聚乳酸脱挥蒸发器制造技术

本发明专利技术涉及脱挥处理领域，公开了一种聚乳酸脱挥蒸发器，其包括：容器，所述容器包括筒体(3)；搅拌轴(5)，所述搅拌轴(5)与所述筒体(3)共轴；搅拌带(6)，所述搅拌带(6)连接于所述搅拌轴(5)，所述搅拌带(6)设置为围绕所述筒体(3)的中心轴线的螺旋状，所述搅拌带(6)包括朝向所述筒体(3)的内周面的外侧带面，并且所述外侧带面与所述身体(3)的内周面彼此间隔。通过上述技术方案，搅拌带可以将物料更为均匀地分布在筒体的内周面上，形成厚度均匀的薄层，避免物料团聚，便于对物料进行均匀加热，避免物料受热不均匀和在高温环境下停留时间过长导致的颜色变深等劣化变质，提高产品品质。

Poly (lactic acid) devolatilization evaporator

【技术实现步骤摘要】
聚乳酸脱挥蒸发器
本专利技术涉及脱挥领域，具体地涉及一种聚乳酸脱挥蒸发器。
技术介绍
目前，环境污染和资源短缺这两大问题已经对人类社会构成了重大威胁，开发可再生资源、可再生物降解的高分子材料用以替代石油塑料产品已是大势所趋。其中，以聚乳酸(PLA)的合成及应用研究最为活跃。聚乳酸属于化学合成的可完全生物降解的绿色高分子材料，聚乳酸的开发和利用除了可解决环境污染问题外，还可为主要以石油资源为基础的塑料工业开辟取之不尽的原料资源。因而，无论从环境保护方面，还是从资源开发方面来看，聚乳酸材料的开发都具有极其重要的意义。在众多聚乳酸合成方法中，丙交酯开环聚合法是获得高分子量、高强度聚乳酸的有效方法，具有广阔的应用前景。丙交酯开环聚合工艺及其后续脱挥工艺过程已成为聚乳酸合成领域中的重要研究内容。其研究重点一方面集中在聚合工艺的改进，以期进一步提高聚合物分子量，以满足各种应用聚乳酸材料的需要；另一方面是对反应后期脱挥工艺的改进，力求尽可能完全的从具有高粘度特性的聚合产物中脱除低分子量挥发物，提高聚合物纯度，以改善聚乳酸材料的模压性能和热稳定性。以丙交酯为原料生产聚乳酸的连续聚合方法中，脱挥方法及设备是其中的一个关键环节，由于体系粘度较高，而且丙交酯单体的沸点又比较高，因此，脱挥一直是聚乳酸生产过程和技术开发中的一个棘手难题。脱挥过程利用的是气液界面的挥发平衡浓度下降，使液相中的挥发分迅速转移到气相中，然而液体深处的挥发分则需要通过扩散达到界面处脱离液相转移到气相中去，因此，挥发分的传递速率为控制脱挥速度的控制步骤。在恒定温度下，提高挥发分的传递速率的途径有三个，一是使液膜变薄，缩短扩散距离；二是增加液体的湍动强度，使气液界面不断更新；三是促使挥发分汽化并易于与液相分离。现有的聚乳酸脱挥装置中，有的因为脱挥过程中待脱挥物料不能均匀受热，致使脱挥不够充分而且脱挥后物料的颜色偏黄；有的因为脱挥过程中挥发性组分受热气化后不能快速从液态物料中逸出，脱挥效率低，物料必须在高温环境下经过较长时间的处理才能使其中的挥发分含量满足指标要求，这不仅造成脱挥装置效率低下，还会导致最终得到的聚乳酸产品的质量下降。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种聚乳酸脱挥蒸发器，以解决脱挥过程中物料在脱挥过程中受热不均匀和物料中挥发性组分受热气化后不能快速从聚乳酸中逸出的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供一种聚乳酸脱挥蒸发器，其中，所述聚乳酸脱挥蒸发器包括：容器，所述容器包括竖直延伸的圆管形的筒体；搅拌轴，所述搅拌轴至少部分地设置在所述筒体中，并且所述搅拌轴与所述筒体共轴；搅拌带，所述搅拌带连接于所述搅拌轴，所述搅拌带设置为围绕所述筒体的中心轴线的螺旋状，所述搅拌带包括朝向所述筒体的内周面的外侧带面，并且所述外侧带面与所述筒体的内周面彼此间隔。可选择的，所述外侧带面与所述内周面的间隔为2mm-30mm。可选择的，所述搅拌带与所述搅拌轴径向间隔，并且所述搅拌带通过连接杆连接于所述搅拌轴。可选择的，所述聚乳酸脱挥蒸发器包括设置在所述容器底部的支撑架，所述搅拌轴的下端可转动地支撑在所述支撑架上。可选择的，所述聚乳酸脱挥蒸发器围绕所述筒体的中心轴线周向间隔的多个支撑杆、连接于所述支撑杆两端的上连接座和下连接座，所述上连接座连接于所述搅拌轴，所述多个支撑杆贴合连接于所述搅拌带的径向内侧表面。