一种全自动智能炭化烘干一体机的制作方法

本实用新型涉及竹料加工技术领域，具体说是一种全自动智能炭化烘干一体机。

背景技术：

竹纤维是从竹类中提取出来的一种再生植物纤维，是继棉、麻、毛、丝之后人类应用的的第五大天然纤维。竹纤维性能独特，近期以竹纤维为原料制作的内衣、袜子、t恤衫等竹纤维产品成为纺织品市场的新宠。

纤维素纤维作为最早的人造纤维已有100多年的历史，现在世界纤维素纤维产量已达300多万吨。进入21世纪以来，随着世界人口增加和工业化规模扩大，能源危机、粮食危机、资源枯竭现象相继出现，所以由大自然产生的纤维素纤维备受关注。由于传统的棉、麻天然纤维素纤维在原料生产上受资源瓶颈制约，如棉花的“与粮争地”问题，人们把视线越来越多地集中在了新型天然、再生纤维素纤维的开发和利用上。近年来人们的绿色意识越来越强，保健要求不断提高，在纺织原料的采用上，更趋于棉、麻、毛、蚕丝等天然原料或混纺，能否开发出更多的天然材料，成为人们研究的课题，木纤维、大豆蛋白纤维等应运而生，竹纤维也正是继此之后又被开发成功的一种天然纺织材料。

据了解，上世纪六七十年代，竹纤维在我国就已经投入到服装行业，但当时竹纤维的许多优良性能尚未得到开发，没有获得市场的充分认可。本世纪初，随着生产利用技术进一步成熟，竹纤维才以其绿色理念和独具的抗菌、除臭、吸湿放湿、抗紫外线等优良性能得到了市场认可和迅速发展。

竹纤维的主要性能特点有以下几点：

①竹纤维具有良好的吸湿性和透气性，混纺性强，悬垂感好，舒适凉爽，尤其独特的是竹纤维具有天然的抗菌功能，顺应现代人追求健康、舒适的潮流。

②竹纤维的抗菌性和抗紫外线功能。据测试，在显微镜下观察，同样数量的细菌在棉、木纤维制品中能够大量繁衍，而在竹纤维面料上24小时后则被杀死95%左右，竹纤维的紫外线穿透率为0.6%，远低于棉纤维。竹纤维的这种天然功能与其它织物在后处理中加入的抗菌剂、抗紫外线剂有着本质的区别，在服装面料、无纺布、床上用品、卫生用品等方面得到了充分的利用，虽经反复洗涤、日晒也不会失去其抗菌、抑菌、抗紫外线功能。

③竹纤维的吸放湿性和透气性。竹纤维的横截面凹凸变形，布满了近似于椭圆形的孔隙，呈高度中空，毛细管效应极强，可以瞬间吸收并蒸发大量的水分。在温度20℃，相对湿度65%时的回潮率为12%，在温度20℃，相对湿度为95%时回潮率为45%，居大多数纤维之首。在温度36℃，100%的相对湿度条件下，竹纤维的回潮率可达45%，且吸湿速率特别快，从8.75%的回潮率到45%的回潮率仅用约6小时，相同条件下，其他纤维的回潮率及吸湿的速率远不如竹纤维。竹纤维的透气性比棉强3.5倍，被美誉为“会呼吸的纤维”。竹纤维比其他纤维更适合于制作运动衣、夏季服装及贴身衣物。

④竹纤维的悬垂性和飘逸性。据检测，竹纤维的结晶度为40%，而普通粘胶纤维的结晶度为30%，竹纤维的悬垂系数为41%，静摩擦系数为0.198，动摩擦系数为0.177，且比重为1.52，由此可以看出，竹纤维比重比较大，赋予了其织物较好的悬垂性；较小的摩擦系数，赋予了其织物光滑的手感，满足了消费者对服饰飘逸性的追求。

⑤竹纤维的可再生性和可降解性。竹子是一种生长十分广泛，栽种成活后2～3年即可成林砍伐的速生高产竹纤维原料，可再生能力强。竹子大多生长在山清水秀的自然环境中，极少受到农药等有害物的污染。竹纤维具有无毒、无害、无污染等特点，是一种可降解的纤维，并在泥土中能完全分解，对周围环境不造成损害，是一种环保型绿色纤维。

⑥竹纤维可以在许多领域中被有效利用。竹纤维作为造纸工业原料历史悠久，并已经在造纸工业中被广泛利用。同时，对竹纤维进行进一步的加工组合形成的各类复合材料具有多种使用性能，可以被广泛应用到交通运输、建筑、管道等行业。

