热空气-微波耦合天然橡胶干燥机设计及其干燥动力学研究

为了解决天然橡胶加工中存在的干燥时间长、能耗高、环境污染和设备占地较大等问题,设计了一种热空气-微波耦合天然橡胶干燥机,以实现两种干燥方式优势互补,提升天然橡胶加工干燥技术水平。以胶乳级颗粒胶为研究对象,采用该设备研究了微波干燥和热空气-微波耦合干燥特性,及耦合干燥动力学。研究发现:当天然橡胶初始含水率高时,采用微波干燥容易使橡胶受热不均匀,从而发生内部局部过热,使胶粒发粘变坏,影响天然橡胶的性能;而采用热空气-微波耦合干燥,橡胶的干燥时间由单独用热空气干燥的415.8 min降至耦合干燥的107 min,且干燥过程传热比较均匀,得到的橡胶品质较好。根据天然橡胶的水分变化规律,建立了天然橡胶热空气-微波干燥动力学模型,其动力学模型为:MR=(1-a)exp(-0.0485t~(0.685))+(1-b)exp(-4.76×10~(-76)t~(35.905))。     

不同干燥方式所得干天然橡胶的形态结构与性能

采用燃烧柴油产生热风干燥湿天然橡胶胶粒(热风温度115℃)和微波干燥湿天然橡胶胶粒(湿天然橡胶表面温度115℃),并研究其干胶粒的形态结构和性能.结果表明,采用微波干燥的于天然橡胶胶粒表面粗糙,仍基本保留湿天然橡胶加工胶粒过程所产生的切割痕迹;而热风干燥的干天然橡胶胶粒表面熔融平滑,已失去湿天然橡胶加工胶粒过程所产牛的切割痕迹.微波干燥的干天然橡胶分子量大于热风干燥的干天然橡胶分子量.微波干燥的干天然橡胶硫化胶的耐热氧老化性能得到显著提高,其老化前后拉伸强度变化率(-37%)和扯断伸长率变化率(-65%)明显高于热风干燥的干天然橡胶硫化胶的拉伸强度变化率(-57%)和扯断伸长率变化率(-87%).     

玛咖块根流化床干燥特性及动力学研究

本试验采用流化床工艺干燥玛咖块根,考察了不同进气温度、空气流量、物料粒径3个主要因素对玛咖块根湿基含水率、失水速率曲线的影响,得到了玛咖块根流化床干燥各因素条件下的失水变化规律。并根据得到的实验数据建立了玛咖块根流化床干燥的动力学模型,并对得到的模型进行统计检验及验证。结果表明：玛咖块根流化床干燥的最佳模型为Page模型,拟合方程为：ln（-lnMR）＝-6.499+0.014 3T+0.0154V+0.708L+(1.556-0.001 46T-0.003 11V-0.185 L）lnt。该拟合方程能较好地描述玛咖块根流化床干燥过程,并能准确预测各阶段玛咖块根的含水率及失水速率。     

不同干燥方式所得干天然橡胶的形态结构号性能

采用燃烧柴油产生热风干燥湿天然橡胶胶粒（热风温度115℃）和微波干燥湿天然橡胶胶粒（湿天然橡胶表面温度115℃）,并研究其干胶粒的形态结构和性能。结果表明,采用微波干燥的干天然橡胶胶粒表面粗糙,仍基本保留湿天然橡胶加工胶粒过程所产生的切割痕迹;而热风干燥的干天然橡胶胶粒表面熔融平滑,已失去湿天然橡胶加工胶粒过程所产生的切割痕迹。微波干燥的干天然橡胶分子量大于热风干燥的干天然橡胶分子量。微波干燥的干天然橡胶硫化胶的耐热氧老化性能得到显著提高,其老化前后拉伸强度变化率（-37％）和扯断伸长率变化率（-65％）明显高于热风干燥的干天然橡胶硫化胶的拉伸强度变化率（-57％）和扯断伸长率变化率（-87％）。     

不同生产工艺对天然橡胶臭氧老化性能与结构的影响

胶乳的凝固和干燥是天然生胶生产的重要环节。在不同凝固方式（酸凝固、微波凝固、自然凝固、微生物凝固）、不同干燥方式（自然风干、热风干燥）等不同工艺下研究了天然橡胶（NR）的理化性能及其臭氧老化前后物理机械性能,发现微生物凝固胶在相同臭氧老化条件下其拉伸强度最高,且变化率最低。采用臭氧老化研究的结果表明：微生物凝固胶（m-NR）硫化胶在静态拉伸状态下臭氧龟裂达到16 h。热重分析探讨了不同工艺NR硫化胶热老化过程,并采用衰减全反射傅立叶红外光谱（FTIR-ATR）技术初步探讨了臭氧对微生物凝固胶的老化作用。     

