CN113101871A - Pbs生物降解塑料生产装置及其控制方法 - Google Patents

Pbs生物降解塑料生产装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及了一种新材料及其制备，具体地，涉及一种PBS生物降解塑料生产装置及其控制方法，通过控制供料管道的电磁阀开启，将生产PBS生物降解塑料的原料按照质量配比添加到罐体中；通过红外线传感器对罐体内的物料高度进行实时监测；控制添加剂添加管道的电磁阀开启，加入PBS生物降解塑料生产所需的添加剂；控制真空泵抽出罐体内部的空气，使罐体内部保持真空状态；通过加热板进行加热，提供相应的温度；通过转动电机带动搅拌轴转动，利用搅拌翅对聚合反应材料进行搅拌，提高聚合效率。本发明提供的生产装置及其控制方法可以实现对PBS生物降解塑料生产的全面自动化控制，保证生产的安全和效率，节约人力。

Description

PBS生物降解塑料生产装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及了一种新材料及其制备，其采用一般的物理或化学方法制备该材料，具体地，利用低于大气压力（抽真空）使物质发生化学或物理变化的方法，采用了熔化（熔融）手段和胶体化学手段等获得新材料。此外，本发明还涉及一种生物材料、环境降解材料的制备方法，尤其涉及一种PBS生物降解塑料生产装置及其控制方法。
背景技术
目前，PBS(聚丁二酸丁二醇酯)是生物降解塑料材料中的佼佼者，用途极为广泛，可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域。PBS综合性能优异，性价比合理，具有良好的应用推广前景。与其它生物降解塑料相比，PBS力学性能十分优异，接近PP和ABS塑料；耐热性能好，热变形温度接近100℃，改性后使用温度接近100℃，可用于制备冷热饮包装和餐盒，克服了其它生物降解塑料耐热温度低的缺点；加工性能非常好，可在现有塑料加工通用设备上进行各类成型加工，是目前降解塑料加工性能最好的，同时可以共混大量碳酸钙、淀粉等填充物，得到价格低廉的制品；PBS生产可通过对现有通用聚酯生产设备略作改造进行，目前国内聚酯设备产能严重过剩，改造生产PBS为过剩的聚酯设备提供了新的用途。另外，PBS只有在堆肥、水体等特定微生物条件下才发生降解，在正常储存和使用过程中性能非常稳定。PBS以脂肪族二元酸、二元醇为主要原料，既可以借助石油化工产品满足需求，也可通过纤维素、奶业副产物、葡萄糖、果糖、乳糖等自然界可再生农作物产物，经生物发酵途径生产,从而实现来自自然、回归自然的绿色循环生产。而且采用生物发酵工艺生产的原料，还可大幅降低原料成本，从而进一步降低PBS成本。但是现有的PBS生物降解塑料生产设备结构复杂，不方便进行拆卸运输。同时现有的PBS生物降解塑料生产过程中，罐体易出现晃动，无法调整罐体的紧固力。而且现有的生物降解塑料生产设备的控制需要半人工进行操作，无法实现全自动化操作，浪费人力，控制不够精确。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
（1）现有的生物降解塑料生产设备的控制需要半人工进行操作，无法实现全自动化操作，浪费人力，控制不够精确。
（2）现有的PBS生物降解塑料生产设备结构复杂，不方便进行拆卸运输。
（3）现有的PBS生物降解塑料生产过程中，罐体易出现晃动，无法调整罐体的紧固力。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种新型PBS生物降解塑料生产装置及其控制方法。
本发明是这样实现的，一种PBS生物降解塑料生产装置的控制方法，所述控制方法包括：
步骤一，通过主控装置控制供料管道的电磁阀开启，将生产PBS生物降解塑料的原料按照质量配比添加到罐体中；
步骤二，通过红外线传感器对罐体内的物料高度进行实时监测，当检测到液位高度达到预设高度时，控制供料管道的电磁阀关闭，停止供料；
步骤三，控制添加剂添加管道的电磁阀开启，加入PBS生物降解塑料生产所需的添加剂；
步骤四，控制真空泵抽出罐体内部的空气，使罐体内部保持真空状态；
步骤五，通过加热板进行加热，为聚合反应提供75~85℃的加热温度，使聚合反应反应4h，得到混合胶体；
步骤六，通过转动电机带动搅拌轴转动，利用搅拌翅对聚合反应材料进行搅拌，提高聚合效率。
根据本发明的一个优选实施例，步骤一中，生产PBS生物降解塑料的原料按照质量份数计包括：100-150份的聚丁二酸丁二醇酯、20-30份的聚丙烯酸、50-65份的改性淀粉纳米纤维、50-65份的改性聚乳酸和75-100份的无水乙醇。