另外，发展竹纤维产业具有以下优点：

①我国是世界上竹类资源最丰富的国家，拥有40多属500余种竹子，竹林面积占世界竹林总面积的1/5。据第六次全国森林资源清查统计，全国有竹林面积为7264万亩，并以年均189万亩的速度增加。竹子是一种只需一次性种植的速生高产植物，可种植在坡地、洼地。竹子再生能力强，成材期短，具有一次种植永久利用的特点。

②竹纤维产业的发展有利于建设资源节约型、环境友好型的社会主义和谐社会，对于促进农民增收和发展区域经济具有重要作用。同时，也突破了传统的竹材应用领域，丰富了竹文化的内涵，符合时代发展潮流。

③有利于森林资源的保护和节约可耕地资源。以竹子为原料制成的纤维与用棉、木原料制成的纤维相比，具有许多优良性能。竹林的发展不与粮棉争地，可以减少耕地的占用。利用竹材生产纤维浆粕，缓解了植物纤维原料与日俱增的供需矛盾，一定程度上实现“以竹代棉、以竹代木”，有利于对森林资源的综合保护，节约可耕地资源，也为竹材资源的合理利用找出了一条有效的途径。据测算，生产1吨棉花需要10亩耕地，按1吨竹纤维代替1吨棉花计算，则目前我国竹纤维生产已经节约了20万亩可耕地资源。

④推动竹区经济发展和竹农致富。竹纤维产量的扩大，拓宽了竹材的利用范围，提高了资源附加值，推动了产竹区域的经济发展，提高了竹农的生产经营积极性，在竹子生产、采伐、收购、运输等许多环节上提供了就业机会。竹纤维采用的竹种大部分为黄竹和慈竹，属丛生竹，其价格略高于造纸用竹材，而低于制作板材使用的单生竹，但竹纤维的附加值要远高于竹桨造纸和板材，利润空间也要远高于竹桨造纸。

⑤减少不可再生资源的消耗。竹材是生长速度快、再生能力强的可再生资源，竹纤维产品的规模化、产业化发展，对以石油化工原料生产的纤维有一定的替代作用，减少了我国石油等不可再生资源的消耗。

⑥拓宽了竹材应用领域，丰富了竹文化内涵。我国是竹资源大国，具有悠久的竹文化传统和竹应用历史。竹纤维产品的出现，突破了传统意义上的竹材应用领域，成为推动我国竹产业发展的又一个亮点。同时，将具有悠久历史的竹文化引入到千家万户的日常生活中，普及丰富了竹文化内涵，以竹子的精神来弘扬民族文化传统，提升民族凝聚力；以竹文化来倡导生态理念，顺应社会主义生态文明建设和可持续发展的时代要求。

目前，竹纤维产业是由竹子生产、竹纤维制造、纺纱、织造、染整及成品加工等产业链条组成。据不完全统计，2007年我国竹纤维产量约为2万吨，出口量约占总产量的30%，仍处于市场开发和上升阶段，且发展迅速，竹纤维产业的发展空间巨大。2007年我国整体纺纱量为2200万吨，其中纺纱用棉花量为1100万吨，国内棉花产量为760万吨，需要进口340万吨，存在着很大的产量缺口，纺纱用化纤量为1100万吨；而竹纤维可以替代棉花和其他纤维进行纺纱，性能优异，发展空间巨大。随着市场的不断拓展，竹纤维的需求量会迅速增加，预计在未来5年内，竹纤维市场需求量至少将达到10万吨。

另外，竹纤维还可用来加工家具、餐具等，目前很多餐具使用塑料制成，而且大部分难以降解，给环境带来了较大的污染，所以出现了竹纤维作为替代品，而竹纤维具有降解功能、抗菌抑菌功能，不含塑化剂，双酚a，甲醛，环保无毒；竹纤维原料内无添加滑石粉，漂白剂等化学成分，耐热抗压，可用于微波炉、洗碗机、消毒柜、冰箱冷藏等功能。竹纤维环保餐具主要原料是竹子天然再生性植物纤维，经消毒、粉碎等工艺模压成型的一种方便餐具容器，产品主要包括:碗、杯、盘、碟、盆和食品包装盒。产品原料均为天然植物，生产过程中自然高温消毒，制作过程无废液、无有害气体和废渣的污染，使用之后掩埋于土，6个月自然降解成有机肥料，更符合国家环保卫生要求。随着竹纤维产品的规模化运营，其生产经营成本将在现有的基础上大幅降低，具有可观的市场发展前景。

