CN113858361A - 一种竹材碳化真空烘干一体机加工竹料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种竹材碳化真空烘干一体机加工竹料的方法，属于竹料加工领域。一种竹材碳化真空烘干一体机加工竹料的方法，加工竹料的方法包括以下步骤：步骤1：开启箱体门，将竹料均匀装入箱体内，使每层竹料之间留有缝隙，装填完毕后将箱体门关闭，同时将排水口、排气口关闭；步骤2：打开热循环风机和蒸汽入口，直接向箱体内通入蒸汽，使箱体内处于高温高湿环境，同时打开补风管道，使其向箱体内通入高温干燥气体，形成速度较快的风，进行高温喷淋工序。它可以通过消除传统高温淋喷时加水高温蒸发的步骤，直接向竹条通入高温蒸汽，并通过热循环风机进行气体循环，使其降低了水的使用量，减少了水资源的浪费。

Description

一种竹材碳化真空烘干一体机加工竹料的方法

技术领域

本发明涉及竹料加工领域，具体为一种竹材碳化真空烘干一体机加工竹料的方法。

背景技术

竹纤维是从竹类中提取出来的一种再生植物纤维，是继棉、麻、毛、丝之后人类应用的的第五大天然纤维。竹纤维性能独特，近期以竹纤维为原料制作的内衣、袜子、T恤衫等竹纤维产品成为纺织品市场的新宠。

但目前竹料加工制取竹纤维的工艺还比较落后，竹子被加工成竹条后还需要经过碳化、烘干、脱水等工序，上述工艺主要通过土窑进行，不仅能源消耗大，污染比较严重，而且各环节需要分开加工，加工周期长，随着国家对节能减排要求的提高，目前的方法已经难以满足要求。

同时在竹条进行高温淋喷时，传统方法需要将水喷洒在竹条表面，而后通过高温使水分蒸发生成水蒸气，同时在竹条碳化清洗时还需使用大量清水进行冲洗，这种方式对水资源会造成一定的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种竹材碳化真空烘干一体机加工竹料的方法，以解决上述背景技术中提出的传统工艺落后、加工周期长、污染较大，对水资源浪费较高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种竹材碳化真空烘干一体机加工竹料的方法，加工竹料的方法包括以下步骤：

步骤1：开启箱体门，将竹料均匀装入箱体内，使每层竹料之间留有缝隙，装填完毕后将箱体门关闭，同时将排水口、排气口关闭；

步骤2：打开热循环风机和蒸汽入口，直接向箱体内通入蒸汽，使箱体内处于高温高湿环境，同时打开补风管道，使其向箱体内通入高温干燥气体，进行高温喷淋工序；

步骤3：竹料经过高温喷淋工序后启动蒸汽换热器，并关闭蒸汽入口，补风管道保持开启状态，蒸汽输入停止，补风管道通过蒸汽换热器为箱体提供热量，使箱体内温度进一步升高，而后进行碳化工序；

步骤4：竹料经过碳化工序后进入清洗工序，打开排水口、排气口，补风管道关闭，同时启动强排风机，热循环风机处于待机状态，对竹料进行清洁；

步骤5：竹料经过清洗工序后进行碳化冷却工序，热循环风机和强排风机持续运转，蒸汽换热器关闭，补风管道以常温状态开启；

步骤6：竹料经过碳化冷却工序后进行碳化排气工序，启动蒸汽换热器，热循环风机和强排风机持续运转，利用高温将箱体内的蒸汽从排气口排出箱体之外；

步骤7：竹料经过碳化排气后，蒸汽换热器、热循环风机维持运转，补风管道和强排风机关闭，进行烘干工序，烘干工序后打开箱体门待竹料恢复室温后取出即可。

优选的，热循环风机通过管道软连接与箱体内部连通，步骤1中，补风管道位于蒸汽换热器部分的气体温度始终高于箱体内温度，补风管道内气体通过蒸汽换热器将热量传递至热循环风机内的气体，使箱体内温度保持恒定，而后经过蒸汽换热器热量交换后的补风管道中的气体被送入箱体内。

