一种大比例颗粒状有机助滤剂及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于助滤剂技术领域，具体涉及一种大比例颗粒状有机助滤剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.天然纸浆纤维不溶于水，具有优良的柔韧性和化学惰性，天然纸浆纤维粉碎后，经分选制成不同体积粒径所需规格的有机助滤剂。这种有机助滤剂是机械加工磨削中冷却油的优良助滤剂。但纸浆纤维用粉碎机粉碎及研磨后成蓬松粉体，粉体纤维单体成针状，堆积密度小而孔隙大，在机械磨削冷却油过滤中，细微的磨削物颗粒会经大孔隙中漏过，达不到过滤要求。如果纸浆纤维经粉碎及研磨成粒径更细小的助滤剂，其堆积密度会增大，孔隙变小，但渗透率也会变小，过滤时间变长，滤饼孔隙很快被堵塞而板结失去过滤作用。解决此问题的有效解决策略是在保证堆积密度增大从而孔隙变小，微小磨削物不能通过，而滤饼还不会堵塞，起到过滤作用，同时还需要保持很好的渗透率，冷却油还可以重复使用。助滤剂在使用时还有很好的流动性。虽然该解决问题的策略容易想到，但是目前尚未发现有解决此问题的有效办法。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种大比例颗粒状有机助滤剂及其制备方法和应用，该大比例颗粒状有机助滤剂堆积密度大，纤维大比例部分为颗粒状、小部分为针状，渗透率适中，且体积粒径适中，流动性好，并且采用大比例颗粒状有机助滤剂的滤饼还具有不宜被堵塞而板结的优点。该大比例颗粒状有机助滤剂制备方法均为物理制备方法，没有化学反应，无排放污染，工艺简单，成本低，其应用不仅能够作为机械加工磨削中冷却油的优良助滤剂，还可以用于各种油脂、果汁、啤酒、水体作为过滤使用的助滤剂。
4.本发明的一种大比例颗粒状有机助滤剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1、挤压压缩、剪切：将纸浆纤维板和/或纸浆纤维粉进行挤压压缩、剪切，得体积密度增加1.5~5.5倍的高密度纤维物料；步骤2、粉碎：将高密度纤维物料用粉碎机粉碎，得颗粒状纤维和针状纤维的混合粉，其中，大部分为颗粒状纤维，小部分为针状纤维；其中，混合粉体积粒径近似成正态分布，其分布范围为0.5μm~600μm；步骤3、分选：将经粉碎得颗粒状纤维和针状纤维的混合粉进行分选处理，得到符合规格要求的大比例颗粒状有机助滤剂。
5.进一步的，所述的步骤1中，更优选为将纸浆纤维粉进行挤压压缩、剪切。
6.进一步的，所述步骤1中，纸浆纤维板为漂白纸浆纤维板和/或未漂白纸浆纤维板；更优选为针叶木材植物纤维、阔叶木材植物纤维、禾本植物纤维中的至少一种或几种纤维混合物；更优选为针叶木材植物纤维或阔叶木材植物纤维。
7.进一步的，所述步骤1中，纸浆纤维粉选用为漂白纸浆纤维板和/或未漂白纸浆纤
维板经粉碎、研磨，得到体积粒径近似成正态分布，体积粒径分布范围为0.5μm~600μm、堆积密度为130~220g/l，渗透率为10~30d的蓬松粉体，纸浆纤维粉单体纤维为针状纤维。
8.进一步的，所述步骤1中，挤压压缩、剪切采用的设备为能够对纸浆纤维板进行挤压压缩、剪切使其体积密度增大、撕裂的设备，更进一步的，对纸浆纤维板进行挤压压缩、剪切的设备选用双辊或多辊粉碎机、压延机、轧机或开炼机中的一种，纸浆纤维板首先被挤压压缩成坚硬的薄片状，反复多次挤压压缩及剪切撕裂成条块状，成高密度纤维物料；所述的挤压压缩、剪切的设备中圆辊线速度不相同。
