CN108162102B - 一种用于生产胶合板用生物质活性填料的工艺及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于生产胶合板用生物质活性填料的工艺及***，该工艺包括：桉树皮的粗破碎、浸润、挤压、干燥、粉碎、混合、包装。生产出的产品可完全替代胶合板行业所使用填充料‑面粉等农业产品，达到降低生产成本、提高木材工业用胶黏剂性能(降甲醛、胶合性、耐水性)的目的。

Description

一种用于生产胶合板用生物质活性填料的工艺及***

技术领域

本发明属于木材加工领域，涉及一种可替代胶合板行业所使用填充料-面粉的生物质活性填料的生产工艺。

背景技术

我国木材工业用胶黏剂中脲醛胶和三聚氰胺改性脲醛胶的用量约占木材胶粘剂总量的90.9％，目前用作脲醛树脂的填料主要是面粉，每立方成品胶平均需要添加30kg工业面粉(主要为小麦粉)提高其粘稠度。由于脲醛树脂胶的耐水性差，面粉等填料在潮湿环境中易霉变，会加速胶合板的老化，出现强度下降、开胶等现象，并释放出更多的酸化甲醛(CH₂OH⁺)，因此，面粉等填料很难有效解决游离甲醛的危害。而中国耕地面积已到了保障居民基本口粮的红线，用大量的粮食作为填料，明显不适合我国的国情。加上近年来农产品价格大幅上扬，增加了胶合板的生产成本。

桉树树种源自澳大利亚，生长迅速、适应性强、木材产量高，是世界上三大速生木材之一。因此，被世界很多国家和地区引种栽培。据统计，全球桉树人工林种植面积达2000万公顷，我国也引进了桉树树种，目前桉树人工林种植面积达150万公顷。来自桉树的木材资源丰富。

桉树树干去皮后的木材，经处理后，广泛用作制造刨花板、碎料板以及各种胶合板的木材原料。但在加工过程中，产生的桉树皮，尚未得到充分利用，造成资源浪费，而且污染环境。

如何寻找胶合板填料面粉的替代性产品，降低胶合板的生产成本，现在仍无有效的解决办法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种用于胶合板的生物质活性填料的生产工艺，该工艺使用桉树木材加工中废弃的桉树皮作为原料生产胶合板用填料，一方面避免了农产品价格上扬造成的胶合板生产成本的增加，另一方面也解决了桉树皮的废物再利用问题，减少了环境污染。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于胶合板的生物质活性填料的生产工艺，包括如下步骤：

1)粗破碎给料：将桉树皮进行粗破碎，然后将粗破碎的桉树皮送入一给料设备的进料仓，经该进料仓的仓底的拨料器使桉树皮均匀掉落于一第一皮带输送机，由该第一皮带输送机输送到一浸润设备；

2)浸润：桉树皮在该浸润设备中灌注的配方溶液中浸润8-15min，浸润后含水率为85～90％；

3)挤压：将浸润后的桉树皮经一网式皮带输送至一挤压设备进行间歇挤压，挤压压力为25Mpa，保压时间25s，一次挤压周期40s，同时将挤压出的溶液过滤后输送至该浸润设备回用，桉树皮通过挤压后含水率为45～55％；

4)干燥：将挤压后的桉树皮经一第二皮带输送机输送至一干燥设备的一缓冲料仓，通过该缓冲料仓底部的拨料器使物料均匀进入该干燥设备，经一热风提供设备输送的热风进行干燥，使桉树皮含水率降至8～11％；