优选的，所述高温喷淋工序中热蒸汽通过蒸汽入口输入箱体内部，而后通过热循环风机将蒸汽在箱体内部进行循环，同时补风管道为箱体内部吹风，进一步提高热蒸汽在箱体内部的流动速率；高温喷淋工序需保持1-2小时，且温度需控制在80-120摄氏度，从而提高竹料高温喷淋的效果，同时无需通入水，降低了水量消耗。

优选的，碳化工序中蒸汽停止输入，蒸汽换热器将箱体内部的温度进一步升高，箱体内部气体在热循环风机的作用下循环；热循环风机每隔5分钟后转换一次转动方向，使箱体内部气体流动方向发生改变，碳化工序需保持2-3小时，且温度需控制在115-130摄氏度。

优选的，清洗工序中当箱体内部温度低于30摄氏度时，热循环风机启动，对箱体内部进行加热，当箱体内部温度高于80摄氏度时，热循环风机关闭，停止对箱体内部加热，清洗工序需持续1-2小时，清洗工序使箱体内部的废气和废水通过排水口、排气口排出，使用间歇加热的方式，进一步降低了清洗工序中的能源消耗。

优选的，碳化冷却工序中，热循环风机的作用下使箱体内的废气废水进一步被排出，补风管道向箱体内通入高速气体，气体将碳化后竹料表面水以及废弃物吹除，并通过排水口排至出箱体之外。

优选的，碳化排气工序分为两个阶段，第一阶段，热循环风机内的气体经过蒸汽换热器将补风管道内的热量交换，将箱体内的温度升高，并使箱体内的水分汽化为蒸汽，在热循环风机的带动下在箱体内循环，在经过强排风机时，被强排风机吸入，通过排气口排出；第二阶段，蒸汽换热器关闭，热循环风机持续运转，此时补风管道补充气体温度与箱体内温度相差不超过10摄氏度，箱体内通入大量气体后，在强排风机的作用下排出，从而将箱体内剩余水汽带出。

优选的，烘干工序中的温度应控制在40-105摄氏度，且烘干工序e时长应为60小时。

优选的，碳化排气工序中的第一阶段需在110-120摄氏度的条件下，持续进行1-2小时，第二阶段需在100-120摄氏度的条件下，持续进行1-2小时，补风管道在第一阶段中最低温度不低于120摄氏度，补风管道在第二阶段中温度范围为110-120摄氏度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过消除传统高温淋喷时加水高温蒸发的步骤，直接向竹条通入高温蒸汽，并通过热循环风机进行气体循环，使其降低了水的使用量，减少了水资源的浪费。

2.在竹条碳化清洗的过程中，去除水洗的工序，并在后续竹条冷却时，通入大量空气，产生高速气流将竹条废弃物以及附着在竹条上的水分从排水口带出，从而进一步减少了水资源的浪费。

3.通过结合现有技术制造出专门用于竹料的碳化烘干设备，改变了传统利用土窑进行竹料加工的方式，同时根据设备设计竹料的加工工艺，不仅有效降低了能源的消耗，大大降低了对环境的污染，而且有效地缩短了竹料的加工周期，为竹料加工企业带来了巨大的收益，具有广阔的市场发展前景。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为图1视角的主视结构示意图；

图3为图1视角的侧视结构示意图；

图4为图1视角的俯视结构示意图。

图中：10、箱体；11、箱体门；12、排水口；13、排气口；14、强排风机；15、热循环风机；17、补风管道；18、蒸汽入口；19、蒸汽换热器；21、管道软连接。

