一种基于pH值的自动调节的高效木材漂白系统的制作方法

本发明涉及一种木材漂白过程中的ph检测和调节的辅助装置，具体的说涉及一种基于ph值的自动调节的高效木材漂白系统。

背景技术：

由于我国珍贵树种资源日益紧缺，作为人工速生材中主要树种之一的杨树，因其生长速度快而得到广泛的应用。随着我国装饰装修行业的兴起，市场已经出现了由粘接而成的杉木集成薄木装饰材料，凭借着浓厚的香气和美丽的纹理，杉木集成薄木在市场中深受人们的喜爱。杨树的应用由以前主要用作包装、农村住宅、一次性筷子、胶合板等材料，所以逐渐向表面密实化等功能性改良及人造装饰薄木等高性能高附加值综合利用方面转变。但由于人工林生长快，导致自身材质缺陷较多，且由于心边材及早晚材区别明显，颜色存在明显差异，导致木方刨切而成的薄木色差较明显，严重影响了其开发利用，所以如何高效利用人工速生林已迫在眉睫。为了开发杉木高附加值产品，需要对集成前的薄木进行漂白处理以消除色差，并降低色变可能性，以满足家具装饰的要求。

重组装饰材是以人工培育速生木材为主要原料，采用单板漂白、染色、层积、模压胶合成型等技术制造而成的一种新型木质装饰板方材。可以用其取代天然珍贵木材用于家具、地板、结构材等生产领域。制作时需要对普通树种单板进行染色处理赋予其天然珍贵树种的色泽，在重组浅色品种（如白橡、白杏）时，因对原料单板的白度要求较高，而天然单板无法满足，且天然单板中也会存在一些蓝变缺陷，因此需要对单板进行漂白处理。在双氧水漂白工艺中，双氧水用量、稳漂剂用量、ph值、漂白温度和时间对漂白单板白度及抗张强度的影响，其中ph值（漂液的ph值）的变化对单板白度影响很大，因为双氧水在碱性条件下才有利于产生活性漂白的过氧化氢离子，但如果碱性太强，会造成无效分解过多，对木材损伤大，还会容易产生硅集聚，反而使白度下降。在现有工艺中常以ph试纸来粗糙监测漂液的ph变化，但ph试纸基于颜色变化机理的ph检测方式事实，在具有高度漂白性能的漂池中使用显然是非常不科学也是不可靠的，且不够精确，存在人为误差。

ph传感器是一种化学传感器，它已经被广泛用于科研、工业、农业和环境、医疗等领域。多年来，科研工作者们也发展了多种ph测量方法，其中主要包括电流型和电位型ph传感器；因为ph玻璃电极具有高的灵敏度和选择性以及宽的ph响应范围，因而得到广泛应用。但是该种电极也具有一些难以克服的缺点，比如容易破碎、使用前需要较长时间形成水化层等。所以，发展多种既能用于无机相，也能用于有机相的便于使用的ph电极成为当前的紧要任务。

基于以上原因，我们通过自制满足漂池特定环境要求（常规电极会被池水污染）的ph电极，电极具有抗干扰离子强、稳定性好、寿命长和重现性好等优点；通过对蒸汽加热漂池底部进气口进行设计，实现了漂池具有蒸汽加热和促进体系内液体循环的功能；进行并尝试制备一种基于ph变送器和plc的智能的实时监测自动补偿木材漂白系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术的上述问题，提供一种基于ph值的自动调节的高效木材漂白系统。基于漂池的复杂环境，自制耐高温抗污染精密ph电极，可在120℃下使用，分别率得到0.01，通过自动化智能化改造，优化木材漂白工艺，可以依据需要对漂池ph进行程序化调节，有效地降低双氧水和稳漂剂等消耗，节约资源，并提高漂白效率和效果，减少操作人员的不当操作，降低运行人员的劳动强度和生产成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于ph值的自动调节的高效木材漂白系统，所述系统包括：

