专利名称：自动化固体水生产线及固体水的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种制备固体水的方法，以及这种方法使用的自动化的固体水 连续生产线。
背景技术：
固体水是一种可长期自动释放水分的产品，用于干旱地区植树造林，可极 大的提高树木的成活率，加速生态建设与恢复的速度。
过去固体水生产均是间竭式生产方式，各工序分别操作，未连成一条前后 贯通连续生产的生产线，其中大量的人工操作，大量的人为因素存在，既难以 保证产品质量的稳定如一，又提高产品的劳动力成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种固体水的生产线以及制备方法，是固体水能够连 续的、质量稳定的持续生产。
上述的目的通过以下的技术方案实现
一种自动化固体水生产线，其组成包括水处理单元，空气杀菌间单元， 所述的水处理单元通过管路与自动上料及水化单元连接，所述的自动上料及水 化单元连接固化单元，上述的单元以及包装单元由总电控单元通过土业计算机 进行控制。
所述的自动化固体水生产线，所述的固化单元包括固化釜(10)、浓桨泵 (11)和交联剂釜(12)组成，用管道、阀门相连，其中固化釜上口与双轴搅 拌机(8)相连，下口通过浓桨泵与成品储槽相连。
所述的自动化固体水生产线，所述的水处理单元的组成包括水泵n)、 多介质过滤器(2)、精细过滤器(3)、紫外线杀菌器(4)、水计量槽A (5)、水 计量槽B (6)，各部分用管路、阀门相连，由控制仪表控制；所述的空气杀菌 间单元包括密闭的容器和保持常开状态的空气净化机，用管道与双轴搅拌机(8)固化反应器(10)交联剂溶解釜(12)固体水贮槽(13)相连。
所述的自动化固体水生产线，所述的自动上料及水化单元包括带自动吸 料装置的均质机(7)和双轴搅动拌机(8)及一台浓浆泵(9)，用道阀门连接 后由仪表自动控制，双轴搅拌机一进料口通过清水泵与计量槽A (5)相连。
一种固体水的制作方法，其组成包括水和空气的处理，上料后首先将固 化剂，例如羧甲基纤维素钠(按与水的重量比2: IOO的比例)进行水化处理制 成水化处理液，将水化处理液和交联剂(例如硫酸铝钾1%)的稀溶液注入搅拌 状态下的固化釜，发生固化反应，全部注入完毕后，再在固化釜中搅拌15-30 分钟，使物料充分反应，粘度升到10万厘泊，物料外观上呈凝胶状固体，即为 固体水，然后进行包装。
所述的固体水的制作方法，所述的固化反应中，固化釜连接的双轴搅拌机 做行星式运动使高粘度物料即做轴向动作又做与轴垂直方向运动，同时物料又 被搅拌机底部的浓浆泵抽出并从搅拌机顶部泵入，进一步强化了物料整体均匀 效果，使随反应进行粘度越来越高的物料受到充分搅拌、混合并均匀地反应。
所述的固体水的制作方法，所述的水化处理过程包括水化单元采用由自 吸料均质机，浓浆泵，双轴搅拌机三者串联，组成强力的分散系统，物料在该 系统中多次循环运行，使极难在水中分散的固化剂迅速分散成水化液。