具体实施方式

实施例1：

请参阅图1-4，用于实现竹材碳化真空烘干一体加工方法的竹材碳化真空烘干一体机，包括箱体10、箱体门11、两个热循环风机15、蒸汽入口18、排泄装置、补热装置以及补气装置；箱体10内设置有可供放置竹条的空腔，该空腔一侧与外界连通，且箱体门11安装在空腔与外界的连通处，蒸汽入口18与外部蒸汽发生装置连接并且安装在箱体10的外侧端面与空腔连通，两个热循环风机15并排安装在外侧端面并与补热装置连接；补热装置设置在箱体10外的一侧端面上，两个热循环风机15通过补热装置将补气装置中气体热量吸收，使箱体10内空腔的温度保持恒定，排泄装置设置在箱体10安装位的上下端部，补气装置与箱体10内部空腔连通，补气装置与外界供气供热装置连接并与补热装置直接连接，在为补热装置提供热量的同时，加快箱体10内空腔的气体流动速率；一体机还包括安装在热循环风机15与箱体10内部空腔之间的管道软连接21,管道软连接21和热循环风机15以及补热装置形成的整体，使箱体10内部空腔气体依次通过管道软连接21和热循环风机15以及补热装置进行循环流动。

请参阅图3，排泄装置包括设置在箱体10底部的排水口12、设置在箱体10相对排水口12一侧端面的排气口13以及设置在排气口13远离箱体10一端开口的强排风机14。

请参阅图2和图4，补气装置包括设置在箱体10外侧相对端面上的补风管道17,补风管道17的两端通过箱体10相对端面与箱体10内部空腔连通，补风管道17位于箱体10外部的中间管道部分与外界供热供气装置连接。

请参阅图4，补热装置包括分别设置在两个热循环风机15之间以及补风管道17与外界供热供气装置部位的蒸汽换热器19,蒸汽换热器19将两个热循环风机15向连通，同时蒸汽换热器19将补风管道17内气体的热量交换至热循环风机15内。

请参阅图4，补风管道17管道内径小于管道软连接21管道内径，单位时间内补风管道17管道气体流速小于经由管道软连接21流过蒸汽换热器19的气体流速，使补风管道17内在蒸汽换热器19部分的管道内气体温度始终高于管道软连接21通过蒸汽换热器19部分的气体温度。

一种竹材碳化真空烘干一体机加工竹料的方法，加工竹料的方法包括以下步骤：

步骤1：开启箱体门11，将竹料均匀装入箱体10内，使每层竹料之间留有缝隙，装填完毕后将箱体门11关闭，同时将排水口12、排气口13关闭；

步骤2：打开热循环风机15和蒸汽入口18，直接向箱体10内通入蒸汽，使箱体10内处于高温高湿环境，同时打开补风管道17，使其向箱体10内通入高温干燥气体，进行高温喷淋工序a；

步骤3：竹料经过高温喷淋工序a后启动蒸汽换热器19，并关闭蒸汽入口18，补风管道17保持开启状态，蒸汽输入停止，补风管道17通过蒸汽换热器19为箱体10提供热量，使箱体10内温度进一步升高，而后进行碳化工序b；

步骤4：竹料经过碳化工序b后进入清洗工序c，打开排水口12、排气口13，补风管道17关闭，同时启动强排风机14，热循环风机15处于待机状态，对竹料进行清洁；

步骤5：竹料经过清洗工序c后进行碳化冷却工序d，热循环风机15和强排风机14持续运转，蒸汽换热器19关闭，补风管道17以常温状态开启；

步骤6：竹料经过碳化冷却工序d后进行碳化排气工序f，启动蒸汽换热器19，热循环风机15和强排风机14持续运转，利用高温将箱体10内的蒸汽从排气口13排出箱体10之外；

步骤7：竹料经过碳化排气后，蒸汽换热器19、热循环风机15维持运转，补风管道17和强排风机14关闭，进行烘干工序e，烘干工序e后打开箱体门11待竹料恢复室温后取出即可。

