CN109513416A - 一种液体洗涤剂管道混合系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液体洗涤剂混合加工技术领域，具体为一种液体洗涤剂管道混合系统。本发明通过管道将原料罐直接与依次设有管道式静态混合器和动态混合器的终端混合管路连接，并在原料罐的支路管道中设置输送动力及计量组件，利用管道式静态混合器可避免因输送动力及计量组件的脉冲导致物料的瞬时流量与预设比例不符的问题，从而使各原料罐中的物料可按预设比例输送至终端混合管路，在终端混合管路内输送的过程中完成混合加工，实现从管道中直接输出品质稳定的液体洗涤剂半成品，无需将各物料先投于反应釜中再进行搅拌混合，不仅生产效率高，且因无需反应釜，占地面积小，此外还可避免反应釜清洗困难，不便于在不同产品间切换使用的问题。

Description

一种液体洗涤剂管道混合系统

技术领域

本发明涉及液体洗涤剂混合加工技术领域，尤其涉及一种液体洗涤剂管道混合系统。

背景技术

目前，液体洗涤剂生产工业在国民经济中占有重要的地位，直接关系到国计民生。随着人民生活水平的提高，液体洗涤剂的生产工业呈现出规模大型化和品种多样化的特点。随着电商的发展，零售商和消费者对快速响应产品订单的要求越来越高。然而，企业从生产成本的角度考虑，通常不会轻易购置新设备，随着产品种类的增多，同一设备将面临更加频繁的切换和清洗以用于不同产品的生产。目前液体洗涤剂的生产一般采用传统的反应釜搅拌混合工艺，反应釜搅拌混合系统如图1所示，主料和辅料储存在对应的主料原料罐100和辅料原料罐200中，通过非计量泵及工艺管道输送至反应釜300中，并通过反应釜300的称重系统进行读数以适时控制阀门的开闭从而将预设重量的原料加入到反应釜300中，部分小料则可提前称量后直接投入反应釜300中，将所有物料按重量配比投入反应釜300后开启反应釜内300的搅拌器进行搅拌，物料混合均匀后通过工艺管道输送至储存罐400中，待包装。传统的反应釜搅拌混合系统存在投料时间长、搅拌混合时间长以及配料品种切换时间长、难清洗、设备占地面积大等不足，难以满足现今以有限的设备及生产空间快速完成产品订单的要求。

管道混合工艺相对传统的反应釜搅拌混合工艺，所需生产时间远低于反应釜搅拌混合工艺，能够大幅度提高生产效率。此外，管道混合工艺可快速切换品种，解决了反应釜搅拌混合系统存在的品种切换速度慢、清洗困难、设备占地面积大及生产时间长的问题，对生产具有十分重要的意义。

现有的在线连续生产工艺及管道混合工艺一般应用于油气混合加工或饮料液体混合加工，油气的混合及饮料液体的混合一般不需要考虑物料的粘度对混合效果的影响，也不需考虑混合程度是否能满足混合后的物料其稳定性能否达到产品的稳定性要求，较容易达到符合生产要求的混合效果。专利文献CN103657460B公开的一种半成品连续在线调和的方法和装置，用于混合由原油减压蒸馏塔产出的减一线油和减二线油，由于待混合的物料种类少且减一线油和减二线油的混合过程中不会产生泡沫，管路中采用的混合方式对混合效果的影响不大。专利文献CN1794916A公开了用连续混合室生产茶饮料的方法和设备，其中用于生产不含碳酸气的饮料的混合室包括具有止回阀的饮料浓缩物供应管线、热水供应管线和具有止回阀的冷水供应管线，热水、冷水和饮料浓缩物分别连续送入混合室中并在混合室内连续混合以及连续输出。该饮料生产设备设置了混合室，各物料在容积较大的混合室中进行混合的同时输出比例较少的饮料半成品，管道与混合室的配合实现了茶饮料的连续生产，但该饮料生产设备还不是真正的完全管道式混合系统。