所述的固体水的制作方法，所述的水化处理过程包括清水泵启动同时均
质机和浓桨泵(9)启动，均质机将计量好的粉状固化剂(羧甲基纤维素钠)吸 入，与浓桨泵中泵入的水相遇并在均质机的高速剪切下均匀混合；混合液在泵 的驱动下经双轴搅拌机上部的管道进入双轴搅拌机，在不断搅拌下使不同时段 进入的混合液再次混合。双轴搅拌机的下口与浓桨泵入口连接，将混合液再次 泵入均质机中；混合液又与均质机新吸入的粉料相遇、混合，使混合液中固化剂含量进一步增高后，再次被泵入双辊搅拌机；按此方式，物料在均质机一双 辊搅拌机一浓桨泵三者组成的循环系统中多次循环，不断受到剪切、搅拌，从 而使很难在水中分散的固化剂充分水化与水形成均匀的分散体；粉料逐次上完 后，均质机——双轴搅拌机——浓浆泵系统继续循环工作15分钟，使固化剂充 分水化、均质，最终得到整批物料各点均匀的、粘度约为2000厘泊的水化液。 所述的固体水的制作方法，所述的水和空气的处理过程包括原水在水泵 (1)的驱动下，经过滤器(2) (3)除去水中的颗粒状悬浮物及胶质，进入杀 菌器(4)，除去水中微生物，制成的无菌、无杂物的水；所述的空气处理是指 在向反应器进料时，反应器内的空气通过管道被排挤到空气杀菌间内，并经空 气净化器杀菌净化；当反应器出料时，被杀菌净化过的空气通过管道又被吸入 反应器中，从而保证反应器内的物料所接触到的空气始终都是杀菌净化过的空
气。 、
所述的固体水的制作方法，所述的包装使用的灌装打卡装置采用电脑控制 的双螺旋定量灌装机和双卡自动打卡扣机，各个设备之间采用总控单元进行控 制。
这个技术方案有以下有益效果
1. 连续化生产，保证了产品的质量和数量，避免了小作坊式的操作带来 的质量问题。
2. 本产品设有空气杀菌间，当上述反应器或容器进料时，反应器内的空气 通过管道被排挤到空气杀菌间内，并经空气净化器杀菌净化，留在间内；当所 述某反应器或容器出料时，杀菌间内存留的净化空气通过管道吸入反应器或容 器内，从而保证了各容器内的物料接触的全部是净化过的空气，避免物料受到 空气中细菌的污染，实现了反应系统内部空气的自动杀菌净化这种设计，既可满足固体水须在清洁环境中生产的要求，又规避整个车间为无菌车间的巨大 投资。
3. 本发明的固化反应中，采用双轴搅拌机的固化釜，其行星式运动使高 粘度物料即做轴向动作又做与轴垂直方向运动，同时物料又被搅拌机底部的浓 浆泵抽出并从搅拌机顶部泵入，进一步强化了物料整体均匀效果，使随反应进 行粘度越来越高的物料受到充分搅拌、混合并均匀地反应。制造出的固体水质
量品质高、质量稳定o
4. 水化单元采用由自吸料均质机，浓浆泵，双轴搅拌机三者串联，组成 强力的分散系统，物料在该系统中多次循环运行，使极难在水中分散的固体剂 迅速分散。
5. 包装单元采用双螺旋灌装机及双卡打卡扣机，二机联动，保证了灌装 计量的准确及包装过程自动流畅的进行。
图l是本发明的控制原理图。 .
