一种可降解塑料的制备系统技术方案

本发明专利技术涉及可降解塑料制备技术领域，尤其涉及一种可降解塑料的制备系统，包括粉体制备单元、粉体应力消除单元、混合粉体制备单元、保护剂制备单元、物料混合单元、造粒单元和中控单元。本发明专利技术通过在对生物质粉体进行二次粉碎时根据生物质粉体的实际未过筛比例将粉碎扇叶的粉碎转速调节至对应值，能够有效地将制得的将生物质粉体的平均目数粉碎至预设区间，同时，根据评级结果对制备可降解塑料的后续工艺中的参数进行对应的调节，能够有效保证不同级别的生物质粉体在作为原料制备可降解塑料时均能够与各原料进行有效的混合，从而有效提高了本发明专利技术所述系统针对可降解塑料的制备效率。了本发明专利技术所述系统针对可降解塑料的制备效率。了本发明专利技术所述系统针对可降解塑料的制备效率。

【技术实现步骤摘要】
一种可降解塑料的制备系统


[0001]本专利技术涉及可降解塑料制备
，尤其涉及一种可降解塑料的制备系统。

技术介绍

[0002]塑料产品由于具有质轻、耐用、安全、成本低廉等特点而广泛用于包装、日用、建筑等领域。在带给人们方便的同时，塑料产品的缺点也逐渐被意识到，目前普通采用的石油基聚烯烃(聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC等)大部分无法被循环利用，而且在自然条件下降解时间非常长，因而会产生大量的垃圾，造成相当严重的“白色污染”。
[0003]生物可降解塑料是指在自然条件下，通过自然界的某些微生物如细菌、真菌和藻类等作用而引发降解的塑料，包括微生物合成型生物降解塑料(如聚羟基脂肪酸类PHA、聚羟基丁酸酯PHB等)、化学合成型生物降解塑料(如聚乳酸PLA、聚己二酸
‑
对苯二甲酸丁二醇酯PBAT，聚丁二酸丁二醇酯PBS、聚己内酯PCL等)和天然类生物降解塑料(淀粉、纤维素等)三大类。而目前合成型的生物降解塑料的价格普遍比较昂贵，即使是已经工业化生产的聚乳酸，价格也几乎是普通石油基聚乙烯的两倍，从而极大限制了其使用范围。
[0004]将价格相对低廉的淀粉、木素、纤维素等天然材料与可降解塑料如PLA、PBAT等复合加工是降低可降解塑料生产成本的一种有效途径。宁平等用木薯淀粉、玉米淀粉来填充PBAT，发现淀粉用量为5～10份时，材料的综合力学性能得到较好改善；但当淀粉用量超过10份时，性能明显下降(宁平等，淀粉填充改性PBAT的结构与性能研究，化工新型材料，2010.7)。邹阳雪发现在PBAT/PES聚酯基体中，木素含量为5％时，可以在体系中均匀分散，材料的力学性能没有明显下降；而木素含量达到15％时，拉伸强度出现大幅降低(邹阳雪，木质素/PBAT/PES复合材料的制备及性能研究，西南科技大学硕士论文，2016)。李玲玉用淀粉和PLA混合、熔融制备3D打印材料，发现复合材料的力学性能随着淀粉比例的增加呈现明显的下降趋势，当淀粉用量为40％时，拉伸强度降幅达72～74％，冲击强度降幅达28％，弯曲强度降幅达30～34％(李玲玉，应用于3D打印的聚乳酸/淀粉复合材料的制备及表征，化工技术与开发，2018.7)。以往研究发现，淀粉、木素等在可降解塑料中只能少量添加，否则会导致复合材料力学性能下降。
[0005]然而，在现有的基于纤维素的可降解塑料的制备过程中，容易出现准备的植物纤维粉末目数过高或过低的情况，从而导致在后续制备可降解塑料的过程中，植物纤维粉末与其他物料的混合不均匀，并引起制得的塑料实用性差的情况发生，从而降低了现有技术中设备针对以植物纤维为原料的可降解塑料的制备效率。