5)粉碎：将干燥后的桉树皮经一第三皮带输送机输送至一粉碎设备进行粉碎制成桉树皮粉料，粉碎粒度要求大于200目；

6)混合：将粉碎后桉树皮粉料经负压输送管道输送至一混合设备，与辅料混合35-45min，制成混合料，混合料中桉树皮粉料含量为40～70％；

7)包装：将混合料通过一螺杆输送机输送至一包装设备进行包装。

优选地，步骤1)所述桉树皮含水率为45～55％，粗破碎至长度3～5cm，以提高粉碎机的合格粉体出料量。

优选地，步骤2)中所述配方溶液为质量浓度为5-8％的十二烷基苯磺酸钠溶液。

本发明提供的工艺中步骤2)的浸润使桉树皮改性，目的在于：

1)改善桉树皮粉在胶水中的分散性和相容性。经过改性后的桉树皮粉在调胶时能快速地分散到胶水中，形成稳定的悬浮液，可以改善胶黏剂的预压性能，提高胶合强度；

2)改变木粉的表面张力；

3)调整木粉的酸碱性；

4)活化作用：激发桉树皮粉内单宁等物质的反应活性，以便与胶粘剂中的游离甲醛、活性羟基等充分结合。

本发明另提供一种用于生产胶合板用生物质活性填料的***，包括给料设备、浸润设备、挤压设备、热风提供设备、干燥设备、粉碎设备、混合设备、包装设备、输送设备；

其中，该输送设备包括一第一皮带输送机、一第二皮带输送机、一第三皮带输送机、一网式皮带、复数负压输送管道和一螺杆输送机；该输送设备用于将前一工序处理的桉树皮料输送到下一工序；

该给料设备包括一进料仓和一拨料器，该拨料器固定于该进料仓的底部开口的上方，该第一皮带输送机的喂料端位于该进料仓的底部开口的下方，桉树皮料经该拨料器作用可均匀落到该第一皮带输送机；

该浸润设备包括一连续浸润机和一高位罐，该连续浸润机的槽体内灌注有配方溶液，并在槽体上半部安装有多个旋转翻板，用于通过旋转搅拌使生物质与配方溶液混合均匀，该高位罐内部灌装配方溶液，通过管道与连续浸润机的槽体连接，该连续浸润机的槽体外侧安装有一液位计，用于监测槽体内配方溶液的液位，当配方溶液液位低于预设值时，该高位罐向该连续浸润机中灌注配方溶液，使得配方溶液液位保持稳定；该连续浸润机的进料口位于该第一皮带输送机的卸料端的下方，用于承接桉树皮料；该连续浸润机的出料口位于网式皮带的喂料端的上方；

该挤压设备为一立式挤压机，该立式挤压机的进料仓位于网式皮带的卸料端的下方，用于承接桉树皮料；该立式挤压机的出料口位于第二皮带输送机的喂料端的上方，该立式挤压机的集液盘处连接有一回流管道，该回流管道的另一端连接于该连续浸润机的槽体，用于将该立式挤压机挤压出的液体回流至该连续浸润机；

该热风提供设备为一热风炉，该热风炉以生物质燃料为原料，该热风炉通过一热风管道连接到该干燥设备，为该干燥设备提供用于干燥桉树皮的热风；

该干燥设备为一滚筒干燥机，该滚筒干燥机的进料端上方固定连接有一缓冲料仓，该缓冲料仓下部固定连接一拨料器，该热风管道另一端与滚筒干燥机的进料端固定连接；该滚筒干燥机的出料端位于第三皮带输送机的喂料端的上方；

该粉碎设备包括一粉碎机、一原料仓、一第三除尘设备，该第三除尘设备包括一布袋除尘器和一引风机，该布袋除尘器通过除尘管道与引风机连接；该原料仓位于第三皮带输送机的卸料端的下方，该原料仓底部固定连接一拨料器，该原料仓、该粉碎机的进料口和该第三除尘设备的布袋除尘器间通过负压输送管道连接，该粉碎机的排渣口用于排出桉树皮渣子，该布袋除尘器底端通过一负压输送管道与一粉料收集仓连接；

该混合设备包括一混合机、一粉料仓、一个或多个辅料仓和一缓冲仓，该粉料仓和该辅料仓位于该混合机上方并通过溜管与该混合机固定连接，该粉料仓通过负压输送管道与该粉料收集仓连接；该辅料仓通过负压输送管道与辅料投料斗连接；一真空泵通过真空管线分别与粉料仓、辅料仓和粉料收集仓连接，为负压输送提供动力，该缓冲仓位于该混合机下方，并与该混合机固定连接，该缓冲仓的底部出口位于该螺杆输送机的喂料端上方；