漂白池；

电源模块，用于向漂白系统供电；

控制模块，用于控制漂白系统的正常运行；

补偿模块，用于控制氢氧化钠溶液的补偿，进而调节ph；

用户交换模块，用于人机交互；

检测模块，用于对漂白池ph值的数据采集；

所述电源模块分别与控制模块、补偿模块、用户交换模块和检测模块电连接，所述补偿模块、用户交换模块和检测模块均与控制模块电连接；

通过用户交换模块预设ph参数并存储于控制模块，检测模块采集漂白池ph后传输至控制模块，控制模块与预设ph参数比对，自动控制补偿模块的开启与关闭，以调节漂白池ph。

优选的，所述控制模块为控制箱；

所述补偿模块包括氢氧化钠储液槽、电磁式计量泵和电动调节阀；

所述检测模块包括相互连接的ph电极与ph变送器；

所述漂白池为蒸汽加热循环式漂白池；

所述控制箱分别与电磁计量泵和ph变送器相连接；

所述电磁计量泵的进口端与所述氢氧化钠储液槽相连接，出口端靠近蒸汽加热循环式漂白池底部，所述ph电极置于蒸汽加热循环式漂白池中。

优选的，所述电磁式计量泵并行设有两组，分别为第一电磁式计量泵和第二电磁式计量泵，第一电磁式计量泵流量大于第二电磁式计量泵流量，两者独立运行；

所述ph电极设有两组，分别为第一ph电极和第二ph电极，在蒸汽加热循环式漂白池中面对面平行放置，两者独立运行，两者间数值差异达到10%时会警示。

优选的，所述第一、二ph电极均为w/wo3ph电极，所述电极由一根钨丝通过ag导电胶与铜线相连，将钨丝设于一根顶端已经拉细的玻璃管中，顶端以酒精喷灯封住，电极后端以环氧树脂密封。

优选的，所述加热循环式漂白池底部蒸汽注入口呈螺旋状，对加热循环式漂白池进行加热的同时对加热循环式漂白池进行混匀，加快泵入氢氧化钠的扩散，避免由于局部浓度过高而影响产品质量。

优选的，第一、二电磁式计量泵入口和第一、二ph电极置于离加热循环式漂白池池壁5-50cm处，距离底部20-80cm，第一ph电极固定于进样口的下游方向5-50cm处，第二ph电极平行固定在第一ph电极的正对面。既可以防止由于扩散不及时而产生信号采集不及时的问题，还可以杜绝操作过程中箱体对电极造成机械损坏。

优选的，所述控制箱包括智能化ph变送器模块、顺序控制系统、模块通讯模件和电源模块组件。

优选的，所述顺序控制系统包括plc自控程序。

优选的，所述电源模块包括变压系统、继电器系统和开关系统。

本发明的有益效果：

用于木材漂白的基于ph值的自动调节的高效木材漂白系统实现了整个木材漂白工艺加碱过程及运行工况的监测与控制，能够根据现场监测数据完成对加碱过程的自动控制，能够依据不同漂白工艺进行程序化的调节，提高了木材漂白工艺的自动化设计水平，体现了整个自动化木材漂白系统的科技含量。

本ph值的自动调节的高效木材漂白系统采用自制ph电极，具有耐高温（可在120℃下使用），高精度（0分辨率为0.01），响应快速（1.15s）的特点。由于控制与检测的现场实时化，具有操作简单，布线方便的特点；提高了系统的抗干扰能力及可靠性，降低了投资、安装和维护费用。

自动化智能ph值的自动调节的高效木材漂白系统能够保证工艺系统的安全、正常运行，提高漂白工艺的自动化水平，维持主要参数正常运行：通过自动化改造，优化漂白中的加碱工艺，有效地降低了双氧水的消耗，节约资源，提高漂白效率，达到事半功倍的目的，并减少操作人员的不当操作，降低运行人员的劳动强度。