本发明的
具体实施例方式
实施例1:
自动化固体水生产线，其组成包括水处理单元，空气杀菌间单元，其特 征是所述的水处理单元通过管路与自动上料及水化单元连接，所述的自动上 料及水化单元连接固化单元，上述的单元以及包装单元由总电控单元通过工业 计算机进行控制。
所述的自动化固体水生产线，所述的固化单元包括固化釜(10)、浓桨泵
(11)和交联剂釜(12)组成，用管道、阀门相连，其中固化釜上in与双轴搅
拌机(8)相连，下口通过浓桨泵与成品储槽相连。 实施例2:上述的自动化固体水生产线，所述的水处理单元的组成包括水泵(1)、 多介质过滤器(2)、精细过滤器(3)、紫外线杀菌器(4)、水计量槽A (5)、水 计量槽B (6)，各部分用管路、阀门相连，由控制仪表控制；所述的空气杀菌
间单元包括密闭的容器和保持常开状态的空气净化机，用管道与双轴搅拌机
(8)固化反应器(10)交联剂溶解釜(12)固体水IC槽(13)相连。 实施例3:
上述的自动化固体水生产线，所述的自动上料及水化单元包括带自动吸料
装置的均质机(7)和双轴搅动拌机(8)及一台浓浆泵(9)，用道阀门连接后 由仪表自动控制，双轴搅拌机一进料口通过清水泵与计量槽A (5)相连。 实施例4:
一种固体水的制作方法，其组成包括水和空气的处理，上料后首先将固
化剂进行水化处理制成水化处理液，将水化处理液和交联剂--硫酸铝钾稀溶液 注入搅拌状态下的固化釜，发生固化反应，全部注入完毕后，再在崮化釜中搅
拌15-30分钟，使物料充分反应，粘度升到10万厘泊，物料外观上呈凝胶状固 体，即为固体水，然后进行包装。
实施例5:
上述的固体水的制作方法，所述的固化反应中，双轴搅拌机行星式运动使 高粘度物料即做轴向动作又做与轴垂直方向运动，同时物料又被搅拌机底部的 浓浆泵抽出并从搅拌机顶部泵入，进一步强化了物料整体均匀效果，使随反应 进行粘度越来越高的物料受到充分搅拌、混合并均匀地反应。
实施例6:
所述的固体水的制作方法，所述的水化处理过程包括水化单元采用由自 吸料均质机，浓浆泵，双轴搅拌机三者串联，组成强力的分散系统，物料在该系统中多次循环运行，使极难在水中分散的固体剂迅速分散成水化液。 实施例7:
上述的固体水的制作方法，所述的水化处理过程包括清水泵启动同时均 质机和浓浆泵(9)启动，水进入双轴搅拌机，均质机将计量好的固化剂(例如 羧甲基纤维素钠)吸入后，与浓桨泵中泵入的水相遇并在均质机的高速剪切下 均匀混合；混合液在泵的驱动下经双轴搅拌机上部的管道进入双轴搅拌机，在 不断搅拌下使不同时段进入的混合液再次混合。双轴搅拌机的下口与浓桨泵入 口连接，将混合液再次泵入均质机中；混合液又与均质机新吸入的松料相遇、 混合，使混合液中固化剂含量进一步增高后，再次被泵入双辊搅拌机；按此方 式，物料在乳化机一双辊搅拌机一浓桨泵三者组成的循环系统中多次循环，不 断受到剪切、搅拌，从而使很难在水中分散的固化剂充分水化与水形成均匀的 分散体；粉料逐次上完后，均质机——双轴搅拌机——浓浆泵系统继续循环工 作15分钟，使固化剂充分水化、均质，最终得到整批物料各点均匀的、粘度约 为2000厘泊的水化液。
实施例8 '
上述的固体水的制作方法，所述的水和空气的处理过程包括原水在水泵 (1)的驱动下，经过滤器(2) (3)除去水中的颗粒状悬浮物及胶质，进入杀 菌器(4)，除去水中微生物，制成的无菌、无杂物的水；所述的空气处理是指 反应器内的空气通过管道被排挤到空气杀菌间内，并经空气净化器杀菌净化。
实施例9:
上述的固体水的制作方法，所述的包装使用的灌装打卡装置采用电脑控制 的双螺旋定量灌装机和双卡自动打卡扣机，各个设备之间采用总控￥元进行控 制。实施例10:
全自动固体水生产线由下述六个单元组成，各单元间以管道阀门连接，自 动化仪表指示，总控台控制，前端投入原料，末端连续产出产品，共同完成本 发明方法的自动化生产过程，构成生产线的六个单元是-
第一单元水处理单元
水处理单元由水泵(1)多介质过滤器(2)精细过滤器(3)紫外线杀菌 器(4)水计量槽A (5)水计量槽B (6)组成。各部分用管路、阀门相连， 由相应的控制仪表控制
原水在水泵(1)的驱动下，经过滤器(2) (3)除去水中的颗粒状悬浮物 及胶质，进入杀菌器(4)，除去水中微生物，制成的无菌、无杂物的水进入计 量槽A (5)或B (6)，水计量槽A的设计容量恰好是下一单元在双轴搅拌机中 进行水化反应所需的用量。水计量槽到达设定水量后，由水位控制器发出指令， 停止进水，电动阀门自动转动，开始向B(6)槽给水。同样B槽满后，自动向 A槽(5)供水。B槽的设计容量与下一单元的交联剂溶解釜的需用水量相同。 当B槽装满后，水位计发出指令，将电动阀转向A槽供水，如果此时A槽也是 充满状态，则再发出指令，水泵(l)停止，过滤器停止工作，二个槽均满待用。
当A槽收到第三单元中执行水化反应的双轴搅拌机指令后，A槽开始时向 双轴搅拌机(8)给出槽内全部水量，至设定的低水位时，发出指令供水停止， 同时水泵(1)启动，过滤器向A槽(5)供水。如此循环往复使水处理与其后 的反应器相连并自动运行。
第二单元空气杀菌间单元
空气杀菌单元由密闭的容器和保持常开状态的空气净化机两部分组成，并 用管道与双轴搅拌机(8)固化反应器(10)交联剂溶解釜(12)固体水贮槽(13)相连。当上述反应器或容器进料时，反应器内的空气通过管道被排挤到空气杀 菌间内，并经空气净化器杀菌净化，留在间内；当所述某反应器或容器出料时， 杀菌间内存留的净化空气通过管道吸入反应器或容器内,从而保证了各容器内 的物料接触的全部是净化过的空气，避免物料受到空气中细菌的污染，实现了 反应系统内部空气的自动杀菌净化。
这种设计，既可满足固体水须在清洁环境中生产的要求，又规避整个车间 为无菌车间的巨大投资，是本设计的一重要特点。
第三单元自动上料及水化单元
该单元由带自动吸料装置的均质机(7)和双轴搅动拌机(8)及一台浓浆 泵(9)组成。用道阀门连接后由仪表自动控制。双轴搅拌机一进料口通过清水 泵与上一单元的计量槽A (5)相连。
清水泵启动同时均质机和浓浆泵(9)启动，计量槽内的水转移至双轴搅拌 机，均质机特别配置的粉料吸料器将计量好的固化剂吸入均质机内，与浓桨泵 中泵入的水相遇并在均质机的高速剪切下均匀混合，混合液在泵的驱动下经双 轴搅拌机上部的管道进入双轴搅拌机，在不断搅拌下使不同时段进入的混合液 再次混合。双轴搅拌机的下口与浓桨泵入口连接，将混合液再次泵入均质机中， 又与均质机新吸入的粉料相遇、混合，使混合液中固化剂含量进一步增高后， 再次被泵入双辊搅拌机。按此方式，物料在乳化机一双辊搅拌机一浓桨泵三者 组成的循环系统中多次循环，不断受到剪切、搅拌，从而使很难在水中分散的 固化剂充分水化与水形成均匀的分散体。
粉料逐次上完后，均质机——双轴搅拌机——浓浆泵系统继续循环工作15 分钟，使固化剂充分水化、均质，最终得到整批物料各点均匀的、粘度约为2000 厘泊的水化液。切换双轴搅拌机底部阀门，将水化液全部泵入下一单元的固化釜中，阀门
再切换回原位，并发出指令。与计量槽A相连的清水泵启动，定量的水进入双 轴搅拌机，再次通过上述的循环均质系统开始下一批次物料的加工。 第四单元固化单元
