一种木质素改性酚醛树脂的反应釜控制系统及方法

1.本发明涉及处于塑性状态物质的加工技术领域，尤其涉及一种木质素改性酚醛树脂的反应釜控制系统及方法。


背景技术：

2.传统的木质素改性酚醛树脂的生产过程中存在着一些问题，如反应过程中温度、压力、搅拌速度等参数难以精确控制，导致产品质量不稳定，生产效率低下等。
3.如cn101260283提出了一种基于木质素酚化液的酚醛胶粘剂的制备方法，通过木质素经酚化后与甲醛反应制得低游离醛环保型酚醛胶粘剂，比传统酚醛树脂胶粘剂具有更低的成本和更低的游离醛含量，压制成的胶合板具有优良的胶合性能。但所添加的木质素含量太少，达不到废物利用的目的。
4.木质素是天然的酚类化合物，具有无毒、可降解、可再生的优点，同时含有酚羟基、醇羟基、醛基、羰基、羧基、甲氧基和芳香基及共轭双键等多种功能基团，被认为是优良的可再生天然资源，尤其被视为是化石资源苯酚的理想替代品。
5.酚醛树脂发泡材料存在成本高且苯酚作为化石能源毒性大、不能再生的缺点，将改性后的木质素部分替代苯酚制备酚醛树脂，木质素可以作为反应物参与反应降低酚醛树脂对于苯酚的依赖。
6.为了解决本领域普遍存在智能程度低、反应过程无法监控、评估手段缺乏和搅拌速度无法控制等等问题，作出了本发明。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种木质素改性酚醛树脂的反应釜控制系统及方法。
8.为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：一种木质素改性酚醛树脂的反应釜控制系统，所述反应釜控制系统包括服务器和反应釜，所述反应釜控制系统还包括搅拌动作模块、评估模块、检测模块，所述服务器分别与所述搅拌动作模块、所述评估模块和所述检测模块连接；所述检测模块用于对所述反应釜中的温度和ph值进行检测，所述评估模块根据所述检测模块的温度和ph数据对反应釜中的改性木质素的反应状态进行评估，形成评估结果，所述搅拌动作模块根据所述评估模块的评估结果对所述反应釜中的搅拌动作进行控制；其中，所述检测模块包括温度检测单元和ph检测单元，所述温度检测单元设置在所述反应釜中，并对所述反应釜中的温度进行检测，所述ph检测单元对所述反应釜的ph值进行检测；所述评估模块获取反应釜中每次投料后被所述检测模块检测得到的检测数据，并根据下式计算所述反应釜中的反应指数act：
；式中，w1、w2、w3、w4为权重系数，norm_tem为由历史数据归一化得到的实时反应温度值，norm_time为由历史数据归一化得到的实时反应时间值， norm_ph为由历史数据归一化得到的实时ph值，norm_amount为由历史数据归一化得到的实时添加的改性木质素的值；当所述反应釜中的反应指数act偏离设定的范围阈值[range1，range2]，则触发所述搅拌动作模块调整搅拌速度。
[0009]
可选的，所述搅拌动作模块包括调整单元、搅拌单元和清扫单元，所述调整单元对所述搅拌单元和所述清扫单元的位置进行调整，所述清扫单元隐藏设置在所述搅拌单元上，并在对所述反应釜进行清理时，对所述反应釜的内壁进行清扫，所述搅拌单元对所述反应釜中的反应溶液进行搅拌；其中，所述搅拌单元与所述调整单元可拆卸连接；所述搅拌单元包括支撑座、搅拌杆、以及设置在所述支撑座上的搅拌驱动机构，所述支撑座用于对所述搅拌驱动机构进行支撑，且所述支撑座的上顶部设置有与所述调整单元可拆卸连接的卡接槽，所述搅拌杆的一端与所述搅拌驱动机构驱动连接，所述搅拌杆的另一端朝向远离所述支撑座的一侧伸出；所述搅拌杆设置有放置槽，所述清扫单元隐藏设置在所述放置槽中。
[0010]
可选的，所述调整单元包括调整杆、调整驱动机构和伸缩检测件，所述调整杆的一端与所述调整驱动机构驱动连接形成调整部，所述调整部设置在所述反应釜的端盖内壁上，所述调整杆的另一端与所述搅拌单元可拆卸连接，并朝向所述反应釜的内腔伸出，所述伸缩检测件用于对所述调整杆的伸缩长度进行检测。
[0011]
可选的，所述清扫单元包括刮动板、伸缩杆、第一限位杆、第二限位杆、伸缩驱动机构、第一滑动轨道、第二滑动轨道，所述刮动板用于对所述反应釜的内壁进行刮动，且所述刮动板远离所述反应釜的一侧端面上设置有第一滑动轨道，所述第二滑动轨道设置在所述放置槽的底壁，并沿着所述放置槽的长度方向延伸，所述第一限位杆的一端与所述第一滑动轨道滑动连接，所述第二限位杆的一端与所述第一滑动轨道滑动连接，所述第一限位杆和所述第二限位杆的杆体中部交叉铰接形成铰接部，所述第一限位杆的另一端与所述第二滑动轨道滑动连接，所述第二限位杆的另一端与所述第二滑动轨道滑动连接，所述伸缩杆的一端与所述铰接部铰接，所述伸缩杆的另一端与所述伸缩驱动机构驱动连接，以驱动所述伸缩杆进行伸缩动作，以将刮动板从所述放置槽中展开。