微生物凝固和酸凝固对天然橡胶性能的影响

通过微生物凝固和酸凝固两种方法制备天然橡胶,对比二者性能的差别。结果表明：微生物凝固天然橡胶的溶胶含量较低,相对分子量大,门尼粘度和塑性初值大,塑性保持率略微低于酸凝固天然橡胶;微生物凝固天然橡胶硫化胶的交联密度高,物理机械性能好。     

微波辐射凝固天然橡胶的工艺与性能研究

采用透射电镜(TEM)对微波辐射凝固天然橡胶的凝固过程进行观察,并对微波凝固天然橡胶的凝固条件进行研究。将微波凝固天然橡胶(m-NR)与酸凝固天然橡胶(a-NR)和热凝固天然橡胶(t-NR)的理化性能、机械性能、动态力学性能进行对比研究。结果表明,氨含量对m-NR的凝固效果有很大影响;与a-NR和t-NR相比,m-NR的机械性能较好;理化性能中,m-NR各项指标都能达到5#NR的标准;通过橡胶加工分析仪(RPA)温度扫描NR的混炼胶表明,m-NR的弹性模量(G′)最大,损耗因子(tanδ)最小。     

茶叶微波加工技术及设备的研究

1茶叶微波杀青、干燥机理微波杀青、干燥是微波发生器将微波辐射到杀青、干燥的物料并穿透到物料内部时,诱使物料的水等极性分子随之同步旋转,例如采用915MHz微波干燥蔬菜类物料制品,其体内极性分子每秒钟旋转9.15亿次,如此高速旋转的结果,使物料瞬时产生摩擦热,导致物料表面与内部同时升温,且内部温度高于物料表面温度,使大量的水分子从物料中逸出而被蒸发带走,这样达到杀青、干燥的目的。这种杀青、干燥方法的特点是加热时间短,内外温度一致,其热传递方向从内向外与湿传递方向也一致。茶叶杀青、干燥的要求是杀青后茶叶的含水率为58%-60%…     

微波辐射凝固天然橡胶硫化胶热氧降解动力学的研究

采用红外光谱(FTIR)分析了微波辐射凝固天然橡胶(NR-m)的结构。采用热分析(TA)法研究了NR-m、酸凝固天然橡胶(NR-a)和自然微生物凝固天然橡胶(NR-n)3种硫化胶在空气气氛中的热氧降解行为;TG和DTG分析结果显示：3种硫化胶的热氧降解均为两步反应,由T0.05判断NR-m硫化胶的热氧稳定性介于NR-a硫化胶和NR-n硫化胶之间;通过Achar法和Coats-Redfem法求得,3种硫化胶热氧降解的微分式机理函数为f(α)=1/2·α-1、积分式机理函数为g(α)＝α2,属于一维扩散机理,NR-m硫化胶的热氧降解平均活化能为145.9～152.3 kJ/mol。     

茶叶烘干机理初探

目前,茶厂中烘干作业都采用对流干燥技木,烘干机的形式有百页翻板式和流化床式。对流干燥是使用加热了的气体与湿物料接触,气体中的热量以对流方式传给湿物料,湿物料吸收此热量用来汽化其水分,而被汽化了的水分又为气体所带走,从而达到干燥之目的。茶叶干燥与其它物料干燥一样,除有短时的预热阶段外,还有两个不同干燥阶段,即等速干燥段和降速干燥段。这两个阶段的干燥速度受介质条件和干燥方式的影响。笔者对红碎茶作过室内试验,用等量茶叶,分固定风量改变温度,固定温度改变风量以及风量和温度都不变而只改变摊叶厚度3种处理,每隔1分钟测定1次失水量,结果如图1、2、3。任意     

微波辐射凝固胶清橡胶性能的研究

将微波辐射应用于胶清橡胶的凝固,对比微波辐射凝固胶清橡胶(NR-s-m)与硫酸凝固胶清橡胶（NR-s-a）的性能差异。结果表明,理化性能方面,NR-s-m的灰分含量、杂质含量、挥发物含量以及氮含量较高,塑性初值、抗氧指数和门尼粘度也更高;力学性能方面,NR-s-m硫化胶拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度和硬度均比NR-s-a的高;硫化特性方面,NR-s-m比NR-s-a的硫化速度快,并随微波辐射功率的增大而加快。     