请参阅图2和图4，热循环风机15通过管道软连接21与箱体10内部连通，步骤1中，补风管道17位于蒸汽换热器19部分的气体温度始终高于箱体10内温度，补风管道17内气体通过蒸汽换热器19将热量传递至热循环风机15内的气体，使箱体10内温度保持恒定，而后经过蒸汽换热器19热量交换后的补风管道17中的气体被送入箱体10内。

请参阅图2、图3和图4，高温喷淋工序a中热蒸汽通过蒸汽入口18输入箱体10内部，而后通过热循环风机15将蒸汽在箱体10内部进行循环，同时补风管道17为箱体10内部吹风，进一步提高热蒸汽在箱体10内部的流动速率。

请参阅图2，碳化工序b中蒸汽停止输入，蒸汽换热器19将箱体10内部的温度进一步升高，箱体10内部气体在热循环风机15的作用下循环；热循环风机15每隔5分钟后转换一次转动方向，使箱体10内部气体流动方向发生改变。

请参阅图2和图3，清洗工序c中当箱体10内部温度低于30摄氏度时，蒸汽换热器19启动，对箱体10内部进行加热，当箱体10内部温度高于80摄氏度时，蒸汽换热器19关闭，停止对箱体10内部加热，清洗工序c使箱体10内部的废气和废水通过排水口12、排气口13排出。

请参阅图2，碳化冷却工序d中，热循环风机15的作用下使箱体10内的废气废水进一步被排出，同时打开补风管道17，向箱体10内通入高速气体，气体将碳化后竹料表面水以及废弃物吹除，并通过排水口12排至出箱体10之外。

请参阅图3和图4，碳化排气工序f分为两个阶段，第一阶段，热循环风机15内的气体经过蒸汽换热器19将补风管道17内的热量交换，将箱体10内的温度升高，并使箱体10内的水分汽化为蒸汽，在热循环风机15的带动下在箱体10内循环，在经过强排风机14时，被强排风机14吸入，通过排气口13排出；第二阶段，蒸汽换热器19关闭，热循环风机15持续运转，此时补风管道17补充气体温度与箱体10内温度相差不超过10摄氏度，箱体10内通入大量气体后，在强排风机14的作用下排出，从而将箱体10内剩余水汽带出。

Claims (9)

1.一种竹材碳化真空烘干一体机加工竹料的方法，加工竹料的方法包括以下步骤：

步骤1：开启箱体门（11），将竹料均匀装入箱体（10）内，使每层竹料之间留有缝隙，装填完毕后将箱体门（11）关闭，同时将排水口（12）、排气口（13）关闭；

步骤2：打开热循环风机（15）和蒸汽入口（18），直接向箱体（10）内通入蒸汽，使箱体（10）内处于高温高湿环境，同时打开补风管道（17），使其向箱体（10）内通入高温干燥气体，进行高温喷淋工序（a）；

步骤3：竹料经过高温喷淋工序（a）后启动蒸汽换热器（19），并关闭蒸汽入口（18），补风管道（17）保持开启状态，蒸汽输入停止，补风管道（17）通过蒸汽换热器（19）为箱体（10）提供热量，使箱体（10）内温度进一步升高，而后进行碳化工序（b）；

步骤4：竹料经过碳化工序（b）后进入清洗工序（c），打开排水口（12）、排气口（13），补风管道（17）关闭，同时启动强排风机（14），热循环风机（15）处于待机状态，对竹料进行清洁；

步骤5：竹料经过清洗工序（c）后进行碳化冷却工序（d），热循环风机（15）和强排风机（14）持续运转，蒸汽换热器（19）关闭，补风管道（17）以常温状态开启；

步骤6：竹料经过碳化冷却工序（d）后进行碳化排气工序（f），启动蒸汽换热器（19），热循环风机（15）和强排风机（14）持续运转，补风管道（17）为高温状态工作，利用高温将箱体（10）内的蒸汽从排气口（13）排出箱体（10）之外；

步骤7：竹料经过碳化排气后，蒸汽换热器（19）、热循环风机（15）维持运转，补风管道（17）和强排风机（14）关闭，进行烘干工序（e），烘干工序（e）后打开箱体门（11）待竹料恢复室温后取出即可。