该单元由固化釜(10)、浓桨泵(11)和交联剂釜(12)组成，用管道、阀 门相连。其中固化釜上口与第三单元双轴搅拌机相连，下口通过浓桨泵与第五 单元的成品储槽相连。
交联剂釜(12)注满由槽B (6)计量好的定量水后，加入计算量的交联剂， 在常温下搅拌溶解，制成交联剂稀溶液。当第三单元的双轴搅拌机内的水化液 通过浓桨泵开始和向本单元的固化釜(10)转移时，与交联剂釜相连的清水泵 接收到由切换阀门发出的指令启动，将交联剂溶液同时泵入固化釜中，在水化 液与交联剂稀溶液同时泵入固化釜过程中，二者在搅拌下相遇、混合，并开始 固化反应，随二种溶液不断注入和固化反应时间的延长，固化釜内物料粘度不 断升高，粘稠的物料受到固化釜内做行星式运动的双轴搅拌机搅拌，即做水平 运动，又做垂直运动，同时物料又不断被釜下端的浓浆泵抽出并从釜的上端泵 入釜内，与釜上层物料混合，通过物料的循环运移，进一步强化均质混合效果。 当两种溶液全部转移完毕后，再在固化釜中搅拌15-30分钟，使物料充分反应， 粘度升到10万厘泊，物料外观上呈难以流动的凝胶状固体，即为固体水。固体 水制备完成后，固化釜下端的浓桨泵切换，将固体水泵入下一单元固体水储槽
中备用o
第五单元自动计量灌装及打卡封口单元
该单元由固体水储槽(13)带有电脑控制的双螺旋灌装机(14)及自动卡 扣机(15)组成。固体水储槽中的固体水靠重力作用进入双螺旋灌装机料斗，在双螺旋驱动
下形成每平方厘米4公斤压力，将固体水物料从可预先设定导料管挤出，每次 的挤出量由电脑系统精确控制。导料管外壁套有一端封口的筒状塑料薄膜，物 料从导料管挤出后进入筒状塑料薄膜内，并自动进入打卡扣封口工位，双头自 动打卡扣机同时打下两个卡扣并在两个卡扣之间将薄膜切断，第.一个卡扣将已 灌装好固体水的尾端封住，第二个卡扣将未灌装固体水薄膜的前口封住，以便 下一次灌装，使灌装过程不间断地连续进行。
灌装在塑料膜内、膜的两端由卡扣密封的固体水即为封装好的成品态固体 水产品。装箱后做商品出售。
第六单元总电控单元
总控电单元由各种仪表，控制元件和开关等组成，其功能是将各执行元件 的信号进行处理后再发出相应指令，从而使整个生产线按预定程序自动运行。
上述六个单元组成一条完整的自动化固体水专用生产线。示意框图如图1 所示。
权利要求
1.一种自动化固体水生产线，其组成包括水处理单元，空气杀菌间单元，其特征是所述的水处理单元通过管路与自动上料及水化单元连接，所述的自动上料及水化单元连接固化单元，上述的单元以及包装单元由总电控单元通过工业计算机进行控制。
2. 根据权利要求1所述的自动化固体水生产线，其特征是所述的固化单元 包括固化釜(10)、浓桨泵(11)和交联剂釜(12)组成，用管道、阀 门相连，其中固化釜上口与双轴搅拌机(8)相连，下口通过浓桨泵与成 品储槽相连。
3. 根据权利要求1或2所述的自动化固体水生产线，其特征是所述的水处 理单元的组成包括水泵(1)、多介质过滤器(2)、精细过滤器(3)、紫外线杀菌器(4)、水计量槽A (5)、水计量槽B (6),各部分用管路、阀门相连，由控制仪表控制；所述的空气杀菌间单元包括密闭的容器和保持常开状态的空气净化机，用管道与双轴搅拌机(8)固化反应器(10) 交联剂溶解釜(12)固体水贮槽(13)相连。
4. 根据权利要求l或2或3所述的自动化固体水生产线，其特征是所述的 自动上料及水化单元包括带自动吸料装置的均质机(7)和双轴搅动拌机(8)及一台浓浆泵(9)，用道阀门连接后由仪表自动控制，双轴搅拌机 一进料口通过清水泵与计量槽A (5)相连。