技术实现思路

[0006]为此，本专利技术提供一种可降解塑料的制备系统，用以克服现有技术中植物纤维粉末与物料混合不均匀导致的可降解塑料制备效率低的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供一种可降解塑料的制备系统，包括：
[0008]粉体制备单元，用以制备生物质粉体，包括用以储存植物的植物原料储罐，设置在
植物原料储罐输出端、用以粉碎植物的粉碎机构，设置在粉碎机构输出端、用以筛选破碎后生物质粉体的筛网以及设置在筛网输出端、用以装载过筛的生物质粉体的粉体承载仓；在所述植物粉碎机构中设有粉碎扇叶；在所述筛网上设有用以检测未过筛粉末质量的质量检测器；
[0009]粉体应力消除单元，其与所述粉体承载仓相连，用以接收和压实所述粉体承载仓输出的生物质粉体以消除生物质粉体的内应力，在粉体应力消除单元中设有压力检测器，用以检测粉体应力消除单元对生物质粉体施加的压力；
[0010]混合粉体制备单元，其与所述粉体应力消除单元相连，混合粉体制备单元顶部设有改性原料储罐组；当所述混合粉体制备单元运行时，混合粉体制备单元分别接收所述粉体应力消除单元输出的生物质粉体以及改性原料储罐组中各改性原料储罐输出的改性原料并对生物质粉体和各改性原料进行搅拌以制备混合粉体；
[0011]保护剂制备单元，用以制备保护剂；
[0012]物料混合单元，其分别与所述混合粉体制备单元以及所述保护剂制备单元相连，物料混合单元还与淀粉储罐相连；当所述物料混合单元运行时，物料混合单元分别接收所述混合粉体制备单元输出的混合粉体、所述保护剂制备单元输出的保护剂以及所述淀粉储罐输出的淀粉并对混合粉体、保护剂以及淀粉进行搅拌以制备混合物料；在所述物料混合单元中设有粘度检测器，用以在物料混合单元制备混合物料时实时检测混合物料的粘度；
[0013]造粒单元，其与所述物料混合单元相连，用以接收物料混合单元输出的混合物料并将混合物料并将混合物料制备成可降解塑料母粒；
[0014]中控单元，其分别与各单元、各单元内的部件以及各储罐相连，用以在系统运行时根据未过筛的生物质粉体质量将粉碎机构中粉碎扇叶的粉碎转速调节至对应值并在未过筛的生物质粉体质量达到标准时对破碎机构制备的生物质粉体进行评级，当中控单元完成对生物质粉体的评级时，中控单元根据评级结果调节所述粉体应力消除单元对生物质粉体的压力。
[0015]进一步地，当所述粉体制备单元制备生物质粉体时，所述中控单元控制所述植物原料储罐将预设质量M的植物输送至所述粉碎机构并控制所述粉碎扇叶以预设粉碎转速V旋转以粉碎植物原料储罐输出的植物，粉碎完成后，粉碎机构将生物质粉末经第一预设目数r1的筛网输送至所述粉体承载仓，过筛后中控单元控制所述质量检测器检测筛网上未过筛的生物质粉体的质量、计算剩余生物质粉体质量与植物原料储罐输出的植物质量的占比B并将B与预设质量占比B0进行比对；若B＜B0，所述中控单元判定该生物质粉体粒度符合标准并将该生物质粉体评定为高目数的一级生物质粉体，判定完成后，中控单元将过筛的生物质粉体输送至所述分体应力消除单元；若B≥B0，中控单元控制所述筛网将剩余的生物质粉体通过回料通道输送至粉碎机构、计算B与B0之间的差值
△
B并根据
△
B将所述粉碎扇叶的转速调节至对应值以使破碎机构对剩余的生物质粉体进行二次粉碎，设定
△
B＝B
‑
B0；