对于含有大量表面活性剂或液体粘度较大的物料混合加工，如液体洗涤剂的混合加工，不仅需要考虑混合效果是否足以令组合物中的各组分长期稳定，不沉降，不析出等，还需要考虑液体的粘度是否会导致物料无法充分混合，以及混合过程中是否会产生大量泡沫而影响混合效果，影响产品定量包装的精度，甚至造成安全隐患。现有的管道混合工艺系统难以实现满足生产要求的混合效果，因此目前管道混合工艺尚未真正广泛应用于液体洗涤剂的混合加工领域。

专利文献CN106244360A公开了一种液体洗涤剂连续化柔性生产工艺及设备，公开的连续化柔性生产设备包括一级混合器和二级混合器，且在一级混合器和二级混合器后均配置有缓冲罐，并通过调节液位传感器、带变频循环泵以及控制阀门调节循环出料比，从而确保输出的混合物料中各种物料的用量配比稳定及完全均质老化，保障由第二混合器输出的半成品的各项指标稳定，实现连续式生产输出各项指标稳定洗涤剂半成品。但是，该连续化柔性生产设备需设置缓冲罐且需设置相关控制设备来控制回流比，通过回流均质以保障混合效果，该连续化柔性生产设备有待进一步改进，使之可在更有限的空间里高效生产制备液体洗涤剂，且更便于配料品种切换，以及实现更高程度的连续化生产。

发明内容

本发明针对现有的管道混合系统不适用于混合加工液体洗涤剂或还有待进一步简化，管道化及连续化程度有待进一步提高的问题，提供一种混合效果好、安全、高效、适用于液体洗涤剂混合加工的管道混合系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种液体洗涤剂管道混合系统，包括至少两个原料罐和终端混合管路，所述终端混合管路包括通过第一主路管道依次连接的管道式静态混合器、动态混合器和缓冲罐；所述终端混合管路的输入端与第二主路管道连接；

各所述原料罐分别通过与其配套的支路管道与第二主路管道连接；

各原料罐的支路管道上设有输送动力及计量组件和阀门，所述阀门设于输送动力及计量组件与原料罐之间。

优选的，所述输送动力及计量组件为计量泵或由非计量泵与质量流量计组成。

优选的，所述原料罐包括用于存放输送流量大于或等于1m³/h的物料的主料原料罐和用于存放输送流量小于1m³/h的物料的辅料原料罐；所述主料原料罐的支路管道上设有非计量泵和质量流量计；所述辅料原料罐的支路管道上设有计量泵。

优选的，所述主料原料罐的支路管道上，位于非计量泵与质量流量计之间设有止回阀。

优选的，所述辅料原料罐的支路管道上，位于计量泵与第二主路管道之间设有止回阀。

优选的，所述的液体洗涤剂管道混合系统，包括至少三个原料罐，各原料罐沿第二主路管道的输送方向排序，在第二个原料罐之后的第二主路管道上设有至少一管道式静态混合器。

优选的，以上所述的液体洗涤剂管道混合系统中，所述的第一主路管道、第二主路管道和支路管道的内径均为50mm，所述的阀门和止回阀的内径均为40mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过管道将原料罐直接与依次设有管道式静态混合器和动态混合器的终端混合管路连接，并在原料罐的支路管道中设置输送动力及计量组件，利用管道式静态混合器可避免因输送动力及计量组件的脉冲导致物料的瞬时流量与预设比例不符的问题，从而使各原料罐中的物料可按预设比例输送至终端混合管路，在终端混合管路内输送的过程中完成混合加工，实现从管道中直接输出品质稳定的液体洗涤剂半成品，无需将各物料先投于反应釜中再进行搅拌混合，不仅生产效率高，且因无需反应釜，占地面积小，此外还可避免反应釜清洗困难，不便于在不同产品间切换使用的问题。本发明管道混合系统中的终端混合管路内先设置管道式静态混合器，再设置动态混合器，使物料先经过管道式静态混合器进行预混合，再经过动态混合器进一步混合以保障混合效果，用于液体洗涤剂的混合加工，各物料可在管道中进行充分的混合，混合过程中不会产生过多的泡沫，无生产安全隐患，且混合效果达到液体洗涤剂的生产标准要求。对于输送流量大于或等于1m³/h的原料罐，在其支路管道中设置非计量泵和质量流量计，可提高主料的用量精度，保障由管道输出的液体洗涤剂初产品的质量。在支路管道上设置止回阀，可防止物料回流，进一步保障各物料的用量精度。采用本发明的管道混合系统生产液体洗涤剂，混合时间短、生产效率高，混合效果好，无生产隐患。