本发明的基于ph值的自动调节的高效木材漂白系统，在经过大量的运行试验的基础上，改进了自制ph电极的设计，设置参数和加样口的布局。可以满足多种容量和规格的漂池的运行要求，适应系统负荷的变化。具有反应灵敏，误差率小，稳定性好，检修期短，使用寿命长等优点。

附图说明

图1为本发明的结构框架图；

图2一种基于ph值的自动调节的高效木材漂白系统的示意图。

图3ph电极结构图

图4漂池设计及内部液体流动示意图

图5电极和进样口设置放大图

图6电极响应时间图

图中：1-漂白池，2-控制箱，3-第一电磁式计量泵，4-第二电磁式计量泵，5-氢氧化钠储液槽，6-蒸汽进口，7-ph电极，8-铜导线，9-环氧树脂，10-玻璃管套，11-钨丝，12-进样口。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

如图1所示，一种基于ph值的自动调节的高效木材漂白系统，所述系统包括：

漂白池1；

电源模块，用于向漂白系统供电；

控制模块，用于控制漂白系统的正常运行；

补偿模块，用于控制氢氧化钠溶液的补偿，进而调节ph；

用户交换模块，用于人机交互；

检测模块，用于对漂白池ph值的数据采集；

所述电源模块分别与控制模块、补偿模块、用户交换模块和检测模块电连接，所述补偿模块、用户交换模块和检测模块均与控制模块电连接；

通过用户交换模块预设ph参数并存储于控制模块，检测模块采集漂白池ph后传输至控制模块，控制模块与预设ph参数比对，自动控制补偿模块的开启与关闭，以调节漂白池1ph。

具体到本实施例，如图2所示，所述控制模块为控制箱2；

所述补偿模块包括氢氧化钠储液槽5、电磁式计量泵和电动调节阀；

所述检测模块包括相互连接的ph电极7与ph变送器；

所述漂白池为蒸汽加热循环式漂白池；

所述控制箱2分别与电磁计量泵和ph变送器相连接；

所述电磁计量泵的进口端与所述氢氧化钠储液槽5相连接，出口端靠近蒸汽加热循环式漂白池底部，所述ph电极7置于蒸汽加热循环式漂白池中。

本实施例中，所述电磁式计量泵并行设有两组，分别为第一电磁式计量泵3和第二电磁式计量泵4，第一电磁式计量泵3流量大于第二电磁式计量泵4流量，两者独立运行；

所述ph电极7设有两组，分别为第一ph电极和第二ph电极，在蒸汽加热循环式漂白池中面对面平行放置，两者独立运行，两者间数值差异达到10%时会警示。

具体到本实施例，如图3和图6所示，所述第一、二ph电极均为w/wo3ph电极，所述电极由一根钨丝11通过ag导电胶与铜线8相连，将钨丝11设于一根顶端已经拉细的玻璃管10中，顶端以酒精喷灯封住，电极后端以环氧树脂9密封。

具体到本实施例，如图4和图5所示，所述加热循环式漂白池底部蒸汽注入口6呈螺旋状，对加热循环式漂白池进行加热的同时对加热循环式漂白池进行混匀，加快泵入氢氧化钠的扩散，避免由于局部浓度过高而影响产品质量。

本实施例中，如图2所示，第一、二电磁式计量泵入口和第一、二ph电极置于离加热循环式漂白池池壁5-50cm处，距离底部20-80cm，第一ph电极固定于进样口12的下游方向5-50cm处，第二ph电极平行固定在第一ph电极的正对面。既可以防止由于扩散不及时而产生信号采集不及时的问题，还可以杜绝操作过程中箱体对电极造成机械损坏。

作为本实施例的最优实现方式，所述控制箱2包括智能化ph变送器模块、顺序控制系统、模块通讯模件和电源模块组件，所述顺序控制系统包括plc自控程序，所述电源模块包括变压系统、继电器系统和开关系统。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。