根据本发明的一个优选实施例，步骤三中，所述添加剂包括15-20份的抗氧剂、20-30份的偶联剂和15-20份的增塑剂。
本发明的另一目的在于提供一种实施如前述实施例中任意一项所述的PBS生物降解塑料生产装置的控制方法的控制系统，所述控制系统包括：
加料模块，与主控模块连接，用于通过供料管道内的电磁阀对原料的添加进行控制；
液位检测模块，与主控模块连接，用于通过红外线传感器对罐体内的物料高度进行实时检测；
添加剂添加模块，与主控模块连接，用于通过在添加剂添加管道内设置电磁阀，对添加剂的添加进行控制；
抽真空模块，与主控模块连接，用于通过真空泵抽出罐体内的空气，使罐体内保持真空状态；
加热模块，与主控模块连接，用于根据设定参数通过加热板对罐体内的温度进行调节；
搅拌模块，与主控模块连接，用于通过转动电机带动搅拌轴转动，对罐体内部的物料进行搅拌；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器对设备的控制参数和工作状态进行实时显示；
提醒模块，与主控模块连接，用于设备发生异常时发出报警提醒，
其中，主控模块用于通过主控器对检测数据进行处理，并通过检测结果和预设参数对各个模块的协调工作进行控制。
本发明的另一目的在于提供一种PBS生物降解塑料生产装置，所述PBS生物降解塑料生产装置包括：
底座；
罐体；
支撑架，固定在所述底座上端，支撑架与罐体接触；
罐体底座，通过螺栓固定在所述底座上端，罐体底座与罐体焊接；
电机固定座，固定在所述罐体上端；
转动电机，固定在电机固定座上端；
其中，所述转动电机输出轴通过联轴器与搅拌轴连接，搅拌轴上固定有搅拌翅；
所述支撑架上端固定有横向支撑杆，横向支撑杆开有螺纹孔，螺纹孔旋接有螺纹杆，螺纹杆外侧焊接有紧轮；
所述螺纹杆内侧插接在凹型块的深孔内部，凹型块与罐体硬接触。
根据本发明的一个优选实施例，所述支撑架的侧部固定有泵体，泵体通过管道与罐体出口阀连接。
根据本发明的一个优选实施例，所述罐体内部固定有加热板，罐体外侧固定有真空泵和控制箱。
根据本发明的一个优选实施例，所述底座底部四周粘贴有橡胶防滑垫，底座开有凹槽，凹槽内部固定有电动伸缩杆，电动伸缩杆端部固定有万向轮。
根据本发明的一个优选实施例，所述搅拌轴上设置有凸块，凸块上套接有固定套筒；固定套筒和凸块上开有螺纹孔，螺纹孔旋接有固定螺栓。
根据本发明的一个优选实施例，所述固定套筒外侧焊接有搅拌翅，搅拌翅两侧端面设置有棱边。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
本发明提供的控制方法和控制系统可以实现对新型PBS生物降解塑料生产的全面自动化控制，保证生产的安全和效率，节约人力。而且本发明的新型PBS生物降解塑料生产装置在底座上端固定有支撑架，支撑架与罐体接触，可以简化整体装置，方便对整体装置进行拆装，并且在运输生产过程中，提高了整体装置的稳定性。同时在生产过程中，可以根据罐体的状态，对罐体的紧固力进行调整。本发明在支撑架右端固定有泵体，泵体通过管道与罐体出口阀连接，利用泵体将聚合反应产物输送到外侧。
本发明通过设置有加热板，为聚合反应提供对应的温度环境；同时通过设置有真空泵，提供相应的真空环境。本发明在底座底部四周粘贴有橡胶防滑垫，提高整体装置的稳定性；同时本发明在凹槽内部固定有电动伸缩杆，电动伸缩杆端部固定有万向轮，电动伸缩杆使万向轮接触地面，使底座与地面存在一定间隙，利用万向轮对整体装置进行移动。本发明在搅拌轴上设置有凸块，凸块上套接有固定套筒，方便调整搅拌翅在搅拌轴上的位置。本发明中固定套筒外侧焊接有搅拌翅，搅拌翅两侧端面设置有棱边，减少聚合反应的阻力，提高搅拌的速度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的新型PBS生物降解塑料生产装置的控制方法流程图。
图2是本发明实施例提供的新型PBS生物降解塑料生产装置的控制系统结构框图。
图3是本发明实施例提供的新型PBS生物降解塑料生产装置结构示意图。
图4是本发明实施例提供的罐体结构示意图。
图5是本发明实施例提供的底座结构示意图。
图6是本发明实施例提供的搅拌轴结构示意图。
图7是本发明实施例提供的支撑架结构示意图。
图中：1、转动电机；2、电机固定座；3、罐体；4、支撑架；5、底座；6、泵体；7、罐体底座；8、搅拌翅；9、搅拌轴；10、加热板；11、真空泵；12、橡胶防滑垫；13、凹槽；14、万向轮；15、固定套筒；16、固定螺栓；17、棱边；18、横向支撑杆；19、螺纹杆；20、凹型块；21、紧轮。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