但目前竹料加工制取竹纤维的工艺还比较落后，竹子被加工成竹条后还需要经过碳化、烘干、脱水等工序，上述工艺主要通过土窑进行，不仅能源消耗大，污染比较严重，而且各环节需要分开加工，加工周期长，随着国家对节能减排要求的提高，目前的方法已经难以满足要求。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种全自动智能炭化烘干一体机。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种全自动智能炭化烘干一体机，包括前侧设置密封门的箱体和设置在箱体后侧内的循环风机，循环风机的一侧箱体内还设置有竖直的加热装置，加热装置的一侧设置有竖直的喷淋管，箱体的底部中空，且设置有多个排水口，排水口通过排水阀与外界连通，箱体的顶部以及底部的两侧分别设置有与外界连通的通气阀，且箱体顶部的通气阀与箱体内顶部侧壁内固定的顶部排气扇连通，箱体内设置有底部带车轮的运竹小车，运竹小车设置有多层支撑隔板。

加工竹料的方法包括以下步骤：

步骤一、装入竹料，将竹料均匀摆在运竹小车的每层支撑隔板上，使竹料每层都留有隔离缝隙，装填完毕将运竹小车推入箱体内，关闭密封门，各排水口、通气阀关闭；

步骤二、竹料高温喷淋，打开循环风机、加热装置和喷淋管，喷淋管喷出清水，加热装置将喷出的水不断加热，形成高温蒸汽，循环风机使形成的高温蒸汽在箱体内不断循环流动，对竹料进行高温喷淋，且高温喷淋1-2小时，温度控制在90-120℃；

步骤三、竹料碳化，喷淋管停止喷淋，加热装置继续加热，竹料碳化温度控制在110-130℃，碳化时间2-3小时；

步骤四、竹料碳化清洗，碳化后打开各排水口、通气阀，将箱体内的水及废气通过排水口、通气阀排出箱体，同时循环风机继续工作，加热装置停止工作，喷淋管再次喷淋，循环风机使喷淋管喷出的水形成水雾不断循环水洗碳化后的竹料，期间箱体内温度低于30℃时加热装置开启，箱体内温度高于80℃时加热装置关闭，反复喷淋水雾冲洗多次，时间控制在1-2小时，温度控制在30-80℃，最后彻底将水排干；

步骤五、碳化冷却，只有循环风机工作，喷淋管、加热装置停止工作，循环风机将碳化后竹料表面水及废弃物进一步排出箱体外，冷却时间1-2小时，温度控制在30-50℃；

步骤六、竹料碳化排气，循环风机和加热装置同时工作，且顶部通气阀的顶部排气扇工作，利用高温使箱体内的竹料水分形成蒸汽并通过顶部通气阀的顶部排气扇排出箱体外，高温烘干及排气温度控制在110-125℃，持续1-1.5小时，然后循环风机、顶部排气扇继续工作，加热装置停止工作，空气从底部的通气阀进入，从顶部通气阀排出带走大量水汽，持续1-2小时；

步骤七、烘干定型，循环风机和加热装置继续同时工作，温度控制在40-90℃，继续烘干53-68小时，最后打开密封门待竹料冷却至室温即可推出。

进一步地，密封门和箱体的外侧壁覆盖有一层隔热材料。

进一步地，所述步骤七烘干定型工序分为六个阶段，第一阶段，温度控制在30-80℃，烘干4-6小时，第二阶，温度控制在60-80℃，烘干6-8小时，第三阶，温度控制在100-110℃，烘干14-16小时，第四阶，温度控制在70-80℃，烘干8-12小时，第五阶，温度控制在90-100℃，烘干16-18小时，第六阶，加热装置停止加热，排风5-8小时。

进一步地，所述步骤三竹料碳化工序中，循环风机每隔3-5分钟改变一次转动方向，使循环风机通过反正转的形式进行吹风。

本实用新型通过结合现有技术制造专门用于竹料的碳化烘干设备，且根据设备设计竹料的加工工艺，不仅有效降低了能源的消耗，大大降低了对环境的污染，而且有效地缩短了竹料的加工周期，为竹料加工企业带来了巨大的收益，具有广阔的市场发展前景。