可选择的，所述聚乳酸脱挥蒸发器包括穿过所述筒体的进料管以及连接于所述进料管的分布器，所述分布器包括围绕所述筒体的中心轴线周向延伸的环状管，所述环状管上设置有布料口；并且，所述分布器位于所述搅拌带的上侧，所述布料口朝向所述筒体的内周面，并且所述布料口的朝向向下倾斜。可选择的，所述聚乳酸脱挥蒸发器包括包裹在所述筒体外部的夹套，所述夹套和所述筒体之间形成密封腔，所述夹套上设置有与所述密封腔连通的蒸汽凝液出口管和蒸汽入口管；或者，所述聚乳酸脱挥蒸发器包括围绕所述筒体外部的加热螺旋盘管，所述加热螺旋盘管连接有液态加热介质出口管和液态加热介质入口管。可选择的，所述容器包括连接于所述筒体上端的密封盖和设置在所述密封盖上的密封函，所述搅拌轴可转动地穿过所述密封盖和所述密封函，所述搅拌轴和所述密封函之间设置有密封填料，并且所述密封函上形成有密封气体注入管。可选择的，所述筒体的上部设置有能够连接于真空设备的排放管，所述筒体的下端连接有锥形筒，所述锥形筒的下端形成出料口，所述锥形筒的侧壁连接有惰性气体注入管。通过采用本专利技术提供的技术方案，物料进入脱挥装置后，首先能够相对均匀地分布到脱挥蒸发器上部的筒体内表面接受加热，从而使其中的易挥发组分气化进入筒体内部的气相空间。随着物料中含有的小分子挥发性组分不断蒸发，物料在沿着筒体边壁向下流动的过程中其黏度也逐渐升高。物料中挥发性组分含量降低到一定程度以后，因为粘度过高，单纯依靠自身重力已无法使物料继续顺畅地沿着边壁向下流动。本专利技术通过在蒸发器搅拌轴的周围贴近筒体边壁的位置设置螺旋形搅拌带，随着搅拌轴带动搅拌带在蒸发器内转动，可以对黏附在筒体内壁上的物料施加一个倾斜向下的刮擦力，从而可以使已脱除了部分挥发分呈粘稠浆糊状的物料能够贴着筒体内壁继续螺旋式地向下移动，这样既可以防止物料因黏度过大黏附在筒体内壁上，又可以防止物料在筒体内壁局部区域积聚成坨后在重力作用下直接落入筒体底部而无法得到充分加热，从而使物料在整个脱挥过程中都能够比较均匀地受热，并且在脱挥蒸发器内高温环境下的停留时间长度也大体相同，因而有利于提高脱挥后聚乳酸产品的质量。此外，在本专利技术提供的脱挥蒸发器中，需要脱除的挥发性组分受热气化后，能够迅速从筒体边壁的薄层物料中逸出，然后通过筒体内部的气态物料流通通道顺畅地从蒸发器内排出，因而可以获得较高的脱挥效率。附图说明图1是本专利技术一种实施方式所述的聚乳酸脱挥蒸发器的结构示意图；图2是本专利技术另一种实施方式所述的聚乳酸脱挥蒸发器的结构示意图。附图标记说明1进料管2分布器3筒体4夹套5搅拌轴6搅拌带7蒸汽凝液出口管8排放管9锥形筒10出料口11惰性气体注入管12支撑架13密封盖14蒸汽入口管15布料口16密封气体注入管17密封填料18密封函19连接杆20支撑杆21上连接座22加热螺旋盘管23液态加热介质出口管24液态加热介质入口管25下连接座26连接座排气孔27搅拌轴排气孔具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指容器的筒体竖直延伸设置时的位置关系。本专利技术提供了一种聚乳酸脱挥蒸发器，其中，所述聚乳酸脱挥蒸发器包括：容器，所述容器包括竖直延伸的圆管形的筒体3；搅拌轴5，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚乳酸脱挥蒸发器，其特征在于，所述聚乳酸脱挥蒸发器包括：/n容器，所述容器包括竖直延伸的圆管形的筒体(3)；/n搅拌轴(5)，所述搅拌轴(5)至少部分地设置在所述筒体(3)中，并且所述搅拌轴(5)与所述筒体(3)共轴；/n搅拌带(6)，所述搅拌带(6)连接于所述搅拌轴(5)，所述搅拌带(6)设置为围绕所述筒体(3)的中心轴线的螺旋状，所述搅拌带(6)包括朝向所述筒体(3)的内周面的外侧带面，并且所述外侧带面与所述筒体(3)的内周面彼此间隔。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸脱挥蒸发器，其特征在于，所述聚乳酸脱挥蒸发器包括：
容器，所述容器包括竖直延伸的圆管形的筒体(3)；
搅拌轴(5)，所述搅拌轴(5)至少部分地设置在所述筒体(3)中，并且所述搅拌轴(5)与所述筒体(3)共轴；
搅拌带(6)，所述搅拌带(6)连接于所述搅拌轴(5)，所述搅拌带(6)设置为围绕所述筒体(3)的中心轴线的螺旋状，所述搅拌带(6)包括朝向所述筒体(3)的内周面的外侧带面，并且所述外侧带面与所述筒体(3)的内周面彼此间隔。