2.根据权利要求1所述的一种竹材碳化真空烘干一体机加工竹料的方法，其特征在于：热循环风机（15）通过管道软连接（21）与箱体（10）内部连通，在步骤1中，补风管道（17）位于蒸汽换热器（19）部分的气体温度始终高于箱体（10）内温度，补风管道（17）内气体通过蒸汽换热器（19）将热量传递至热循环风机（15）内的气体，使箱体（10）内温度保持恒定，而后经过蒸汽换热器（19）热量交换后的补风管道（17）中的气体被送入箱体（10）内。

3.根据权利要求1所述的一种竹材碳化真空烘干一体机加工竹料的方法，其特征在于：所述高温喷淋工序（a）中，单位时间内补风管道（17）内的气体流量小于热循环风机（15）的循环风流量，且补风管道（17）通入气体温度高于热循环风机（15）和箱体（10）内的温度，温度维持在100-120摄氏度之间；

高温喷淋工序（a）需保持1-2小时，且温度需控制在80-120摄氏度。

4.根据权利要求1所述的一种竹材碳化真空烘干一体机加工竹料的方法，其特征在于：碳化工序（b）需保持2-3小时，且温度需控制在115-130摄氏度，此时补风管道（17）内气体最低温度应保持在130摄氏度；

在碳化工序（b）中热循环风机（15）每隔5分钟后转换一次转动方向，使箱体（10）内部气体流动方向发生改变。

5.根据权利要求1所述的一种竹材碳化真空烘干一体机加工竹料的方法，其特征在于：清洗工序（c）中当箱体（10）内部温度低于30摄氏度时，热循环风机（15）启动，对箱体（10）内部进行加热，当箱体（10）内部温度高于80摄氏度时，热循环风机（15）关闭，停止对箱体（10）内部加热，清洗工序（c）需持续1-2小时，清洗工序（c）使箱体（10）内部的废气和废水通过排水口（12）、排气口（13）排出；

强排风机（14）进行抽风使箱体（10）内部降温的速率始终小于热循环风机（15）对箱体（10）内部加热的速率。

6.根据权利要求1所述的一种竹材碳化真空烘干一体机加工竹料的方法，其特征在于：碳化冷却工序（d）冷却时长1-2小时，温度处于30-80摄氏度之间，补风管道（17）供气温度小于热循环风机（15）供热温度。

7.根据权利要求1所述的一种竹材碳化真空烘干一体机加工竹料的方法，其特征在于：碳化排气工序（f）分为两个阶段，第一阶段，热循环风机（15）内的气体经过蒸汽换热器（19）将补风管道（17）内的热量交换，将箱体（10）内的温度升高，并使箱体（10）内的水分汽化为蒸汽，在热循环风机（15）的带动下在箱体（10）内循环，在经过强排风机（14）时，被强排风机（14）吸入，通过排气口（13）排出；

第二阶段，蒸汽换热器（19）关闭，热循环风机（15）持续运转，此时补风管道（17）补充气体温度与箱体（10）内温度相差不超过10摄氏度，箱体（10）内通入大量气体后，在强排风机（14）的作用下排出，从而将箱体（10）内剩余水汽带出。

8.根据权利要求1所述的一种竹材碳化真空烘干一体机加工竹料的方法，其特征在于：烘干工序（e）中的温度应控制在40-105摄氏度，且烘干工序（e）时长应为60小时。

9.根据权利要求7所述的一种竹材碳化真空烘干一体机加工竹料的方法，其特征在于：碳化排气工序（f）中的第一阶段需在110-120摄氏度的条件下，持续进行1-2小时，第二阶段需在100-120摄氏度的条件下，持续进行1-2小时，补风管道（17）在第一阶段中最低温度不低于120摄氏度，补风管道（17）在第二阶段中温度范围为110-120摄氏度。

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