附图说明

图1为现有的反应釜搅拌混合系统的结构示意图；

图2为实施例1中所述液体洗涤剂管道混合系统的结构示意图；

图3为实施例2中所述液体洗涤剂管道混合系统的结构示意图；

图4为实施例3中所述液体洗涤剂管道混合系统的结构示意图；

图5为对比例2中所述管道混合系统的结构示意图；

图6为对比例3中所述管道混合系统的结构示意图。

具体实施方式

为了更充分的理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。

实施例1

如图2所示，本实施例提供一种具有两条支路的液体洗涤剂管道混合系统，包括两个原料罐，分别是主料原料罐11和辅料原料罐16，还包括一个计量泵17、一个非计量泵13、一个质量流量计15、两个止回阀14、两个球阀12、终端混合管路110，以及第一主路管道、第二主路管道和支路管道。

终端混合管路110包括通过第一主路管道依次连接的管道式静态混合器18、动态混合器19和缓冲罐10。终端混合管路110的输入端与第二主路管道连接，第二主路管道用于与其它原料罐连接以输入物料。缓冲罐10作为终端混合管路110的输出端。

主料原料罐11用于存放输送流量大于或等于1m³/h的物料，主料原料罐11的出口与支路管道连接，并且在支路管道上沿物料输送方向依次设置球阀12、非计量泵13(动力式泵)、止回阀14和质量流量计15，从而构成一条支路。其中的非计量泵13和质量流量计15构成输送动力及计量组件。

辅料原料罐16用于存放输送流量小于1m³/h的物料，辅料原料罐16的出口与支路管道连接，并且在支路管道上沿物料输送方向依次设置球阀12、计量泵17和止回阀14，从而构成一条支路。由计量泵17构成输送动力及计量组件。

上述的两条支路中的支路管道分别与第二主路管道连接，用于通过支路管道和第二主路管道将主料原料罐11和辅料原料罐16中的物料输送至终端混合管路110中进行混合加工。

本实施例中所用的第一主路管道、第二主路管道和支路管道的内径均为50mm，球阀12和止回阀14的内径均为40mm。

本实施例中的管道式静态混合器18是SK型静态混合器(普瑞斯)，动态混合器19是VDM系列动态混合器(沃华)；在其它实施方案中，管道式静态混合器还可以选用SV型静态混合器、SX型静态混合器、SH型静态混合器或SL型静态混合器，动态混合器还可以选用其它可对物料进行高速剪切混合的混合器，如均质泵。

使用本实施例的液体洗涤剂管道混合系统生产液体洗涤剂时，原料分别存放在主料原料罐11和辅料原料罐16中，同时打开并调节支路上的球阀12、非计量泵13和计量泵17，主料原料罐11和辅料原料罐16中的物料分别按照预设的流量从主料原料罐11和辅料原料罐16中经支路管道和第二主路管道进入终端混合管路110，在终端混合管路110中物料依次流经管道式静态混合器18和动态混合器19，物料在管道式静态混合器18中进行预混合，然后在动态混合器19中进一步充分混合，从动态混合器19输出的物料为液体洗涤剂半成品，为了防止从动态混合器19中输出的液体洗涤剂半成品未及时装袋包装，因此在动态混合器19后设置缓冲罐10，用于暂时缓存未及时装袋包装的液体洗涤剂半成品。液体洗涤剂半成品装袋包装后得到终产品。