该包装设备为一包装机，该包装机的缓冲料仓位于该螺杆输送机输的卸料端的下方，用于承接混合料；

其中所述生物质燃料为农林废弃物。

更进一步地，所述热风炉进一步连接一第一除尘设备，该第一除尘设备包括一布袋除尘器和一引风机，该热风炉与该布袋除尘器，该布袋除尘器与该引风机间通过除尘管道连接，并最终通过除尘管道将废气经除尘后排出。

更进一步地，所述滚筒干燥机的出料端进一步连接一第二除尘设备，该第二除尘设备包括一旋风除尘器和一引风机，该滚筒干燥机的出料端与该旋风除尘器，该旋风除尘器与该引风机间通过除尘管道连接，并最终通过除尘管道将用于干燥生物质的热风经除尘后排出。

本发明所述的生物质活性填料主要用做胶合板行业用胶黏剂的添加剂。传统材料(面粉)作为脲醛树脂、酚醛树脂的填料，仅起到填充和增粘作用，热压固化后表现为脆性，添加量过还多会导致胶合板耐水性急剧下降；桉树皮粉中富含单宁，该物质可与胶粘剂中的游离甲醛、活性羟基等反应，能够达到降低人造板甲醛释放量和提高胶合强度的作用，同时热压后也能够增加人造板的韧性；而且传统材料(面粉)易发霉，但桉树含有的芳香油有杀菌驱蚊作用，使桉树皮粉不会发霉。

按GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中的方法对比测试活性功能填料与传统材料(面粉)，其胶合强度较传统材料(面粉)提高30％～40％；甲醛释放量较传统材料(面粉)下降20％～30％；浸渍剥离试验无剥离现象，完全达到国标要求。

本发明的有益效果在于：

本发明提供一种用于生产胶合板用生物质活性填料的工艺及***，该生产工艺配合***为木材工业加工剩余物(桉树皮)开辟了新的使用途径，提高了其利用价值，不仅可以替代胶合板行业大量使用的面粉等农业产品，降低了生产成本，而且为胶合板行业提供一种新型的既能有效降低胶合板甲醛释放量，又能提高胶合强度和胶合耐水性的活性添加剂。

附图说明

图1为本发明提供的生物质活性填料工艺流程图。

附图标记

1：给料设备；11：加料仓：12：拨料器；21：第一皮带输送机；22：第二皮带输送机；23：第三皮带输送机；24：负压输送管道；25：螺杆输送机；3：连续浸润机；31：旋转翻板；32网式皮带；33：高位罐；34：液位计；4：立式挤压机；41：进料仓；42：回流管道；5：滚筒干燥机；51：前缓冲料仓；52：拨料器；53：筒体；54：旋风除尘器；55：引风机；56：除尘风管；57；布袋；6：粉碎机；61：原料仓；611：进料口；612：排渣口；62：拨料器；63：布袋除尘器；64：真空泵；65：引风机；66：粉料收集仓；67：辅料投料斗；68：除尘风管；69：真空管线；7：混合机；71：粉料仓；72：辅料仓；73：缓冲仓；74：溜管；8：包装机；81：缓冲料仓；9：热风炉；91：布袋除尘器；92：引风机；93：热风管道；94：除尘风管。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的实质，下面结合实例对本发明的技术内容作详细的说明，但本发明的内容并不局限如此，不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。