[0016]所述中控单元中设有第一预设质量差值
△
B1、第二预设质量差值
△
B2、第一预设粉碎转速调节系数α1和第二预设粉碎转速调节系数α2；其中，
△
B1＜
△
B2，1＜α1＜α2＜1.3；
[0017]当
△
B≤
△
B1时，所述中控单元在所述粉碎机构对剩余生物质粉体进行二次粉碎时不对所述粉碎扇叶的粉碎转速进行调节；
[0018]当
△
B1＜
△
B≤
△
B2时，所述中控单元在所述粉碎机构对剩余生物质粉体进行二次粉碎时使用α1对所述粉碎扇叶的粉碎转速进行调节；
[0019]当
△
B＞
△
B2时，所述中控单元在所述粉碎机构对剩余生物质粉体进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解塑料的制备系统，其特征在于，包括：粉体制备单元，用以制备生物质粉体，包括用以储存植物的植物原料储罐，设置在植物原料储罐输出端、用以粉碎植物的粉碎机构，设置在粉碎机构输出端、用以筛选破碎后生物质粉体的筛网以及设置在筛网输出端、用以装载过筛的生物质粉体的粉体承载仓；在所述植物粉碎机构中设有粉碎扇叶；在所述筛网上设有用以检测未过筛粉末质量的质量检测器；粉体应力消除单元，其与所述粉体承载仓相连，用以接收和压实所述粉体承载仓输出的生物质粉体以消除生物质粉体的内应力，在粉体应力消除单元中设有压力检测器，用以检测粉体应力消除单元对生物质粉体施加的压力；混合粉体制备单元，其与所述粉体应力消除单元相连，混合粉体制备单元顶部设有改性原料储罐组；当所述混合粉体制备单元运行时，混合粉体制备单元分别接收所述粉体应力消除单元输出的生物质粉体以及改性原料储罐组中各改性原料储罐输出的改性原料并对生物质粉体和各改性原料进行搅拌以制备混合粉体；保护剂制备单元，用以制备保护剂；物料混合单元，其分别与所述混合粉体制备单元以及所述保护剂制备单元相连，物料混合单元还与淀粉储罐相连；当所述物料混合单元运行时，物料混合单元分别接收所述混合粉体制备单元输出的混合粉体、所述保护剂制备单元输出的保护剂以及所述淀粉储罐输出的淀粉并对混合粉体、保护剂以及淀粉进行搅拌以制备混合物料；在所述物料混合单元中设有粘度检测器，用以在物料混合单元制备混合物料时实时检测混合物料的粘度；造粒单元，其与所述物料混合单元相连，用以接收物料混合单元输出的混合物料并将混合物料并将混合物料制备成可降解塑料母粒；中控单元，其分别与各单元、各单元内的部件以及各储罐相连，用以在系统运行时根据未过筛的生物质粉体质量将粉碎机构中粉碎扇叶的粉碎转速调节至对应值并在未过筛的生物质粉体质量达到标准时对破碎机构制备的生物质粉体进行评级，当中控单元完成对生物质粉体的评级时，中控单元根据评级结果调节所述粉体应力消除单元对生物质粉体的压力。2.根据权利要求1所述的可降解塑料的制备系统，其特征在于，当所述粉体制备单元制备生物质粉体时，所述中控单元控制所述植物原料储罐将预设质量M的植物输送至所述粉碎机构并控制所述粉碎扇叶以预设粉碎转速V旋转以粉碎植物原料储罐输出的植物，粉碎完成后，粉碎机构将生物质粉末经第一预设目数r1的筛网输送至所述粉体承载仓，过筛后中控单元控制所述质量检测器检测筛网上未过筛的生物质粉体的质量、计算剩余生物质粉体质量与植物原料储罐输出的植物质量的占比B并将B与预设质量占比B0进行比对；若B＜B0，所述中控单元判定该生物质粉体粒度符合标准并将该生物质粉体评定为高目数的一级生物质粉体，判定完成后，中控单元将过筛的生物质粉体输送至所述分体应力消除单元；若B≥B0，中控单元控制所述筛网将剩余的生物质粉体通过回料通道输送至粉碎机构、计算B与B0之间的差值
