一种天然胶乳快速造粒的装置

摘要

本发明涉及一种天然胶乳快速造粒的装置，包括振动喷嘴、凝固池、接收盘，其特征在于：振动喷嘴的转动圆盘在电动机的带动下循环往复，所述的各部件可以按需调整及拆卸。胶乳经多孔喷头被分散成直径均一的小液滴，当落入下方盛有快速凝固剂的凝固池时，迅速凝固完全，并在导粒板与凝固剂分离，凝固剂在循环泵抽吸下再次进入凝固柱底部重复使用，胶粒则溢流上升至分离筛网，从筛网滚落入接收盘，直接制成颗粒状橡胶。该装置与传统天然胶乳凝固方法相比，省去了多级绉片，多级造粒的工序，既大大缩短了凝固时间，又降低了电能的消耗和废水污染，节能减排的同时又节约了生产成本。

权利要求

1.一种快速凝固天然胶乳的装置，由电动机、转动圆盘、多孔喷头、凝固池、分离筛网、接收盘、回收泵、导粒板、支撑骨架、密封盖组成，经预处理的天然胶乳通过管道输送到上方，转动圆盘在电动机的带动下循环往复，使天然胶乳从多孔喷头向下喷洒出直径均一的胶乳液滴，胶乳液滴由于重力作用笔直落入下方带支撑骨架的装有凝固剂的凝固池中，胶乳液滴在凝固池中迅速凝固变硬，最后落在导粒板上，并利用连通器原理向上运动，在分离筛网上累积，至一定数量后落入接收盘，凝固剂在导粒板处与胶粒分离，在回收泵的作用下落入回收层，达到回收利用的效果，凝固池上方加装密封盖，有效避免气体挥发带来的环境污染。

2.根据权利要求 1 所述的一种快速凝固天然胶乳的装置， 其特征在于所述的电动机、转动圆盘、多孔喷头、接收盘均采用不锈钢材料。

说明书

一种天然胶乳快速造粒的装置

技术领域

[0001] 本专利涉及一种天然胶乳快速造粒的装置，能简化凝固过程和减少能耗及污染。

背景技术

[0002] 天然胶乳是由人工栽培的巴西三叶橡胶树分泌出来的乳汁，是生物合成的液体，经凝固干燥等加工过程制得弹性高，强度大，耐磨，耐撕裂的天然橡胶。天然胶乳是组分复杂的橡胶-水基型分散体系，分散相是橡胶粒子，非橡胶粒子；分散介质是乳清。天然胶乳的化学成分非常复杂，除橡胶烃和水外，还有种类繁多的非橡胶物质，如蛋白质，脂肪酸，糖类，无机盐等等，而组成胶乳的这些物质及其含量不是固定不变的，往往随着品系，气候，土壤，季节，树龄，化学刺激等因素的不同而改变。

[0003] 20世纪60年代以前，国内外对天然胶乳的生产一直采用传统方法，生产以烟片胶为主的片状胶。这种生产方式工艺落后，机械化程度低，生产周期长，而且需要消耗大量的木材用于熏烟胶片。20世纪70年代之后，我国先后成功地研制出具有我国独特风格的锤磨法，挤压法和剪切法三种颗粒橡胶生产的造粒和干燥设备。与烟胶片生产相比较，颗粒胶生产工艺的优点是：①设备的生产能力大，适应性广，而且既能加工胶乳凝块又能加工杂胶，从而有利于提高工厂的生产效率。②机械化程度高，免除了旧工艺的繁重的体力劳动，提高劳动生产率③采用以重/柴油为主要原料的热风干燥设备，解决了对木材的高消耗问题。

