用于生产纸吸管的设备及其生产工方法与流程

本发明涉及吸管加工生产的技术领域，更为具体地，涉及一种用于生产纸吸管的设备及其生产方法。

背景技术：

随着人们生活水平的日益提高与生活节奏的加快，牛奶、饮料等各种各样的流质食品越来越多，而这类食品一般会用到吸管。吸管因其不会接触杯子比较卫生、使用方便且价格便宜而备受人们的青睐。目前市面上大部分的吸管是塑料吸管，塑料吸管价格便宜，但是其不易降解使用后丢弃会对环境造成巨大的压力。因此，人们开始转向研发各种纸质吸管，以减小对环境的污染。

市面上常规的纸吸管是通过多层硬纸条螺旋形地黏合缠绕而成，在水中浸泡时，其中的黏合剂很容易失效进而使得该种吸管很容易泡软泡烂；此外其使用的硬纸条为工业用纸，并非食品用纸，因此用它来做吸管，对人体不健康。还有一些研究者用马铃薯淀粉做成吸管，这种吸管虽然对人体不会造成伤害且易降解，但其也不耐泡，一般15分钟就会被泡烂。因此，亟需开发一种既耐泡又健康环保的吸管。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种用于生产纸吸管的设备，以解决现有技术中吸管不环保以及不耐泡的问题。

为了实现上述目的，本发明通过以下的技术方案来实现的：

一种用于生产纸吸管的设备，包括：

储液槽，其用于放置含有纤维素纤维的浆液；

吸管吸附成型装置，其包括相互外切的至少一对成型辊以及与所述成型辊连接的驱动装置，所述成型辊设置在所述储液槽内，所述成型辊的表面沿其周向设置有凹槽，相互外切的一对所述成型辊上的所述凹槽对称设置，所述凹槽上具有多个负压发生孔，所述多个负压发生孔与负压发生装置连通；以及

牵引装置，其设置在所述吸管吸附成型装置的下游，用于对在所述吸管吸附成型装置处成型的纸吸管进行牵引至收集。

进一步地，所述牵引装置包括依次设置在所述吸管吸附成型装置下游的多对牵引辊，每对所述牵引辊之间均具有间距。

进一步地，所述牵引辊上设置有用于对纸吸管进行加热的结构。

进一步地，所述牵引辊为空心辊体，其内设置有热油或热蒸汽。

进一步地，每对所述牵引辊之间的间距随着远离所述成型辊而逐渐减小。

进一步地，最靠近所述成型辊的一对所述牵引辊之间的间距不大于所述凹槽深度的两倍。

进一步地，所述储液槽的底部设置有导向柱，所述导向柱的一端固定在所述储液槽的底部，所述导向柱的另一端依次从相互外切的一对所述成型辊切点处的所述凹槽围合的区域以及所述多对牵引辊之间的间距中伸出。

进一步地，所述导向柱包括设置在所述储液槽底部与相互外切的一对所述成型辊切点处的直线段以及设置在多对牵引辊之间的弯曲段。

进一步地，所述用于生产纸吸管的设备还包括设置在所述牵引装置下游的至少一对吸管回收辊，每对所述吸管回收辊之间也具有间距。

进一步地，所述成型辊的所述凹槽表面设置有纤维过滤网。

进一步地，所述凹槽的截面为半圆形、“]”形或“v”字形中的一种。

本发明的另一目的是提供一种用于生产纸吸管的设备的生产方法，包括如下步骤：

s1：配置含纤维素纤维的浆液，将所述浆液倒入所述储液槽中并使得所述浆液的液面高度与相互外切的所述至少一对成型辊的切点等高；

s2：启动所述吸管吸附成型装置，使得相互外切的一对所述成型辊相向转动，同时启动所述负压发生装置，在负压的作用下，浆液中的纤维素纤维被吸附在不断转动的所述成型辊的凹槽外表面上并在切点处被相互外切的一对所述成型辊挤压拼接成纸吸管；