PBS是生物降解塑料材料中的佼佼者，用途极为广泛，可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域。但是现有的PBS生物降解塑料生产设备结构复杂，不方便进行拆卸运输。同时现有的PBS生物降解塑料生产过程中，罐体易出现晃动，无法调整罐体的紧固力。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种新型PBS生物降解塑料生产装置及其控制方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的新型PBS生物降解塑料生产装置的控制方法包括：
S101，通过主控装置控制供料管道的电磁阀开启，将生产PBS生物降解塑料的原料按照质量配比添加到罐体中；
S102，通过红外线传感器对罐体内的物料高度进行实时监测，当检测到液位高度达到预设高度时，控制供料管道的电磁阀关闭，停止供料；
S103，控制添加剂添加管道的电磁阀开启，加入PBS生物降解塑料生产所需的添加剂；
S104，控制真空泵对罐体内部的空气进行抽出，将罐体内部保持真空状态；
S105，通过加热板进行加热，为聚合反应提供相应的温度；加热板进行加热的加热温度为75~85℃，反应4h，得到混合胶体。
S106，通过转动电机带动搅拌轴转动，利用搅拌翅对聚合反应材料进行搅拌，提高聚合效率。
本发明实施例中的步骤S101中，生产PBS生物降解塑料的原料按照质量份数计包括：100-150份的聚丁二酸丁二醇酯、20-30份的聚丙烯酸、50-65份的改性淀粉纳米纤维、50-65份的改性聚乳酸和75-100份的无水乙醇。
本发明实施例中的步骤S103中，所述添加剂包括15-20份的抗氧剂、20-30份的偶联剂和15-20份的增塑剂。
本发明中提到的份数之和并不要求总数为100份，只要成分之间满足份数比即可，但各成分之和为100%。
如图2所示，本发明实施例提供的新型PBS生物降解塑料生产装置的控制系统包括：
加料模块，与主控模块连接，用于通过供料管道内的电磁阀对原料的添加进行控制；
液位检测模块，与主控模块连接，用于通过红外线传感器对罐体内的物料高度进行实时检测；
添加剂添加模块，与主控模块连接，用于通过在添加剂添加管道内设置电磁阀，对添加剂的添加进行控制；
抽真空模块，与主控模块连接，用于通过真空泵抽出罐体内的空气，使罐体内保持真空状态；
加热模块，与主控模块连接，用于根据设定参数通过加热板对罐体内的温度进行调节；
搅拌模块，与主控模块连接，用于通过转动电机带动搅拌轴转动，对罐体内部的物料进行搅拌；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器对设备的控制参数和工作状态进行实时显示；
提醒模块，与主控模块连接，用于设备发生异常时发出报警提醒，
其中，主控模块用于通过主控器对检测数据进行处理，并通过检测结果和预设参数对各个模块的协调工作进行控制。
如图3所示，本发明实施例提供的新型PBS生物降解塑料生产装置在底座5上端固定有支撑架4，支撑架4与罐体3接触；底座5上端通过螺栓固定有罐体底座7，罐体底座7与罐体3焊接。同时本发明在支撑架4右端固定有泵体6，泵体6通过管道与罐体出口阀连接，实现将聚合生成物输出到切粒系统中。其中，罐体3左上端设置有材料进入口，在结构示意图中未标示出。
如图4所示，为了材料的聚合反应，提高相应的温度和真空环境。本发明在罐体上端固定有电机固定座2，电机固定座2上端固定有转动电机1；转动电机1输出轴通过联轴器与搅拌轴9连接，搅拌轴9上固定有搅拌翅8，转动电机1带动搅拌轴9转动，利用搅拌翅8对聚合反应材料进行搅拌，提高聚合效率。同时本发明在罐体3内部固定有加热板10，罐体3外侧固定有真空泵11和控制箱。
如图5所示，为了方便对整体装置进行移动。本发明在底座5底部四周粘贴有橡胶防滑垫12，底座5开有凹槽13，凹槽13内部固定有电动伸缩杆，电动伸缩杆端部固定有万向轮14。当需要对整体装置进行移动时，电动伸缩杆使万向轮14接触地面，使底座5与地面存在一定间隙，利用万向轮14对整体装置进行移动。
如图6所示，为了方便调整搅拌翅8在搅拌轴9上的位置。本发明在搅拌轴9上设置有凸块，凸块上套接有固定套筒15；固定套筒15和凸块上开有螺纹孔，螺纹孔旋接有固定螺栓16；其中，在固定套筒15外侧焊接有搅拌翅8，搅拌翅8两侧端面设置有棱边17。