[0004] 目前我国天然橡胶的加工过程主要包括：胶园新鲜天然胶乳-加氨保存-机械除杂-加酸凝固-凝块浸水-三级压绉三级脱水-机械造粒-干燥-检验-分级-包装，即传统的酸凝固工艺。事实证明，该生产工艺存在以下几大弊端：①形成的厚凝固块在10厘米以上的需要先经过压薄机压薄至6-8厘米，才能进入脱水机组压绉脱水，压出的绉片再经过锤磨机造粒，所得胶粒形状不规则，表面粗糙，不利于干燥；②经多次检验表明，用酸凝固生产的标准胶产品其拉伸强度较不理想；③设备占地面积大，用工多而且凝固时间长，不能连续化；④腐蚀性强，缩短设备使用寿命，增加设备维修费用；⑤绉片机，造粒机等均属于大功率用电设备，耗能量高；⑥压绉过程中需要多次的清水洗涤再机械脱水，会消耗大量的清水；⑦排放的制胶废水酸性强，污染物含量高，严重污染环境。

[0005] 我们都知道，胶乳的凝固是天然生胶生产的一个重要环节，不仅影响到脱水，干燥等后续加工过程，对天然生胶的性能也有一定的影响。近年来，随着颗粒胶生产的发展，在凝固工艺的改革方面出现了许多新的凝固方法。

[0006] 所谓胶乳的凝固，是指在一定条件下，胶乳由稳定状态向其反面转化的过程，即破坏胶乳稳定性的过程。刚从胶树排出的新鲜胶乳pH=7.0左右，氨保存后达8.0以上，均高于蛋白质的等电点，因而橡胶粒子保护层的蛋白质作酸式电离，使橡胶粒子表面带有负电荷，从而引起周围水分子的极化，产生诱导偶极并在橡胶粒子表面作定向排列而形成一层水化膜。所以，使胶乳产生凝固可以中和其表面的阴电荷或破坏其水化膜。根据凝固机理可以将凝固工艺分为以下几种：

[0007] 酸凝固法:是中国生胶加工中最早使用的凝固方法，也是目前国内生产上使用最广泛的方法。其使用主要有醋酸、甲酸、硫酸等。酸凝固胶乳的机理主要是增加胶乳中氢离子的量，从而降低胶乳的pH值．压缩双电层，使水化膜变薄。当达到蛋白质的等电点时，电动电位为零，橡胶粒子间再无斥力，它们相互聚集而凝固成块。酸凝固方法虽仍在不断的探索酸的种类及其凝固工艺，但研究应用较广的醋酸、甲酸、硫酸等凝固胶乳时都存在一些不足。

[0008] 自然凝固及微生物凝固:胶乳从胶树流出来经一段时间后就会自然凝固，通常认为自然凝固的原因有3个：①由于细菌在胶乳内不断产生挥发脂肪酸，降低了胶乳的pH值，从而电荷中和导致胶乳自然凝固；②由于胶乳中形成高级脂肪酸并吸附在胶乳中的橡胶粒子上，这些羧酸根同金属离子结合，生成羧酸盐而导致胶乳自然凝固；⑧胶乳中存在分解蛋白酶，即凝固酶和过氧化物酶，作用于胶乳中橡胶粒子的蛋白质层，破坏了橡胶粒子表面的吸附层，使橡胶粒子失去稳定性而互相粘结，导致胶乳自然凝固。事实上，胶乳从胶树流出后，就处于胶园的复杂环境之中，往往是上述3种因素同时发生作用。

[0009] 自然凝固往往凝固时间长，凝固不完全，所以后来发展的微生物凝固就是基于自然凝固的思路，在外加微生物菌种和营养物质的条件下，加快微生物的繁殖和代谢，从而加快胶乳的凝固，缩短凝固时间。但微生物凝固在菌种的选择控制上还有待突破，而且其凝固过程中易产生发臭、发胀、凝块过软或过硬、夹生胶现象。