实施例2

如图3所示，本实施例提供一种具有十条支路的液体洗涤剂管道混合系统，包括十个原料罐，分别是四个主料原料罐21和六个辅料原料罐26，还包括六个计量泵27、四个非计量泵23、四个质量流量计25、十个止回阀24、十个球阀22、终端混合管路210，以及第一主路管道、第二主路管道和支路管道。

终端混合管路210包括通过第一主路管道依次连接的管道式静态混合器28、动态混合器29和缓冲罐20。终端混合管路210的输入端与第二主路管道连接，第二主路管道用于与其它原料罐连接以输入物料。缓冲罐20作为终端混合管路210的输出端。

主料原料罐21用于存放输送流量大于或等于1m³/h的物料，每个主料原料罐21的出口分别与一支路管道连接，并且在支路管道上沿物料输送方向依次设置球阀22、非计量泵23(动力式泵)、止回阀24和质量流量计25，从而构成一条关于主料原料罐21的支路。本实施例中共四条关于主料原料罐21的支路。其中的非计量泵23和质量流量计25构成输送动力及计量组件。

辅料原料罐26用于存放输送流量小于1m³/h的物料，每个辅料原料罐26的出口分别与一支路管道连接，并且在支路管道上沿物料输送方向依次设置球阀22、计量泵27和止回阀24，从而构成一条关于辅料原料罐26的支路。本实施例中共六条关于辅料原料罐26的支路。由计量泵构成输送动力及计量组件。

上述的十条支路中的支路管道分别与第二主路管道连接，用于通过支路管道和第二主路管道将主料原料罐21和辅料原料罐26中的物料输送至终端混合管路210中进行混合加工。本实施例中，各原料罐沿第二主路管道的输送方向排序，在第四个原料罐与第五个原料罐之间的第二主路管道上还设有一管道式静态混合器28。

本实施例中所用的第一主路管道、第二主路管道和支路管道的内径均为50mm，球阀22和止回阀24的内径均为40mm；管道式静态混合器28是SK型静态混合器(普瑞斯)，动态混合器29是VDM系列动态混合器(沃华)。

使用本实施例的液体洗涤剂管道混合系统生产液体洗涤剂时，原料分别存放在主料原料罐21和辅料原料罐26中，同时打开并调节支路上的球阀22、非计量泵23和计量泵27，主料原料罐21和辅料原料罐26中的物料分别按照预设的流量从主料原料罐21和辅料原料罐26中经支路管道和第二主路管道进入终端混合管路210，其中，第一个至第四个原料罐中的物料先同时流经管道式静态混合器28中进行第一次预混合，预混合后的物料再与第五个至第十个原料罐中的物料同时进入终端混合管路210中，在终端混合管路210中物料依次流经管道式静态混合器28和动态混合器29，物料在管道式静态混合器28中再次进行预混合，然后在动态混合器29中进一步充分混合，从动态混合器29输出的物料为液体洗涤剂半成品，为了防止从动态混合器29中输出的液体洗涤剂半成品未及时装袋包装，因此在动态混合器29后设置缓冲罐20，用于暂时缓存未及时装袋包装的液体洗涤剂半成品。液体洗涤剂半成品装袋包装后得到终产品。

实施例3

如图4所示，本实施例提供一种具有十条支路的液体洗涤剂管道混合系统，包括十个原料罐，分别是三个主料原料罐31和七个辅料原料罐36，还包括七个计量泵37、三个非计量泵33、三个质量流量计35、十个止回阀34、十个球阀32、终端混合管路310，以及第一主路管道、第二主路管道和支路管道。

终端混合管路310包括通过第一主路管道依次连接的管道式静态混合器38、动态混合器39和缓冲罐30。终端混合管路310的输入端与第二主路管道连接，第二主路管道用于与其它原料罐连接以输入物料。缓冲罐30作为终端混合管路310的输出端。