s3：成型后的纸吸管被相互外切的一对所述成型辊送至所述牵引装置处，在所述牵引装置牵引向前行走的过程中被干燥，最后被收集。

进一步地，纸吸管在被所述牵引装置牵引时，在所述牵引装置内通入热油或热蒸汽从而对纸吸管进行加热烘干。

进一步地，纸吸管在经过所述牵引装置时，所述牵引装置还对纸吸管进行径向加压。

进一步地，所述成型辊的转速为30-50r/min。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明的设备结构简单，操作方便，而通过本设备生产出来的纸吸管价格低廉，耐浸泡，遇水浸泡2小时内不会泡软，且易降解，丢失后不会对环境造成危害；此外，制作吸管过程中不添加任何色素或粘胶剂，因此在使用时不会有色素或粘胶剂释出，也就不会对人体造成伤害；另外，本发明的吸管的原材料获取方便，其原材料为甘蔗或废旧木材，变废为宝，符合目前节能环保的要求。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为本发明实施例的用于生产纸吸管的设备的立体结构示意图；

图2为本发明实施例的用于生产纸吸管的设备的主视图；

图3为本发明实施例的成型辊的剖面结构示意图。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

如图1和图2所示，本发明提供了一种用于生产纸吸管的设备，主要包括储液槽1、吸管吸附成型装置以及设置在吸管吸附成型装置下游的牵引装置。储液槽1通过支撑架4设置在地面上，在工作时，储液槽1中加注含有纤维素纤维的浆液。储液槽1的底部设置有导向柱5，导向柱5的一端固定在储液槽1的底部，导向柱5的另一端向上延伸。吸管吸附成型装置包括至少一对相互外切且对称设置的成型辊20以及与成型辊连接的电机22，在本实施例中，以一对相互外切且对称设置的成型辊20为例进行说明。该一对成型辊20的轴21平行且等高地设置在储液槽1的侧壁上以将该一对成型辊20固定在储液槽1内，成型辊20的轴21从储液槽1的侧壁上伸出，每根轴21的端侧上均套设有一齿轮，该一对成型辊20的轴21上的齿轮相互啮合。电机22固定在支撑架4上，电机22的输出轴上也套设有一齿轮，电机22的输出轴上的齿轮与其中一个成型辊20的轴21上的齿轮啮合，以使得电机22工作带动该一对成型辊20相向转动。当然，成型辊的数量和设置方式并不限于本实施例的数量和设置方式，比如，储液槽内也可以设置多个两两相互外切的成型辊20，两两相互外切的成型辊20的轴21平行且等高地设置在储液槽1的侧壁上；或者在储液槽1内沿其长度方向设置多对相互外切的成型辊20，多对相互外切的成型辊20的轴21沿储液槽1长度方向平行且等高地设置在储液槽1的侧壁上；或者其他可实现的形式均可。

成型辊20的表面上沿其周向开设有凹槽200，凹槽200的截面可为半圆形、“]”或“v”字形中的一种，当然也可以为其他方便成型的形状，其中以半圆形为最优。在本实施例中，见图3，以凹槽200的截面为半圆形为例进行说明。该一对成型辊20上的两条凹槽200在切点处对称设置以使得切点处的两条凹槽200在其截面方向上围合成一个圆形，导向柱5的另一端则从该圆形区域中伸出。每个成型辊20内均设置有空腔(图中未示出)，其中，空腔还与一真空泵(图中未示出)连接；每个成型辊20的凹槽200上均设置有多个负压发生孔(图中未示出)，多个负压发生孔与空腔贯通。此外，每个成型辊20的凹槽200外表面上设置有一层纤维过滤网(图中未示出)，当真空泵工作时，其产生的负压通过负压发生孔将浆液吸附到凹槽200内，凹槽200表面的纤维过滤网将浆液中的纤维素纤维进行拦截。拦截下的纤维素纤维经过成型辊20的转动在切点处被相互外切的一对成型辊20挤压拼接形成空心的圆柱形的纸吸管。

