赵伟
广西福斯派环保科技有限公司 广西来宾市 546100
摘要：本文对植物纤维餐具成型系统进行研究，提供一种植物纤维餐具成型系统及成型方法，采用真空吸浆成型的方式，摈弃了传统利用离心成型分离的成型方式，成型效果好，旨在解决目前这类设备所生产的产品局限性大等技术问题。
关键词：纤维餐具；成型；自动化
0引言
随着经济飞速发展，都市生活节奏不断加快，快餐业的发展使快餐具的需求迅猛增长。鉴于传统非环保的发泡塑料包装容器对环境及人类健康损害严重，而可降解餐具因其可降解性和环境污染小而备受关注。在社会的发展和技术的不断进步背景下，植物纤维的利用越来越多，而利用植物纤维制成的餐具或者纸制品已基本实现产业化生产，但目前国内还没有成熟的生产工艺和生产设备。在成型设备中普遍采用离心脱水的技术思路，其弊端在于：由于需要回转提供离心力，整个生产设备体型大，进浆不方便，导致在离心过程中浆水容易飞溅，而且占用空间，生产成本大。
1生产及成型工艺
可降解植物纤维餐具生产的工艺过程主要包括：选择主料、主料预处理、配料搅拌、定量送料、热压成形、表面喷涂、烘干消毒、包装入库等部分。制浆：把农作物秸秆、稻麦壳及芦苇经过清洗、消毒、切割、粉碎和研磨，制成不大于0．2mm的粒料，然后加入淀粉胶和其他添加剂相混合，两者一起混合搅拌。首先是原材料加工，就是把；成型：对纸浆进行固液分离，通过专用设备加温加压成型出所需要的形状；固体形成餐具。加热：除去餐具中一定量的水分，但餐具的形变量大。整形：对形变量大的餐具进行修整，使其形状，大小符合要求。烘干：进一步去除湿胚的剩余水分。切边：切除餐具四周多余的固体。灭菌包装：对成型餐具消毒，对其外表面喷料包装，喷涂其目的主要是提高表面光洁度、强度及刚度。
2系统设备结构设计
进料装置，用于供给和暂存浆料，设置有间供管路、恒流管路、上室和下室，下室与成型池相连通设计上室和下室，其主要作用是为了提高供浆过程中的供给速率，缩短每轮浆料供给的时间，进而提高生产效率。在下室接连通成型池处设置第五控制阀，使得成型池内的成型模具在成型时能够截断间供给浆料，避免新旧浆料混乱；同时进料装置始终处于开启状态，上室能够进行储备进料，避免了水击现象的出现。成型模具31在成型池内进行完一次成型操作后，此时下室内的所有浆料都需要排空，这时第五控制阀处于关闭状态。等下室和成型池的旧浆料排空之后，第五控制阀开启，下室进料，与此同时上室与成型池开通，上室内已经预存的浆料进入到成型池内，实现了快速向成型池供料，提高了供料的速率。
成型池，用于接收进料装置所供给的浆料，成型池内设置有成型模具，成型模具内设置有仅容浆料中浆水穿过的过滤结构；设置有成型区，成型模具安装在成型区内，成型区内设置有真空腔，与汽液分离器相连通。其中，下室呈环状设置在成型区外周底部，这样的设计可以使得下室在进浆时，浆料从成型池底部周侧涌出，达到混匀的目的。
真空沥浆装置，其内设置有汽液分离器，汽液分离器能够具有真空负压，能够将透过成型模具后的浆水与真空分离。真空腔连通有吹气管路，吹气管路通过第七控制阀与外部进气管路连接。吹气管路的设置主要是为了通过吹气的方式涌动浆料，使得浆料在汽液分离器吸浆之前能够有效地混匀，便于后期的吸浆沉淀。空沥浆装置实际上还可以包括负压设备，负压设备作为整个真空沥浆装置中的真空动力来源。
汽液分离器，包括第一罐和第二罐，与成型模具连通。汽液分离器通过负压将成型池内的浆料吸滤并定型在过滤结构上；与成型模具底部之间设置有第三控制阀。为了进一步增加控制的便利性以及及时能够断开真空。利用第一罐或者第二罐上的各种阀体相互配合，采用上述浆水排出的方式进行排出清洗的废水，这样可以实现第一罐、第二罐等结构的清洗工作，保证后续的工作正常进行。
外部回收管路可以与整个植物纤维浆料的生产系统连通，实现浆料的再回收利用。当然外部回收管路可以为一些回收池，回收池上设计有进料泵和相应的管路一类的结构，利用进料泵将回收池内的旧浆料供给到整个植物纤维浆料的生产系统中，然后重新配置浆料，再向进料装置供给浆料。
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4成型方法及原理
4.1成型方法
步骤1、供浆准备，恒流管路向上室供给浆料，直至浆料在上室内达到溢流容量后关闭控制阀；
步骤2、进浆，间供管路向下室供给浆料；开启上室与成型池之间的闸门组，上室内的浆料流向成型池，待成型池内的浆料达到预设容量，关闭控制阀以及闸门组；
步骤3、混料，吹气管路向成型模具吹气，以使得成型池内浆料涌动均匀；
步骤4、吸滤成型，然后开启成型模具与第一罐之间的控制阀以及第一罐与负压设备之间的控制阀，第一罐内的负压将成型池内浆料中的植物纤维吸滤并定型在过滤结构上，浆料中的浆水通过成型模具进入到第一罐中，直至成型池内的浆料液位低于成型模具的进料所在平面，关闭控制阀；
步骤5、沥浆回收，开启第一罐和第二罐之间的第一控制阀，第一罐内的浆水流入第二罐中，直至浆水完全进入第二罐内后关闭第一控制阀；开启第二控制阀，第二罐内的浆水连同其内的真空一并排出；待排完浆水后，关闭第二控制阀；
步骤6、取下成型模具上的成型产品，并排空下室中的剩余浆料，完成浆料成型。
4.2系统工作原理
植物纤维餐具成型系统，利用进料装置供给和暂存浆料，实现快速上浆，减少了上浆的时间，提高生产的效率；在成型池中设计成型模具，利用成型模具来定型浆料中的植物纤维，保证产品的成型；采用汽液分离器提供负压，同时利用负压将成型池内的浆料吸滤并定型在成型模具上，同时汽液分离器还接收穿过成型模具的浆水，并将浆水与真空分离，实现不同原料的回收再利用。本系统采用上室和下室同时供浆的方式，提高了上浆的效率；采用吸滤成型，成型效率快，利用负压能够有效地将植物纤维压实在成型模具上，成型质量好；而且在沥浆回收能够有效回收不同原料。
5结束语
整个成型过程完全摒弃了传统采用回转离心脱水的方式进行成型植物纤维浆料，避免了在成型过程浆料飞溅以及浆水难以回收的问题，降低了生产的成本，整个设备结构更为简单，制造成本降低。
【参考文献】
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