△
B并根据
△
B将所述粉碎扇叶的转速调节至对应值以使破碎机构对剩余的生物质粉体进行二次粉碎，设定
△
B＝B
‑
B0；所述中控单元中设有第一预设质量差值
△
B1、第二预设质量差值
△
B2、第一预设粉碎转速调节系数α1和第二预设粉碎转速调节系数α2；其中，
△
B1＜
△
B2，1＜α1＜α2＜1.3；
当
△
B≤
△
B1时，所述中控单元在所述粉碎机构对剩余生物质粉体进行二次粉碎时不对所述粉碎扇叶的粉碎转速进行调节；当
△
B1＜
△
B≤
△
B2时，所述中控单元在所述粉碎机构对剩余生物质粉体进行二次粉碎时使用α1对所述粉碎扇叶的粉碎转速进行调节；当
△
B＞
△
B2时，所述中控单元在所述粉碎机构对剩余生物质粉体进行二次粉碎时使用α2对所述粉碎扇叶的粉碎转速进行调节；当所述中控单元使用αi对所述粉碎扇叶的粉碎转速进行调节时，设定i＝1，2，调节后的粉碎扇叶的粉碎转速记为V
’
，设定V
’
＝V
×
αi。3.根据权利要求2所述的可降解塑料的制备系统，其特征在于，所述中控单元中设置有预设临界粉碎转速Vmax，当所述中控单元判定需将所述粉碎扇叶的粉碎转速调节至V
’
时，中控单元将V
’
与Vmax进行比对；若V
’
＜Vmax，所述中控单元将粉碎扇叶的粉碎转速调节至V
’
、在粉碎机构完成对剩余生物质粉体粉碎后重新计算所述筛网剩余生物质粉体质量与所述植物原料储罐输出的植物质量的占比并在该占比大于等于B0时根据二者差值重新调节粉碎扇叶的粉碎转速以重新对剩余生物质粉体进行粉碎直至粉碎后筛网上剩余的生物质粉体与植物原料储罐输出的植物质量的占比小于B0；若V
’
＞Vmax，所述中控单元将粉碎扇叶的粉碎转速设置为Vmax、在粉碎机构完成对剩余生物质粉体粉碎后重新计算所述筛网剩余生物质粉体质量与所述植物原料储罐输出的植物质量的占比B
’
并根据该占比对生物质粉体进行评级。4.根据权利要求3所述的可降解塑料的制备系统，其特征在于，当所述中控单元将B
’
与B0进行比对以对生物质粉体进行评级时，若B
’
≤B0，所述中控单元判定生物质粉体为高目数生物质粉体；若B
’
＞B0，所述中控单元计算质量差值
△
B
’
并根据
△
B
’
对粉末进行评级，设定
△
B
’
＝B
’‑
B0；若
△
B
’
≤
△
B1，所述中控单元评定该生物质粉体为高目数的一级生物质粉体；若
△
B1＜
△
B
’
≤
△
B2，所述中控单元控制所述粉体制备单元更换第二预设目数r2的筛网对粉碎后的剩余生物质粉体进行筛选，80＜r2＜r1＜120；若筛后的剩余生物质粉体质量与植物总质量的占比B”≤B0，所述中控单元评定该生物质粉体为中目数的二级生物质粉体；若B”＞B0，所述中控单元计算
△
B”并根据
△
B”对生物质粉体进行判定，设定
△
B”＝B
”‑
B0；若
△
B”≤
△
B1，所述中控单元评定该生物质粉体为中目数的二级生物质粉体；若
△
B”＞
△
B1，所述中控单元评定生物质粉体为低目数的三级生物质粉体；若
△
B
’
...

【专利技术属性】
技术研发人员：何亮，温建强，符嘉欣，
申请(专利权)人：广东轻工职业技术学院，
类型：发明
国别省市：