2.根据权利要求1所述的聚乳酸脱挥蒸发器，其特征在于，所述外侧带面与所述内周面的间隔为2mm-30mm。


3.根据权利要求1所述的聚乳酸脱挥蒸发器，其特征在于，所述搅拌带(6)与所述搅拌轴(5)径向间隔，并且所述搅拌带(6)通过连接杆(19)连接于所述搅拌轴(5)。


4.根据权利要求3所述的聚乳酸脱挥蒸发器，其特征在于，所述聚乳酸脱挥蒸发器包括设置在所述容器底部的支撑架(12)，所述搅拌轴(5)的下端可转动地支撑在所述支撑架(12)上。


5.根据权利要求1所述的聚乳酸脱挥蒸发器，其特征在于，所述聚乳酸脱挥蒸发器围绕所述筒体(3)的中心轴线周向间隔的多个支撑杆(20)、连接于所述支撑杆两端的上连接座(21)和下连接座(25)，其中所述上连接座(21)连接于所述搅拌轴(5)，所述多个支撑杆(20)贴合连接于所述搅拌带(6)的径向内侧表面。


6.根据权利要求5所述的聚乳酸脱挥蒸发器，其特征在于，所述上连接座(21)和所述搅拌轴(5)中设置有排气通道，所述上连接座(21)的底部设置有与所述排气通道连通的连接座排气孔(26)，所述搅拌轴(5)的侧壁上...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟毅，李义，许克家，陈博，安泰，田芳，岳洪书，崔兆宁，
申请(专利权)人：吉林中粮生化有限公司，中粮营养健康研究院有限公司，吉林中粮生物材料有限公司，中粮生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22