9.对纸浆纤维粉进行挤压压缩、剪切的设备选用环模或平模造粒机，双辊或多辊粉碎机、压延机、轧机或开炼机中的一种，纸浆纤维粉经用环模或平模造粒机强力挤压压缩、剪切，从模具孔中排除，成条型坚硬的高密度纤维物料，模具孔为圆形孔、方形孔、异形孔中的一种；用双辊或多辊粉碎机、压延机、轧机或开炼机的一种，纸浆纤维粉经双辊或多辊粉碎机、压延机、轧机或开炼机挤压压缩、剪切成坚硬的薄片状，反复多次挤压压缩、剪切后成高密度纤维物料。所述的挤压压缩、剪切的设备中圆辊线速度可以相同也可以不相同，线速度不相同时有剪切作用。
10.进一步的，所述步骤1中，挤压压缩、剪切，纸浆纤维粉挤压压缩、剪切采用的设备功能为一个或多个圆辊与平面之间挤压、圆辊与圆筒内壁之间挤压、两个圆辊之间挤压、三个及以上圆辊之间的挤压，上述之间挤压为一次或多次反复挤压，各圆辊直径可以相同也可以不相同，挤压各接触处线速度可以相同，也可以不相同，优选线速度比例为1:1~2.5，更优选为1:1~1.7。
11.进一步的，所述步骤2中，粉碎机为纤维专用粉碎机或通用粉碎机；其中，由纸浆纤维板材直接挤压、剪切而成的高密度纤维物料由于撕裂的不充分，其粉碎所用的粉碎机需用纤维专用粉碎机；纸浆纤维粉挤压压缩、剪切再粉碎的粉碎机可以是纤维专用粉碎机也可以是通用粉碎机，进一步的，优选用通用粉碎机。
12.进一步的，所述步骤3中，分选采用网筛分选机或气流分选机；分选后不符合规格要求的高密度纤维物粉返回至步骤1。
13.一种大比例颗粒状有机助滤剂，其体积粒径75%以上分布为20μm~300μm，堆积密度为250~450g/l，渗透率为3.0~8.0d，此数据范围的助滤剂过滤效果较佳。
14.本发明还提供一种大比例颗粒状有机助滤剂的应用，其用于过滤机械磨削冷却油，其使用方法为：将一种大比例颗粒状有机助滤剂放至到过滤设备的滤布上均匀摊平，然后缓慢注入磨削使用后的冷却油和磨屑的混合物，当冷却油和磨屑的混合物置于大比例颗粒状有机助滤剂中，待冷却油渗透完，将滤过的固废物从滤布上取出刮净，滤过的冷却油再去重复使用，实现一个完整过滤过程。
15.本发明的一种大比例颗粒状有机助滤剂及其制备方法和应用，有益效果在于：本发明一种大比例颗粒状有机助滤剂是将纸浆纤维板和/或纸浆纤维粉由针状纤维制成大比例部分的颗粒状纤维，从而使堆积密度增大，得到体积粒径75%以上分布为20μm~300μm，堆积密度为250~450g/l，渗透率为3.0~8.0d的过滤产品。这样即纤维体积粒径、孔隙适中，微小磨屑被阻滞，起到过滤作用，还有很好渗透率，冷却油还可以重复使用，同时堆积密度大，纤维成颗粒状还会使助滤剂流动性好，使用时容易均匀摊平。本发明的一种大比例颗粒状有机助滤剂还应用于其它油脂的过滤，及果汁、啤酒、水体的过滤。
16.本发明采用纸浆纤维粉作为原料，比纸浆纤维板作为原料，采用的设备成本低及生产效率高。纸浆纤维板做原料挤压压缩、剪切时需要长时间反复多次挤压加、剪切撕裂，是用纸浆纤维粉挤压所用时间的数倍，纤维板挤压压缩、剪切后粉碎所用的粉碎机须用纤维专用粉碎机，纤维专用粉碎机主要包括动刀组、定刀组、送料器、冷却系统，机械构造复杂、价格较高。
附图说明
17.图1为本发明实施例1中纸板开炼机压剪粉碎过筛后40倍图的形貌图。
18.图2为本发明实施例1中纸板轧机挤压剪切粉碎过筛后粒度分析报告。
19.图3为本发明实施例2中纸板开炼机压剪粉碎过筛后40倍图的形貌图。
20.图4为本发明实施例2中纸板轧机挤压剪切粉碎过筛后粒度分析报告。
21.图5为本发明实施例3中纸板开炼机压剪粉碎过筛后40倍图的形貌图。
22.图6为本发明实施例3中纸板轧机挤压剪切粉碎过筛后粒度分析报告。
23.图7为本发明实施例4中纸板开炼机压剪粉碎过筛后40倍图的形貌图。
24.图8为本发明实施例4中纸板轧机挤压剪切粉碎过筛后粒度分析报告。
具体实施方式
25.下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
26.以下实施例，采用的原料为经漂白和/或未漂白的植物纸浆纤维板或纸浆纤维粉。纸浆纤维粉是由纸浆纤维板经纤维专用粉碎机粉碎及研磨而成，选用体积粒径近似成正态分布，体积粒径分布范围为0.5um~600um，堆积密度为130~220g/l的粉体，纤维单体为针状物。
