挤压排料段呈梯度升高；物料停留时间小于等于10min，物料出口处压力控制在0.5～10Mpa，得挤出料；步骤三、将步骤二所得挤出料进行干燥，得到水分小于等于10％的干燥物料；步骤四、将步骤三所得干燥物料进行精磨，过筛得目标粒度的粉状纤维素。优选的是，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备粉状纤维素的装置，包括螺杆腔体、螺杆、减速机、进料口、出料口、支架和底座，其特征在于，所述进料口连接垂直设置的螺旋输送机，所述垂直设置的螺旋输送机上部远离出料口的一侧设有第一开口，所述第一开口处连接有水平设置的螺旋输送机，所述水平设置的螺旋输送机上部设有第二开口，所述第二开口上部设置有加料斗，所述第二开口与所述加料斗连通。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备粉状纤维素的装置，包括螺杆腔体、螺杆、减速机、进料口、出料口、支架和底座，其特征在于，所述进料口连接垂直设置的螺旋输送机，所述垂直设置的螺旋输送机上部远离出料口的一侧设有第一开口，所述第一开口处连接有水平设置的螺旋输送机，所述水平设置的螺旋输送机上部设有第二开口，所述第二开口上部设置有加料斗，所述第二开口与所述加料斗连通。2.如权利要求1所述的用于制备粉状纤维素的装置，其特征在于，所述加料斗内设置有竖直方向依次排列的搅拌器1～4个。3.如权利要求2所述的用于制备粉状纤维素的装置，其特征在于，所述螺杆腔体，两端开口，其水平设置，所述进料口开在靠近所述螺杆腔体一端开口的上方，另一端开口为出料口，所述螺杆腔体内平行设置两根螺杆，靠近进料口的螺杆一端由减速机带动转动，所述每根螺杆按区间设置不同螺距的螺旋，从加料口到出料口将所述区间分为加料段、混剪段以及挤压排料段，每个区间的螺杆参数如下：加料段：螺杆直径为30～285mm、螺旋间的螺距为40～320mm、长径比为5～55、导程为60～570mm；混剪段：螺杆直径为30～285mm、螺旋间的螺距为10～320mm、长径比为4～55、导程为60～570mm；挤压排料段：螺杆直径为30～285mm、螺旋间的螺距为10～320mm、长径比为1～55、导程为60～570mm；所述螺旋间的螺距从加料段到挤压排料段呈梯度递减；所述螺杆腔体外部设置有电感应加热装置，各区间的工作温度如下：加料段工作温度为50～170℃、混剪段工作温度为80～170℃、挤压排料段工作温度为80～250℃；所述工作温度从加料段到挤压排料段呈梯度升高。4.如权利要求3所述的用于制备粉状纤维素的装置，其特征在于，所述出料口外部设置压力调节板，所述压力调节板与所述出料口平行相对设置，与所述出料口之间的水平距离可调节，控制出料口压力为0.5～10Mpa；所述出料口处还设置外罩，控制出料方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：张楠，
申请(专利权)人：上海同化新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31