5. —种固体水的制作方法，其组成包括水和空气的处理，其特征是上料后首先将固化剂进行水化处理制成水化处理液，将水化处理液和交联剂稀 溶液注入搅拌状态下的固化釜，发生固化反应，全部注入完毕后，再在固化釜中搅拌15-30分钟，使物料充分反应，粘度升到10万厘泊，物料外观上呈凝胶状固体，即为固体水，然后进行包装。
6. 根据权利要求5所述的固体水的制作方法，其特征是所述的固化反应中， 双轴搅拌机行星式运动使高粘度物料即做轴向动作又做与轴垂直方向运 动，同时物料又被搅拌机底部的浓浆泵抽出并从搅拌机顶部泵入，进一步 强化了物料整体均匀效果，使随反应进行粘度越来越高的物料受到充分搅 拌、混合并均匀地反应。
7. 根据权利要求5或6所述的固体水的制作方法，其特征是所述的水化处理过程包括水化单元采用由自吸料均质机，浓浆泵，双轴搅拌机三者串 联，组成强力的分散系统，物料在该系统中多次循环运行，使极难在水中 分散的固体剂迅速分散成水化液。
8. 根据权利要求5或6所述的固体水的制作方法，其特征是所述的水化处 理过程包括清水泵启动同时均质机和浓浆泵(9)启动，水进入双轴搅 拌机，均质机将计量好的固化剂吸入，与浓桨泵中泵入的水相遇并在均质机的高速剪切下均匀混合；混合液在泵的驱动下经双轴搅拌机上部的管道进入双轴搅拌机，在不断搅拌下使不同时段进入的混合液再次混合。双轴搅拌机的下口与浓桨泵入口连接，将混合液再次泵入均质机中；混合液又 与均质机新吸入的粉料相遇、混合，使混合液中固化剂含量进一步增高后， 再次被泵入双辊搅拌机；按此方式，物料在均质机一双辊搅拌机一浓桨泵 三者组成的循环系统中多次循环，不断受到剪切、搅拌，从而使很难在水 中分散的固化剂充分水化与水形成均匀的分散体；粉料逐次上完后，均质 机——双轴搅拌机——浓浆泵系统继续循环工作15分钟，使固化剂充分 水化、均质，最终得到整批物料各点均匀的、粘度约为2000厘泊的水化 液。
9. 根据权利要求5或6或7或8所述的固体水的制作方法，其特征是所述的水和空气的处理过程包括原水在水泵(1)的驱动下，经过滤器(2)(3)除去水中的颗粒状悬浮物及胶质，进入杀菌器(4)，除去水中微生 物，制成的无菌、无杂物的水；所述的空气处理是指在向反应器进料时，反应器内的空气通过管道被排挤到空气杀菌间内，并经空气净化器杀菌净 化；当反应器出料时，被杀菌净化过的空气通过管道又被吸入反应器中， 从而保证反应器内的物料所接触到的空气始终都是杀菌净化过的空气。
10. 根据权利要求5或6或7或8或9所述的固体水的制作方法，其特征是 所述的包装使用的灌装打卡装置采用电脑控制的双螺旋定量灌装机和双 卡自动打卡扣机，各个设备之间采用总控单元进行控制。
全文摘要
自动化固体水生产线及固体水的制备方法。固体水是一种可长期自动释放水分的产品，用于干旱地区植树造林，可极大的提高树木的成活率，加速生态建设与恢复的速度。过去固体水生产均是间竭式生产方式，各工序分别操作，未连成一条前后贯通连续生产的生产线，其中大量的人工操作，大量的人为因素存在，既难以保证产品质量的稳定如一，又提高产品的劳动力成本。本产品包括水处理单元，空气杀菌间单元，所述的水处理单元通过管路与自动上料及水化单元连接，所述的自动上料及水化单元连接固化单元，上述的单元以及包装单元由总电控单元通过工业计算机进行控制。本发明用于制备固体水。
文档编号B01J19/06GK101618309SQ20081006485
公开日2010年1月6日 申请日期2008年7月3日 优先权日2008年7月3日
发明者孙嘉傲 申请人:孙嘉傲