主料原料罐31用于存放输送流量大于或等于1m³/h的物料，每个主料原料罐31的出口分别与一支路管道连接，并且在支路管道上沿物料输送方向依次设置球阀32、非计量泵33(动力式泵)、止回阀34和质量流量计35，从而构成一条关于主料原料罐31的支路。本实施例中共三条关于主料原料罐31的支路。其中的非计量泵33和质量流量计35构成输送动力及计量组件。

辅料原料罐36用于存放输送流量小于1m³/h的物料，每个辅料原料罐36的出口分别与一支路管道连接，并且在支路管道上沿物料输送方向依次设置球阀32、计量泵37和止回阀34，从而构成一条关于辅料原料罐36的支路。本实施例中共七条关于辅料原料罐36的支路。由计量泵37构成输送动力及计量组件。

上述的十条支路中的支路管道分别与第二主路管道连接，用于通过支路管道和第二主路管道将主料原料罐31和辅料原料罐36中的物料输送至终端混合管路310中进行混合加工。本实施例中，各原料罐沿第二主路管道的输送方向排序，在第三个原料罐与第四个原料罐之间的第二主路管道上、在第五个原料罐与第六个原料罐之间的第二主路管道上、在第八个原料罐与第九个原料罐之间的第二主路管道上还分别设有一管道式静态混合器38。

本实施例中所用的第一主路管道、第二主路管道和支路管道的内径均为50mm，球阀32和止回阀34的内径均为40mm；管道式静态混合器38是SK型静态混合器(普瑞斯)，动态混合器39是VDM系列动态混合器(沃华)。

使用本实施例的液体洗涤剂管道混合系统生产液体洗涤剂时，原料分别存放在主料原料罐31和辅料原料罐36中，同时打开并调节支路上的球阀32、非计量泵33和计量泵37，主料原料罐31和辅料原料罐36中的物料分别按照预设的流量从主料原料罐31和辅料原料罐36中经支路管道和第二主路管道进入终端混合管路310，其中，第一个至第三个原料罐中的物料先同时流经管道式静态混合器38中进行预混合得第一预混物料，第一预混物料再与第四个和第五个原料罐中的物料同时进入下一个管道式静态混合器38中再次进行预混合得到第二预混物料，第二预混物料再与第六至八个原料罐中的物料同时进入下一个管道式静态混合器38中再次进行预混合得到第三预混物料，第三预混物料与第九和第十原料罐中的物料同时进入终端混合管路310中，在终端混合管路310中物料依次流经管道式静态混合器38和动态混合器39，物料在管道式静态混合器38中进行预混合，然后在动态混合器39中进一步充分混合，从动态混合器39输出的物料为液体洗涤剂半成品，为了防止从动态混合器39中输出的液体洗涤剂半成品未及时装袋包装，因此在动态混合器39后设置缓冲罐30，用于暂时缓存未及时装袋包装的液体洗涤剂半成品。液体洗涤剂半成品装袋包装后得到终产品。

在其它实施方案中，液体洗涤剂管道混合系统的支路数量可根据用于生产的液体洗涤剂的原料组分的种类而定，即主料原料罐的数量与原料中主料组分的种类匹配，辅料原料罐的数量与原料中辅料组分的种类匹配，主料是指输送流量大于或等于1m³/h的物料，辅料是指输送流量小于1m³/h的物料，例如，液体洗涤剂由20种原料组分制备而成，其中主料有5种，辅料有15种，液体洗涤剂管道混合系统设置20条支路，其中5条为输送主料的支路，15条为输送辅料的支路。