本发明所用主要工艺设备如下：

1.给料设备购自江苏朝阳液压机械集团有限公司。

2.连续浸润机购自诸城市利德机械有限责任公司。

3.立式挤压机购自滕州达因重工机床有限公司。

4.滚筒干燥机购自常州市统一干燥设备有限公司。

5.粉碎机购自潍坊市精华粉体工程设备有限公司。

6.混合机(卧式螺带)购自双龙集团有限公司。

7.包装机购自无锡力马化工机械有限公司。

实施例1

生产前准备：

1.启动滚筒干燥机，进料前需预热约1小时。

2.启动连续浸润机，向连续浸润机中加满配方溶液。

3.启动给料设备、挤压机。

用于胶合板的生物质活性填料的生产工艺流程如图1所示，黑色箭头代表生物质桉树皮的运输方向，具体为：

1)粗破碎给料：将桉树皮进行粗破碎，然后将粗破碎的桉树皮送入给料设备1的进料仓11，经进料仓11仓底的拨料器12使桉树皮均匀掉落于第一皮带输送机21，经第一皮带输送机21输送到连续浸润机3；

破碎后的桉树皮长度5cm，含水率50％，粗破碎使用撕碎机(图中未显示) 进行破碎。

2.浸润：桉树皮在连续浸润机3中灌注的配方溶液中浸润15min，浸润后含水率为90％；

所用配方溶液为质量浓度为5-8％的十二烷基苯磺酸钠溶液。

3)挤压：将浸润后的桉树皮经网式皮带32输送至立式挤压机4进行间歇挤压，挤压压力为25MPa，保压时间25s，一次挤压周期40s，同时将挤压出的溶液过滤后输送至连续浸润机3回用，桉树皮通过挤压后含水率为50％。

4)干燥：将挤压后桉树皮经第二皮带输送机22输送至滚筒干燥机5上方的缓冲料仓51，通过缓冲料仓51底部的拨料器52使物料均匀进入滚筒干燥机5，经热风炉 9输送的热风进行干燥，进行干燥，使桉树皮含水率降至8％；

5)粉碎：将干燥后的桉树皮经第三皮带输送机23输送至粉碎机6进行粉碎制成桉树皮粉料，粉碎粒度要求大于200目；

粉碎机6的排渣经过筛后，将大于200目的粉体回收利用，小于200目的粉体(约占原料重量的6-7％)由供货商回收用做制香原料。

6)混合：将粉碎后桉树皮粉料经负压输送管道24输送至混合机7，与辅料高岭土、草木灰混合40min，制成混合料，混合料中桉树皮粉含量为40～70％，高岭土含量15～30％、草木灰含量15～30％，本实施例中混合料配比为：桉树皮粉 60，。

7)包装：将混合料通过螺杆输送机25输送到包装机8进行包装。

上述用于生产胶合板用生物质活性填料的***，包括给料设备、浸润设备、挤压设备、热风提供设备、干燥设备、粉碎设备、混合设备、包装设备、输送设备；

其中，该输送设备包括一第一皮带输送机21、一第二皮带输送机22、一第三皮带输送机23、一网式皮带32、复数负压输送管道24和一螺杆输送机25；该输送设备用于将前一工序处理的桉树皮料输送到下一工序；

其中上述皮带式输送设备承接桉树皮料的一端均定义为喂料端，卸载桉树皮料的一段均定义为卸料端；

该给料设备1包括一进料仓11和一拨料器12，该拨料器12固定于该进料仓11的底部开口的上方，该第一皮带输送机21的喂料端位于该进料仓11的底部开口的下方，桉树皮料经该拨料器12作用可均匀落到该第一皮带输送机21；

该浸润设备包括一连续浸润机3和一高位罐33，该连续浸润机3的槽体内灌注有配方溶液，并在槽体上半部安装有多个旋转翻板31，用于通过旋转搅拌使生物质与配方溶液混合均匀，该高位罐33内部灌装配方溶液，通过管道与连续浸润机3的槽体连接，该连续浸润机3的槽体外侧安装有一液位计34，用于监测槽体内配方溶液的液位，当配方溶液液位低于预设值时，该高位罐33向该连续浸润机中灌注配方溶液，使得配方溶液液位保持稳定；该连续浸润机3的进料口位于该第一皮带输送机21的卸料端的下方，用于承接生物质原料；该连续浸润机3的出料口位于网式皮带32的喂料端的上方；