牵引装置包括依次设置的多对牵引辊3，每对牵引辊3之间均具有间距，且该间距随着每对牵引辊3远离成型辊20而逐渐减小，其中最靠近成型辊20的一对牵引辊之间的间距不大于凹槽200深度的两倍。从相互外切的一对成型辊20的凹槽200中伸出的导向柱5的另一端再依次从每对牵引辊3之间的间距中穿过，导向柱5的设置可以防止纸吸管在被牵引辊3牵引输送过程中被挤压而产生折痕，折痕一旦产生，经过烘干干燥后该纸吸管折痕处很容易破裂。导向柱5的外径不大于纸吸管设计要求的内径大小。为了使得该设备的高度不至于过高且便于收集纸吸管，导向柱5包括设置在储液槽1底部与相互外切的一对成型辊20切点之间的直线段50以及设置在多对牵引辊3之间的弯曲段51，弯曲段51的设置可以改变纸吸管的行走轨迹，将纸吸管的行走轨迹从向上行走转变成水平行走或者向下行走。牵引辊3为空心辊体，其内通有热油或者热蒸汽以用于对纸吸管进行加热干燥。当然，其他类似结构和功能的牵引装置均可。多对牵引辊3的下游还设置有至少一对吸管回收辊6，吸管回收辊6通过支座7固定在支撑架4的上方，干燥后的纸吸管经过吸管回收辊6的运送最后被回收。为了防止干燥后的纸吸管在运送过程中被吸管回收辊6挤压变形，从多对牵引辊3中穿过的导向柱的另一端还从每对吸管回收辊6之间的间距中伸出。

以下结合上述用于生产纸吸管的设备来介绍本发明的生产方法。本发明提供的一种用上述用于生产纸吸管的设备来生产纸吸管的生产方法，其具体如下：

首先，配置含纤维素纤维的浆液，浆液的配置方法如下：将木浆板和甘蔗浆板分别用水力碎浆机水解，水解成质量浓度为5％的浆，水解完后再用疏解机疏解从而将纤维继续分散，之后分丝轴化磨浆、配桨，配浆时将浆中的纤维的浓度稀释到0.5％(wt)，最后用硫酸铝将其ph值调至7-8，从而得到甘蔗浆和木浆。分别取70-85％(wt)上述甘蔗浆和15-30％(wt)的上述木浆混合均匀，再向其中加入akd防水剂，akd防水剂的加入量为纤维的3-5％(wt)，搅拌几分钟制成叩解度为30的浆液，然后用送浆机将配好的浆液送至储液槽1中，当储液槽1中的浆液液面高度与相互外切的至少一对成型辊20的切点高度一致时停止送浆；若在生产过程中液面高度有所降低则需要及时补浆。

开启电机22，电机22转动带动储液槽1中的成型辊20转动；与此同时，开启真空泵，在负压的作用下，浆液被吸附到凹槽200内，由于有纤维过滤网的存在，浆液中的水分被抽走而浆液中的纤维则被留在纤维过滤网上。成型辊20转动的过程中，纤维过滤网上的纤维不断累积，当纤维过滤网上的纤维运行至成型辊20的切点处时被相互外切的一对成型辊20挤压拼接成型成空心的纸吸管。为了使得纸吸管不至于太薄而易被破坏，成型辊20的转速不宜过快，以30-50r/min为宜，而真空泵的真空度则在0.4mpa以上为宜。成型后的纸吸管套设在导向柱5上被成型辊20送至牵引辊3处。多对牵引辊3在输送纸吸管的同时还对纸吸管进行加热烘干，烘干的方式为向牵引辊3内通热油加热或者通入热蒸汽加热烘干，当然也可以有其他可以实现的干燥方式。此外，多对牵引辊3还对纸吸管进行径向加压，从而不但使得纸吸管管壁上的纤维更密实，这样纸吸管更耐用，还使得纸吸管的内外径变小。当纸吸管的直径被挤压至设计要求的尺寸时，在吸管回收辊6处将纸吸管进行收集。

本发明制得的吸管耐浸泡，遇水浸泡2小时内不会泡软，且易降解，丢失后不会对环境造成危害；此外，制作吸管过程中不添加任何色素或粘胶剂，因此在使用时不会有色素或粘胶剂释出，也就不会对人体造成伤害。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的用于生产纸吸管的设备及其生产方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的用于生产纸吸管的设备及其生产方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。