分别用实施例2所述的具有十条支路的液体洗涤剂管道混合系统、图1所示的反应釜搅拌混系统(对比例1)、图5(对比例2)和图6(对比例3)所示的管道混合系统制备下表1所示组分和配比的液体洗涤剂。图5所示的管道混合系统相比较实施例2所述的液体洗涤剂管道混合系统，不同之处在于将系统中所有的管道式静态混合器均更换为与实施例2的系统中相同的动态混合器。图6所示的管道混合系统相比较实施例2所述的液体洗涤剂管道混合系统，不同之处在于终端混合管路包括通过第一主路管道依次连接的管道式静态混合器、动态混合器和缓冲罐，即用两个管道式静态混合器替换如实施例2所述系统中的终端混合管路中的动态混合器。编号为1、2、3和10的原料分别存放在不同的主料原料罐中，编号为4-9的原料分别存放在不同的辅料原料罐中，使用实施例2和对比例2、对比例3的管道混合系统生产制备时，控制液体洗涤剂半成品的输出流量为25吨/h，各支路的流量按配方中各组分的比例设定。

表1液体洗涤剂的组分及质量百分含量

根据QB/T1224-2012《衣料用液体洗涤剂》，对由实施例2、对比例1-3所述的系统制备的液体洗涤剂进行表征，结果如下表2所示。

由测试结果可见，由实施例2的液体洗涤剂管道混合系统制备的液体洗涤剂能够达到行业标准要求。用对比例1的反应釜搅拌混合系统制备液体洗涤剂，产量是每锅7吨，平均生产时间为1h，即1吨产品所需生产时间约为0.14h。在同等条件下，相同占地面积设备(实施例2)生产1吨产品所需的时间约为现有反应釜混合系统所需时间的28.5％。这表明使用本发明的液体洗涤剂管道混合系统制备的液体洗涤剂不仅达到了生产要求，并且比现有反应釜搅拌混合系统具有更高的生产效率。另外，由对比例2和对比例3的管道混合系统制备的液体洗涤剂，气味指标不符合标样，耐寒稳定性未达标，且对比例3制备的液体洗涤剂的检测样品的总活性物为14.5％，明显低于反应釜搅拌混合系统制备的，由此可见，管道混合系统中需同时应用管道式静态混合器和动态混合器，物料先经管道式静态混合器进行预混合后再经动态混合器进行进一步混合，才能保证混合效果，使物料充分混合均匀，连续输出品质稳定的液体洗涤剂半成品。

管道混合工艺使得物料在管道中输送的同时，实现物料的充分混合，从而达到提高生产效率、降低清洗难度、减少设备占地面积、快速满足生产订单的目的。

以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。

Claims (6)

1.一种液体洗涤剂管道混合系统，其特征在于，包括至少两个原料罐和终端混合管路，所述终端混合管路包括通过第一主路管道依次连接的管道式静态混合器、动态混合器和缓冲罐；所述终端混合管路的输入端与第二主路管道连接；

各所述原料罐分别通过与其配套的支路管道与第二主路管道连接；

各原料罐的支路管道上设有输送动力及计量组件和阀门，所述阀门设于输送动力及计量组件与原料罐之间。

2.根据权利要求1所述的液体洗涤剂管道混合系统，其特征在于，所述输送动力及计量组件为计量泵或由非计量泵与质量流量计组成。

3.根据权利要求2所述的液体洗涤剂管道混合系统，其特征在于，所述原料罐包括用于存放输送流量大于或等于1m³/h的物料的主料原料罐和用于存放输送流量小于1m³/h的物料的辅料原料罐；所述主料原料罐的支路管道上设有非计量泵和质量流量计；所述辅料原料罐的支路管道上设有计量泵。

4.根据权利要求3所述的液体洗涤剂管道混合系统，其特征在于，所述主料原料罐的支路管道上，位于非计量泵与质量流量计之间设有止回阀。

5.根据权利要求3所述的液体洗涤剂管道混合系统，其特征在于，所述辅料原料罐的支路管道上，位于计量泵与第二主路管道之间设有止回阀。

6.根据权利要求1所述的液体洗涤剂管道混合系统，其特征在于，包括至少三个原料罐，各原料罐沿第二主路管道的输送方向排序，在第二个原料罐之后的第二主路管道上设有至少一管道式静态混合器。