实施例1
27.一种大比例颗粒状有机助滤剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1：挤压压缩、剪切本实施例原料采用漂白的纸浆纤维板，具体为针叶木材植物纤维的纸浆纤维板，还可以用阔叶木材纤维的纸浆纤维板全部或部分替代，将纸浆纤维板用开练机进行挤压压缩、剪切，本实施例中的开练机还可以用双辊或多辊粉碎机、轧机、压延机的挤压设备进行替换，开练机挤压压缩、剪切中，各挤压相对的两个辊为异向旋转，两个辊线速度之比为1:1.27，经挤压压缩、剪切，将纸板挤压压缩、剪切撕裂成不规则的细小条块状高密度纤维物料；步骤2：粉碎挤压压缩、剪切后的高密度纤维物料经专用纤维粉碎机粉碎、研磨得大堆积密度纸浆纤维粉，该大堆积密度纸浆纤维粉为颗粒状纤维和针状纤维的混合粉，其中，大部分为颗粒状纤维，小部分为针状纤维。颗粒状纤维和针状纤维的混合粉体积粒径近似成正态分布，其分布范围为0.5μm~600μm；步骤3：分选将颗粒状纤维和针状纤维的混合粉经网筛分选机分选，制得大比例颗粒状有机助
滤剂，其中，体积粒径76%以上为20μm ~300μm，堆积密度为297g/l，渗透率为7.9d，其形貌图见图1。
28.颗粒状纤维和针状纤维的混合粉经分选机分选不符合规格要求的粉体可回收再进行上述挤压压缩、剪切步骤。
29.表1-实施例1的纸板开炼机压剪粉碎过筛后粉堆积密度
30.表2-实施例1的纸板开炼机压剪粉碎过筛后渗透率
实施例2
31.一种大比例颗粒状有机助滤剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1：挤压压缩、剪切本实施例原料采用纸浆纤维粉，具体为针叶木材植物纤维纸浆纤维粉，还可以用阔叶木植物纸浆纤维粉全部或部分替代；纸浆纤维粉为漂白纸浆纤维板和/或未漂白纸浆纤维板经粉碎及研磨，得体积粒径近似成正态分布，体积粒径分布为0.5μm~600μm、堆积密度为190g/l，渗透率为21d的蓬松粉体，纸浆纤维粉为针状纤维。
32.将针状纸浆纤维粉用双辊粉碎机进行挤压压缩剪切，其中，也可以采用多辊粉碎机、压延机、轧机、开炼机中的一种，用于替代双辊粉碎机进行挤压压缩剪切，挤压压缩剪切中，挤压相对的两个辊为异向旋转，两个辊线速度之比为1:1.2；步骤2：粉碎挤压压缩、剪切后的高密度纤维物料经过通用粉碎机粉碎，得大堆积密度纸浆纤维粉，该大堆积密度纸浆纤维粉为颗粒状纤维和针状纤维的混合粉，其中，大部分为颗粒状纤维，小部分为针状纤维。颗粒状纤维和针状纤维的混合粉体积粒径近似成正态分布，其分布范围为0.5μm~600μm；步骤3：分选
粉碎后的颗粒状纤维和针状纤维的混合粉用网筛分选机分选，制成大比例颗粒状有机助滤剂，其中，大比例颗粒状有机助滤剂的体积粒径79%以上为20μm ~300μm，堆积密度为326g/l，渗透率为6.5d，其形貌图见图2。
33.由纸浆纤维板材直接挤压压缩剪切后粉碎（实施例1），和纸浆纤维粉经挤压压缩剪切后再粉碎（实施例2）的区别是，由纸浆纤维板材直接挤压压缩剪切后粉碎所用的粉碎机为纤维专用粉碎机；纸浆纤维粉挤压压缩剪切后再粉碎的粉碎机，可以是纤维专用粉碎机也可以是通用粉碎机。两种方法的产品生产效率有所不同，其产品品质及质量没有差别。由纸浆纤维板材直接挤压压缩剪切再粉碎的，在挤压压缩、剪切时需要长时间反复多次挤压压缩剪切撕裂的不充分，生产效率低，且挤压压缩剪切后粉碎还必须使用纤维专用纤碎机，纤维专用粉碎机机械构造复杂、价格较高。
34.表3-实施例2的纸板开炼机压剪粉碎过筛后粉堆积密度
35.表4-实施例2的纸板开炼机压剪粉碎过筛后渗透率
实施例3