附图说明

现结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型运竹小车的主视结构示意图。

具体实施方式

如图1图2所示，一种全自动智能炭化烘干一体机，所述竹料炭化烘干装置包括前侧设置密封门1的箱体2和设置在箱体2后侧内的循环风机3，循环风机3的一侧箱体2内还设置有竖直的加热装置4，加热装置4的一侧设置有竖直的喷淋管5，箱体2的底部中空，且设置有多个排水口6，排水口6通过排水阀与外界连通，箱体2的顶部以及底部的两侧分别设置有与外界连通的通气阀7，且箱体2顶部的通气阀7与箱体2内顶部侧壁内固定的顶部排气扇连通，箱体2内设置有底部带车轮8的运竹小车9，运竹小车9设置有多层支撑隔板10，密封门1和箱体2的外侧壁覆盖有一层隔热材料。

加工竹料的方法包括以下步骤：

步骤一、装入竹料，竹料每运竹小车最大装量15.24立方米/箱，竹料为条状，长2000mm，宽24mm，厚8mm，最大装量39690支，约3969捆，此时竹料含水量20-23%，将竹料均匀摆在运竹小车9的每层支撑隔板10上，使竹料每层都留有隔离缝隙，装填完毕将运竹小车9推入箱体2内，关闭密封门1，各排水口6、通气阀7关闭；

步骤二、竹料高温喷淋，打开循环风机3、加热装置4和喷淋管5，喷淋管5喷出清水，加热装置4将喷出的水不断加热，形成高温蒸汽，循环风机3使形成的高温蒸汽在箱体1内不断循环流动，对竹料进行高温喷淋，且高温喷淋1-2小时，温度控制在90-120℃，此时竹料湿度70-90％（水分）；

步骤三、竹料碳化，喷淋管5停止喷淋，加热装置4继续加热，循环风机3每隔3-5分钟改变一次转动方向，使循环风机3通过反正转的形式进行吹风，竹料碳化温度控制在110-130℃，碳化时间2-3小时，且确保经炭化后，竹料含水量16-18%；

步骤四、竹料碳化清洗，碳化后打开各排水口6、通气阀7，将箱体2内的水及废气通过排水口6、通气阀7排出箱体2，同时循环风机3继续工作，加热装置4停止工作，喷淋管5再次喷淋，循环风机3使喷淋管5喷出的水形成水雾不断循环水洗碳化后的竹料，期间箱体2内温度低于30℃时加热装置4开启，箱体2内温度高于80℃时加热装置4关闭，反复喷淋水雾冲洗多次，时间控制在1-2小时，温度控制在30-80℃，最后彻底将水排干；

步骤五、碳化冷却，只有循环风机3工作，喷淋管5、加热装置4停止工作，循环风机3将碳化后竹料表面水及废弃物进一步排出箱体2外，冷却时间1-2小时，温度控制在30-50℃；

步骤六、竹料碳化排气，循环风机3和加热装置4同时工作，且顶部通气阀7的顶部排气扇工作，利用高温使箱体1内的竹料水分形成蒸汽并通过顶部通气阀7的顶部排气扇排出箱体1外，高温烘干及排气温度控制在110-125℃，持续1-1.5小时，然后循环风机3、顶部排气扇继续工作，加热装置4停止工作，空气从底部的通气阀7进入，从顶部通气阀7排出带走大量水汽，持续1-2小时；

步骤七、烘干定型，循环风机3和加热装置4继续同时工作，烘干总风量为1.8×2=3.6万m³/h，风转换量为每小时700-900次，每分钟为12-15次，烘干时最大用热量为70kw（约6万大卡），平均热量为4-5万大卡，且烘干分为六个阶段，第一阶段，温度控制在30-80℃，烘干4-6小时，第二阶，温度控制在60-80℃，烘干6-8小时，第三阶，温度控制在100-110℃，烘干14-16小时，第四阶，温度控制在70-80℃，烘干8-12小时，第五阶，温度控制在90-100℃，烘干16-18小时，第六阶，加热装置4停止加热，排风5-8小时，最后1进行风冷却，待水分在4-5%时即可推出。

箱体2内各侧每通道10辆小车。10×0.62=6.2立方米/通道。

按4天，6.2/4=1.55立方米。即每天产量1.55立方米。

主要设备可采用以下现有技术：

1、循环风机3可采用双向高温、防爆、防潮风机st35—11—4（热风输送、扫射），或多工位排潮风机sydf—c—62a（高温防爆、防潮）。

2、加热装置（加热介质为蒸汽转化为干热风），如热风炉或热风分配器。

3、箱体2内建设保温材料，100mm双面镀锌墙板或不锈钢双面墙板（阻燃、防潮）。

4、循环风机支架，50×50×2热镀锌方管及各种镀锌槽钢、角钢。

5、运竹小车9采用热镀锌材料焊合（也可用不锈钢材料焊合）。

6、前后通道门为全自动开闭门（也可手动）。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

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