该挤压设备为一立式挤压机4，该立式挤压机4的进料仓41位于网式皮带 32的卸料端的下方，用于承接桉树皮料；该立式挤压机4的出料口位于第二皮带输送机22的喂料端的上方，该立式挤压机4的集液盘(图中未显示)处连接有一回流管道42，该回流管道42的另一端连接于该连续浸润机3的槽体，用于将该立式挤压机4挤压出的液体回流至该连续浸润机3，以节约配方溶液的使用量；

该热风提供设备包括一热风炉9，该热风炉以生物质燃料为原料，该热风炉9通过一热风管道93连接到该干燥设备，为干燥设备提供用于干燥生物质的热风；热风炉的原料为生物质燃料，如农林废弃物；

该热风炉9进一步连接一第一除尘设备，该第一除尘设备包括一布袋除尘器91和一引风机92，该热风炉9与该布袋除尘器91，该布袋除尘器91与该引风机92间通过除尘管道94连接，并最终通过除尘管道94将废气经除尘后排出。

该干燥设备为一滚筒干燥机5，该滚筒干燥机的进料端上方固定连接有一缓冲料仓51，该缓冲料仓下部固定连接一拨料器52，通过该热风管道93输送的热风在滚筒干燥机5的筒体53内干燥桉树皮料；该滚筒干燥机5的出料端位于第三皮带输送机23的喂料端的上方；

所述滚筒干燥机的出料端进一步连接一第二除尘设备，该第二除尘设备包括一旋风除尘器54和一引风机55，该滚筒干燥机5的出料端与该旋风除尘器 54，该旋风除尘器54与该引风55机间通过除尘管道56连接，并最终通过除尘管道56将用于干燥生物质的热风经除尘后排出，收集的粉尘落入布袋57。

该粉碎设备包括一粉碎机6、一原料仓61、一第三除尘设备，该第三除尘设备包括一布袋除尘器63和一引风机65，该布袋除尘器63通过除尘管道68 与引风机65连接；该原料仓61位于第三皮带输送机23的卸料端的下方，该原料仓61底部固定连接一拨料器62，该原料仓61、该粉碎机6的进料口611和该第三除尘设备的布袋除尘器63间通过负压输送管道24连接，该粉碎机6的排渣口612用于排出桉树皮渣子，该布袋除尘器63底端通过一负压输送管道 24与一粉料收集仓66连接；经粉碎设备粉碎的桉树皮料，大于200目的进入下一工序，小于200目的作为桉树皮渣子排出。

该混合设备包括一混合机7、一粉仓料71、一个或多个辅料仓72和一缓冲仓73，该粉料仓71和该辅料仓72位于该混合机7上方并通过溜管74与该混合机7固定连接，该粉料仓71通过负压输送管道24与该粉料收集仓66连接；该辅料仓72通过负压输送管道24与辅料投料斗67连接；一真空泵64(罗茨真空泵)通过真空管线69分别与粉料仓71、辅料仓72和粉料收集仓66连接，利用真空泵64产生的真空负压作为负压输送的动力，将物料分别吸入粉仓料 71、辅料仓72与粉料收集仓66；该缓冲仓73位于该混合机7下方，并与该混合机7固定连接，该缓冲仓73的底部出口位于该螺杆输送机25的喂料端上方；

该包装设备为一包装机8，该包装机8的缓冲料仓81位于该螺杆输送机25 的卸料端的下方，用于承接混合料，混合料进入包装机8包装为成品。

本发明提供的一种用于生产胶合板用生物质活性填料的工艺及***，该生产工艺配合***为木材工业加工剩余物(桉树皮)开辟了新的使用途径，提高了其利用价值，不仅可以替代胶合板行业大量使用的面粉等农业产品，降低了生产成本，而且为胶合板行业提供一种新型的既能有效降低胶合板甲醛释放量，又能提高胶合强度和胶合耐水性的活性添加剂。

Claims (3)

1.一种用于生产胶合板用生物质活性填料的***，其特征在于，包括给料设备、浸润设备、挤压设备、热风提供设备、干燥设备、粉碎设备、混合设备、包装设备、输送设备；

其中，该输送设备包括一第一皮带输送机、一第二皮带输送机、一第三皮带输送机、一网式皮带、复数负压输送管道和一螺杆输送机；该输送设备用于将前一工序处理的桉树皮料输送到下一工序；