运用微波能技术干燥天然橡胶的研究

采用远红外、微波和微波干燥组合作为橡胶干燥介质热源,对干燥胶料的脱水效率、产量、外观质量、产品质量、生产成本、工艺条件等进行研究。研究结果表明：微波干燥单位时间的脱水效率平均为9.22%,是远红外干燥平均值的4.7倍,是气流干燥平均值的17.7倍;微波干燥最适于去除普通干燥方法较难去除的低水分(水分含量≤6%);最佳微波干燥组合是气流＋微波。     

胶清橡胶微波干燥正交试验及其性能研究

采用正交试验设计,研究了微波功率、物料质量、处理时间3个因子对微波干燥胶清胶过程中脱水率的影响,以及对微波干燥胶清橡胶的胶料硫化特性、力学和生胶性能。结果表明,适宜的工艺条件为微波功率600W、物料质量90g、处理时间300s］所得胶清橡胶的硫化特性、力学和生胶性能均达到或高于传统干燥。     

真空辅助酸凝固天然橡胶加工性能的研究

天然橡胶（NR）的性能与制胶工艺密切相关,其中凝固是制胶工艺的重要环节。本文采用真空辅助酸凝固天然橡胶,对比自然凝固天然橡胶和酸凝固天然橡胶,探讨了真空辅助酸凝固对天然橡胶门尼粘度、理化性能、物理机械性能以及加工性能的影响。研究表明,不同凝固方法得到的NR理化性能有一定的差异,自然凝固NR的氮含量>真空辅助酸凝固NR的氮含量>酸凝固NR的氮含量,真空辅助酸凝固NR的塑性初值（P₀）和塑性保持率（PRI）比自然凝固和酸凝固NR的P₀和PRI都高,其中真空辅助酸凝固NR的PRI为85%,而酸凝固NR的PRI为75.7%。真空辅助酸凝固NR的交联密度高于自然凝固NR和酸凝固NR。真空辅助酸凝固NR的拉伸强度、拉断伸长率均高于自然凝固NR和酸凝固NR的拉伸强度、拉断伸长率,3种NR的拉伸强度分别为21.06、19.35、17.60 MPa。RPA测试表明,真空辅助酸凝固NR的弹性模量（G'）<自然凝固NR的G'<酸凝固NR的G',损耗因子（tanδ）变化趋势恰好相反,即真空辅助酸凝固得到的胶样的加工性能最好,自然凝固胶样次之,酸凝固胶样最差。     

鲜胶乳凝聚法制备粉末天然橡胶及其性能研究

采用凝聚法,以鲜胶乳为原料制备粉末天然橡胶(PNR),研究了胶乳凝聚影响因素、产品粒径分布和产品干燥条件,并测试了其性能。结果表明,胶乳的pH值为9.3~9.4,硫酸铝用量为3.70%~3.77%为宜,胶乳浓度对产品收率影响不大;隔离剂纳米二氧化硅的用量在2~3份为宜,产品粒径处于1.0~4.0 mm的比例在83%以上。与酸凝天然橡胶相比,制备的PNR的灰分含量、氮含量、挥发物含量、P o和PRI都较高,丙酮溶物含量和门尼粘度较低;PNR混炼胶的M min较小,Δt30相差不大;PNR混炼胶的M L和V M较小,t10和t90较大,硫化速率较慢;PNR硫化胶的拉伸强度、300%定伸应力和500%定伸应力较高,扯断伸长率较低。     

微生物絮凝剂絮凝胶清的研究

采用一种微生物絮凝剂凝固胶清,确定其最佳用量的同时研究所得胶清橡胶的理化性能、硫化特性以及力学性能,并与硫酸凝固胶清橡胶进行对比。结果表明：微生物絮凝剂最佳用量为0.6g/L,与硫酸凝固胶清橡胶相比,微生物絮凝剂凝固的胶清橡胶具有较好的理化性能和力学性能,特别是抗氧化指数以及耐老化性能有明显的提升,同时具有较快的硫化速率。     

铝盐絮凝天然橡胶制备及其性能表征

采用铝盐絮凝天然胶乳,探讨所得生胶的理化性能、硫化特性及其动态力学性能与传统凝固方法之间的差异.结果表明:通过氯化铝与盐酸溶液的互配,能够获得理化性能指标均达标的生胶产品;氯化铝与盐酸混合溶液凝固胶的拉伸强度较高;铝离子的存在有利于提高天然橡胶的加工安全性,使天然橡胶的损耗因子和损耗模量略有升高,但其储能模量降低.通过红外光谱可以看出,铝盐凝固胶蛋白质的特征吸收峰比酸凝固的弱.