如图7所示，为了有效对罐体3进行支撑固定。本发明中支撑架4上端固定有横向支撑杆18，横向支撑杆18开有螺纹孔，螺纹孔旋接有螺纹杆19，螺纹杆19外侧焊接有紧轮21；螺纹杆19内侧插接在凹型块20的深孔内部，凹型块20与罐体3硬接触。通过紧轮21旋转，利用螺纹杆19的顶紧力，对罐体3上端进行挤压固定。
以上所述，仅为本发明的较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PBS生物降解塑料生产装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
步骤一，通过主控装置控制供料管道的电磁阀开启，将生产PBS生物降解塑料的原料按照质量配比添加到罐体中；
步骤二，通过红外线传感器对罐体内的物料高度进行实时监测，当检测到液位高度达到预设高度时，控制供料管道的电磁阀关闭，停止供料；
步骤三，控制添加剂添加管道的电磁阀开启，加入PBS生物降解塑料生产所需的添加剂；
步骤四，控制真空泵抽出罐体内部的空气，使罐体内部保持真空状态；
步骤五，通过加热板进行加热，为聚合反应提供75~85℃的加热温度，使聚合反应反应4h，得到混合胶体；
步骤六，通过转动电机带动搅拌轴转动，利用搅拌翅对聚合反应材料进行搅拌，提高聚合效率。
2.如权利要求1所述的PBS生物降解塑料生产装置的控制方法，其特征在于，步骤一中，生产PBS生物降解塑料的原料按照质量份数计包括：100-150份的聚丁二酸丁二醇酯、20-30份的聚丙烯酸、50-65份的改性淀粉纳米纤维、50-65份的改性聚乳酸和75-100份的无水乙醇。
3.如权利要求1所述的PBS生物降解塑料生产装置的控制方法，其特征在于，步骤三中，所述添加剂包括15-20份的抗氧剂、20-30份的偶联剂和15-20份的增塑剂。
4.一种实施如权利要求1-3中任意一项所述的PBS生物降解塑料生产装置的控制方法的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：
加料模块，与主控模块连接，用于通过供料管道内的电磁阀对原料的添加进行控制；
液位检测模块，与主控模块连接，用于通过红外线传感器对罐体内的物料高度进行实时检测；
添加剂添加模块，与主控模块连接，用于通过在添加剂添加管道内设置电磁阀，对添加剂的添加进行控制；
抽真空模块，与主控模块连接，用于通过真空泵抽出罐体内的空气，使罐体内保持真空状态；
加热模块，与主控模块连接，用于根据设定参数通过加热板对罐体内的温度进行调节；
搅拌模块，与主控模块连接，用于通过转动电机带动搅拌轴转动，对罐体内部的物料进行搅拌；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器对设备的控制参数和工作状态进行实时显示；
提醒模块，与主控模块连接，用于设备发生异常时发出报警提醒，
其中，主控模块用于通过主控器对检测数据进行处理，并通过检测结果和预设参数对各个模块的协调工作进行控制。
5.一种PBS生物降解塑料生产装置，其特征在于，所述PBS生物降解塑料生产装置包括：
底座；
罐体；
支撑架，固定在所述底座上端，支撑架与罐体接触；
罐体底座，通过螺栓固定在所述底座上端，罐体底座与罐体焊接；
电机固定座，固定在所述罐体上端；
转动电机，固定在电机固定座上端；
其中，所述转动电机输出轴通过联轴器与搅拌轴连接，搅拌轴上固定有搅拌翅；
所述支撑架上端固定有横向支撑杆，横向支撑杆开有螺纹孔，螺纹孔旋接有螺纹杆，螺纹杆外侧焊接有紧轮；
所述螺纹杆内侧插接在凹型块的深孔内部，凹型块与罐体硬接触。
6.如权利要求5所述PBS生物降解塑料生产装置，其特征在于，所述支撑架的侧部固定有泵体，泵体通过管道与罐体出口阀连接。
7.如权利要求5所述PBS生物降解塑料生产装置，其特征在于，所述罐体内部固定有加热板，罐体外侧固定有真空泵和控制箱。
8.如权利要求5所述PBS生物降解塑料生产装置，其特征在于，所述底座底部四周粘贴有橡胶防滑垫，底座开有凹槽，凹槽内部固定有电动伸缩杆，电动伸缩杆端部固定有万向轮。
9.如权利要求5所述PBS生物降解塑料生产装置，其特征在于，所述搅拌轴上设置有凸块，凸块上套接有固定套筒；固定套筒和凸块上开有螺纹孔，螺纹孔旋接有固定螺栓。
10.如权利要求9所述PBS生物降解塑料生产装置，其特征在于，所述固定套筒外侧焊接有搅拌翅，搅拌翅两侧端面设置有棱边。
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