该给料设备包括一进料仓和一拨料器，该拨料器固定于该进料仓的底部开口的上方，该第一皮带输送机的喂料端位于该进料仓的底部开口的下方，桉树皮料经该拨料器作用可均匀落到该第一皮带输送机；

该浸润设备包括一连续浸润机和一高位罐，该连续浸润机的槽体内灌注有配方溶液，并在槽体上半部安装有多个旋转翻板，用于通过旋转搅拌使生物质与配方溶液混合均匀，该高位罐内部灌装配方溶液，通过管道与连续浸润机的槽体连接，该连续浸润机的槽体外侧安装有一液位计，用于监测槽体内配方溶液的液位，当配方溶液液位低于预设值时，该高位罐向该连续浸润机中灌注配方溶液，使得配方溶液液位保持稳定；该连续浸润机的进料口位于该第一皮带输送机的卸料端的下方，用于承接桉树皮料；该连续浸润机的出料口位于网式皮带的喂料端的上方；

该挤压设备为一立式挤压机，该立式挤压机的进料仓位于网式皮带的卸料端的下方，用于承接桉树皮料；该立式挤压机的出料口位于第二皮带输送机的喂料端的上方，该立式挤压机的集液盘处连接有一回流管道，该回流管道的另一端连接于该连续浸润机的槽体，用于将该立式挤压机挤压出的液体回流至该连续浸润机；

该热风提供设备为一热风炉，该热风炉以生物质燃料为原料，该热风炉通过一热风管道连接到该干燥设备，为该干燥设备提供用于干燥桉树皮的热风；

该干燥设备为一滚筒干燥机，该滚筒干燥机的进料端上方固定连接有一缓冲料仓，该缓冲料仓下部固定连接一拨料器，通过该热风管道输送的热风在滚筒干燥机的筒体中干燥桉树皮料；该滚筒干燥机的出料端位于第三皮带输送机的喂料端的上方；

该粉碎设备包括一粉碎机、一原料仓、一第三除尘设备，该第三除尘设备包括一布袋除尘器和一引风机，该布袋除尘器通过除尘管道与引风机连接；该原料仓位于第三皮带输送机的卸料端的下方，该原料仓底部固定连接一拨料器，该原料仓的出料口与该粉碎机的进料口通过负压输送管道连接，该粉碎机的出料口与该第三除尘设备的布袋除尘器通过负压输送管道连接，该粉碎机的排渣口用于排出桉树皮渣子，该布袋除尘器底端通过一负压输送管道与一粉料收集仓连接；

该混合设备包括一混合机、一粉料仓、一个或多个辅料仓和一缓冲仓，该粉料仓和该辅料仓位于该混合机上方并通过溜管与该混合机固定连接，该粉料仓通过负压输送管道与该粉料收集仓连接；该辅料仓通过负压输送管道与辅料投料斗连接；一真空泵通过真空管线分别与粉料仓、辅料仓和粉料收集仓连接，为负压输送提供动力，该缓冲仓位于该混合机下方，并与该混合机固定连接，该缓冲仓的底部出口位于该螺杆输送机的喂料端上方；

该包装设备为一包装机，该包装机的缓冲料仓位于该螺杆输送机的卸料端的下方，用于承接混合料；

其中所述生物质燃料为农林废弃物。

2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述热风炉进一步连接一第一除尘设备，该第一除尘设备包括一布袋除尘器和一引风机，该热风炉与该布袋除尘器，该布袋除尘器与该引风机间通过除尘管道连接，并最终通过除尘管道将废气经除尘后排出。

3.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述滚筒干燥机的出料端进一步连接一第二除尘设备，该第二除尘设备包括一旋风除尘器和一引风机，该滚筒干燥机的出料端与该旋风除尘器，该旋风除尘器与该引风机间通过除尘管道连接，并最终通过除尘管道将用于干燥生物质的热风经除尘后排出。

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