36.一种大比例颗粒状有机助滤剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1：挤压压缩、剪切本实施例原料采用纸浆纤维粉，具体为阔叶木材植物纤维的纸浆纤维粉，还可以用针叶木材植物纤维的纸浆纤维粉全部或部分替代；纸浆纤维粉为漂白纸浆纤维板和/或未漂白纸浆纤维板经粉碎及研磨，得到体积粒径近似成正态分布，体积粒径分布为0.5μm~600μm、堆积密度为190g/l，渗透率为21d的蓬松粉体，纸浆纤维粉为针状纤维。
37.将针状纤维粉用平模造粒机挤压剪切压缩，纤维粉经压缩从圆型模具孔中排除，成圆条型坚硬高密度纤维物料，也可以采用环模造粒机，用于替代平模造粒机进行挤压剪切压缩。
38.步骤2：粉碎挤压剪切压缩的圆条型坚硬高密度纤维物料经过通用粉碎机粉碎，得大堆积密度纸浆纤维粉，该大堆积密度纸浆纤维粉为颗粒状纤维和针状纤维的混合粉，其中，大部分为颗粒状纤维，小部分为针状纤维。颗粒状纤维和针状纤维的混合粉体积粒径近似成正态分布，其分布范围为0.5μm~600μm；步骤3：分选粉碎后的颗粒状纤维和针状纤维混合粉用气流分选机分选，制成大比例颗粒状有机助滤剂，其中，体积粒径77%以上为20μm ~300μm，堆积密度为309g/l，渗透率为6.9d，其形貌图见图3。
39.表5-实施例3的纸板开炼机压剪粉碎过筛后粉堆积密度
40.表6-实施例3的纸板开炼机压剪粉碎过筛后渗透率
实施例4
41.本实施例采用的为禾本植物纤维的漂白纸浆纤维板，其制备方法同实施例1，不同之处在于：对纸浆纤维板进行挤压压缩采用的设备为轧机，挤压相对的两个辊为异向旋转，轧机两个辊转速可调，两个辊线速度之比设为1:1.7；经粉碎大堆积密度纸浆纤维粉为颗粒状纤维和针状纤维的混合粉，其中，大部分为颗粒状纤维，小部分为针状纤维。
42.粉碎后的颗粒状纤维和针状纤维的混合粉用气流分选机分选，制成大比例颗粒状有机助滤剂，其中，体积粒径75%以上为20μm ~300μm，堆积密度为291g/l，渗透率为8.1d，其形貌图见图4。
43.表7-实施例4的纸板开炼机压剪粉碎过筛后粉堆积密度
44.表8-实施例4的纸板开炼机压剪粉碎过筛后渗透率
45.尽管主要参照确定的实施形式已示出和已描述本发明，但是熟悉本专业领域的技术人员应理解，可以对其在构建方案和细节方面等进行众多改变，而不背离权利要求所限定的保护范围。因而，本发明的保护范围通过权利要求来确定，并且包括落入权利要求的词义或者等同范围之下的所有改变。

技术特征：
1.一种大比例颗粒状有机助滤剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、挤压压缩、剪切：将纸浆纤维板和/或纸浆纤维粉进行挤压压缩、剪切，得体积密度增加1.5~5.5倍的高密度纤维物料；步骤2、粉碎：将高密度纤维物料用粉碎机粉碎，得颗粒状纤维和针状纤维的混合粉，其中，大部分为颗粒状纤维，小部分为针状纤维；混合粉体积粒径近似成正态分布，其分布范围为0.5μm~600μm；步骤3、分选：将经粉碎得颗粒状纤维和针状纤维的混合粉进行分选处理，得到符合规格要求的大比例颗粒状有机助滤剂。2.根据权利要求1所述的大比例颗粒状有机助滤剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤1中，优选为将纸浆纤维粉进行挤压压缩、剪切。3.根据权利要求1所述的大比例颗粒状有机助滤剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，纸浆纤维板为漂白纸浆纤维板和/或未漂白纸浆纤维板；纸浆纤维板包括针叶木材植物纤维、阔叶木材植物纤维、禾本植物纤维中的至少一种或几种纤维混合物。4.