[0010] 无机盐凝固:凝固机理与酸凝固机理相似，只是无机盐凝固是通过金属阳离子电荷起凝固作用。还有一种说法认为：。二价、三价的盐能与橡胶粒子保护层物质结合，生成不溶性化合物，破坏橡胶粒子的稳定性而使胶乳凝固。经过研究发现，二价盐较一价和三价凝固胶乳速率更快，并且其中的钙盐的凝固速率最为突出。无机盐凝固速度快、污染小、成本低，还能在基本不改变现有工厂的加工方式的基础上应用，但凝固的生胶灰分含量偏高，影响制品的最终使用性能。

[0011] 物理凝固:加热或冷冻均会使胶乳产生凝固。加热使分子的平均动能加大，促使橡胶粒子运动加剧，从而增加相互之间的碰撞机会。加热会导致蛋白质变性，从而减少阴电荷并使水化膜遭到破坏。冷冻则会使蛋白质周围的水化膜因结冰而被破坏，从而使橡胶粒子发生不可逆的脱水作用。

[0012] 在某种程度上来说，这些凝固方法在工厂的生产中还有一定限制且无法满足当前环境友好型社会发展需求，因此，探索新型天然胶乳凝固工艺对于整个行业的生产和环境的保护都具有十分重要的意义。

发明内容

[0013] 本发明的目的提供一种天然胶乳快速造粒的装置。

[0014] 为了改进传统天然胶乳凝固工艺，保证生胶性能不受影响的同时提高凝固效率。本发明通过振动喷嘴的周期性往复将胶乳分散成小液滴，落入装有快速凝固剂的凝固池中，不仅能够使天然胶乳快速地凝固成球状，一步制成颗粒胶，而且快速凝固剂经循环泵抽吸可以再次进入凝固柱底部重复利用，同时该装置舍弃了传统工艺中的大型耗电耗能设备，节约能源的同时降低环境污染。

[0015] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：转动圆盘在电动机的带动下循环往复，胶乳经多孔喷头的周期性振动作用而被分散成直径均一的小液滴，当落入正下方盛有快速凝固剂的凝固池时，立刻发生由表及里的凝固沉降。凝固池中的凝固柱底部与溢流夹层连通，形成连通器，溢流层上沿边缘设有分离筛网，当胶乳液滴凝固完全沉降至导粒板时便与凝固剂分离，凝固剂从导粒板缝隙漏下后进入回收层，在循环泵抽吸下再次进入凝固柱底部重复使用，胶粒则从筛网滚落入接收盘，由工厂传送带送入陈化罐陈化完全。最后按一般工厂操作干燥完全即可得到颗粒胶。

[0016] 本发明有益效果是：简化凝固工艺过程，凝固速度快，生产效率高；基本上可以实现自动化，机械化，连续化，操作简便；凝固剂可实现循环使用，大大降低生产成本；整个工艺可在常温下进行，环境适应性强；舍弃三级绉片和三级造粒等高能耗装置，大大减少能耗和各种污染物排放。

附图说明

[0017] 下面结合附图对本发明进一步说明。

[0018] 附图是本发明的一种天然胶乳快速造粒的装置构造示意图。

[0019] 图中1.电动机，2.转动圆盘，3.多孔喷头，4.凝固池，5.分离筛网，6.接收盘，7.回收泵，8.导粒板，9.支撑骨架，10.密封盖。

[0020] 具体实施方式：

[0021] 在图中，经预处理的天然胶乳通过管道输送到上方，转动圆盘（2）在电动机（1）的带动下循环往复，使天然胶乳从多孔喷头（3）向下喷洒出直径均一的胶乳液滴，胶乳液滴由于重力作用笔直落入下方带支撑骨架（9）的装有凝固剂的凝固池（4）中，胶乳液滴在凝固池中迅速凝固变硬，最后落在在导粒板（8）上，并利用连通器原理向上运动，在分离筛网（5）上累积，至一定数量后落入接收盘（6）；凝固剂在导粒板（8）处与胶粒分离，在回收泵（7）的作用下落入回收层，达到回收利用的效果。凝固池（4）上方加装密封盖（10），能够有效避免气体挥发带来的环境污染。