根据权利要求1所述的大比例颗粒状有机助滤剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，纸浆纤维粉为漂白纸浆纤维板和/或未漂白纸浆纤维板经粉碎、研磨，制得体积粒径近似成正态分布，体积粒径分布范围为0.5μm~600μm、堆积密度为130~220g/l，渗透率为10~30d的蓬松粉体，纸浆纤维粉单体纤维为针状纤维。5.根据权利要求1所述的大比例颗粒状有机助滤剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，挤压压缩、剪切采用的设备为对纸浆纤维板进行挤压压缩、剪切使其体积密度增大、撕裂的设备，包括双辊或多辊粉碎机、压延机、轧机或开炼机中的一种，纸浆纤维板首先被挤压压缩成坚硬的薄片状，反复多次挤压压缩及剪切撕裂成条块状，成高密度纤维物料；所述的挤压压缩、剪切的设备中圆辊线速度不相同；对纸浆纤维粉进行挤压压缩、剪切的设备选用环模或平模造粒机，双辊或多辊粉碎机、压延机、轧机、开炼机中的一种；纸浆纤维粉经用环模造粒机或平模造粒机强力挤压压缩、剪切，从模具孔中排除，成条型坚硬的高密度纤维物料，模具孔为圆形孔、方形孔、异形孔中的一种；用双辊或多辊粉碎机、压延机、轧机、开炼机的一种，纸浆纤维粉经双辊或多辊粉碎机、压延机、轧机、开炼机挤压压缩、剪切成坚硬的薄片状，反复多次挤压压缩、剪切后成高密度纤维物料。6.根据权利要求1所述的大比例颗粒状有机助滤剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，挤压压缩、剪切，纸浆纤维粉挤压压缩、剪切采用的设备功能为一个或多个圆辊与平面之间挤压、圆辊与圆筒内壁之间挤压、两个圆辊之间挤压、三个及以上圆辊之间的挤压，上述之间挤压为一次或多次反复挤压，各圆辊直径相同或不相同，挤压各接触处线速度相同或不相同，线速度比例为1:1~2.5。7.根据权利要求1所述的大比例颗粒状有机助滤剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，粉碎机为纤维专用粉碎机或普通粉碎机；其中，由纸浆纤维板材直接挤压、剪切而成的高密度纤维物料由于撕裂的不充分，其粉碎所用的粉碎机需要纤维专用粉碎机；纸浆纤维粉挤压压缩、剪切再粉碎的粉碎机采用纤维专用粉碎机或通用粉碎机。8.根据权利要求1所述的大比例颗粒状有机助滤剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，分选采用网筛分选机或气流分选机；分选后不符合规格要求的高密度纤维物粉返回至
步骤1。9.一种权利要求1~8任意一项所制备的大比例颗粒状有机助滤剂，其特征在于：其体积粒径75%以上分布为20μm~300μm，堆积密度为250~450g/l，渗透率为3.0~8.0d。10.一种权利要求1~8任意一项所制备的大比例颗粒状有机助滤剂的应用，其特征在于：其用于过滤机械磨削冷却油，或用于各种油脂、果汁、啤酒、水体作为过滤使用的助滤剂。

技术总结
本发明涉及一种大比例颗粒状有机助滤剂及其制备方法和应用，其制备方法包括以下步骤：步骤1、挤压压缩、剪切；步骤2、粉碎；步骤3、分选。该大比例颗粒状有机助滤剂堆积密度大，纤维大部分为颗粒状、小部分为针状，渗透率适中，且体积粒径适中，流动性好，并且采用大比例颗粒状有机助滤剂的滤饼还具有不宜被堵塞而板结的优点，该大比例颗粒状有机助滤剂制备方法均为物理制备方法，没有化学反应，无排放污染，工艺简单，成本低，其应用不仅能够作为机械加工磨削中冷却的优良助滤剂，还可以用于各种油脂、果汁、啤酒、水体作为过滤使用的助滤剂。水体作为过滤使用的助滤剂。水体作为过滤使用的助滤剂。


技术研发人员：李成吾 赵海涛 李一心
受保护的技术使用者：苏州贝林微纤科技有限公司
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/7/22