[0012]
可选的，所述ph检测单元包括至少三个ph探头和数据采集器，至少三个ph探头设置在所述反应釜中，并对所述反应釜的ph数据进行采集，所述数据采集器存储至少三个ph探头采集得到的ph数据；其中，数据采集器将至少三个ph探头采集得到的ph数据传输至所述评估模块中。
[0013]
可选的，所述评估模块获取所述ph探头检测得到的ph数据、所述反应釜的历史反应数据，并依据下式计算历史数据归一化得到的实时ph值norm_ph：；式中，phi为一个采样周期t中所述ph探头检测得到的最大的ph值，ph
max
为历史数据中所述反应釜的最大ph值，ph
min
为历史数据中所述反应釜的最小ph值。
[0014]
另外，本发明还提供木质素改性酚醛树脂的反应釜控制方法，所述反应釜控制方法包括以下步骤：s1、将所需的酚醛树脂原料和改性木质素添加剂按照预设的配比加入到反应釜中；s2、启动系统，将检测模块与反应釜连接，并确保检测模块正常工作；s3、温度检测单元监测反应釜内的温度变化，ph检测单元监测反应釜内的ph变化；s4、评估模块实时接收来自温度检测单元检测得到的温度数据和ph检测单元的ph数据，并计算反应釜中的反应指数act，同时将反应指数act与设定的范围阈值[range1，range2]进行比较，当所述反应釜中的反应指数act偏离设定的范围阈值[range1，range2]，则触发所述搅拌动作模块调整搅拌速度；若所述反应釜中的反应指数act在设定的范围阈值[range1，range2]中，则跳至s5；s5、对反应釜进行加热，使温度逐渐升高到55-65℃，并保持稳定，同时调整所述反应釜中的ph值，以使再加入改性木质素后的反应ph值在相同范围内，并跳至步骤s4；s6、当达到预设的反应时间或反应结束的条件时，停止加热和搅拌过程，并将反应釜内的木质素改性酚醛树脂产品进行取样，得到木质素基酚醛树脂的样品。
[0015]
可选的，所述反应釜控制方法还包括：在所述反应釜中的反应指数act在设定的范围阈值[range1，range2]时，调节反应釜上的通道以补充设定比例的反应物，并实时监测反应釜内的温度变化和ph值变化。
[0016]
可选的，所述反应釜控制方法还包括：所述搅拌动作模块的搅拌速度v根据下式进行计算：；式中，k为调节系数，其值根据经验进行取值。
[0017]
可选的，所述反应釜控制方法还包括：制备不同木质素取代率的木质素基酚醛树脂将多聚甲醛溶液、改性木质素、氢氧化钠、水按设定比例投入反应釜于60℃下反应10至60分钟，其中，所述改性木质素按3∶2∶1的比例分3批投入所述反应釜中。
[0018]
本发明所取得的有益效果是：1. 通过搅拌动作模块和评估模块的相互配合，使得反应釜中反应物的混合状态更加均一，提升木质素改性酚醛树脂样品的生产质量；2. 通过温度检测单元和ph检测单元对反应釜中的温度和ph值进行检测，使得反应釜中的环境能够被准确检测，以提升整个反应釜中木质素改性酚醛树脂产品生成的精准性和可靠性；3. 通过搅拌单元、调整单元和清扫单元的相互配合，使得反应釜的内壁能够自动的清洁，提升反应釜内腔的洁净度，也进一步促进不同木质素制备酚醛树脂产品的实际需要，防止反应釜中滞留杂质导致产品质量下降；4.通过反应釜的控制方法应用到木质素改性酚醛树脂样品的生产中，利用木质素替代苯酚合成酚醛树脂，既可以实现木质素高值化利用，又能减少有害物质苯酚与甲醛的使用，有效降低了成本，同时具有生产过程操作简单的优点。
附图说明
[0019]
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定相同的部分。
[0020]
图1为本发明的整体方框示意图。
[0021]
图2为本发明的温度检测单元和ph检测单元的方框示意图。
[0022]
图3为本发明的评估模块的评估流程示意图。
[0023]
图4为本发明的粘度检测单元和粘度分析单元的分析过程示意图。
[0024]
图5为本发明的反应釜和搅拌动作模块、检测模块的结构示意图。
[0025]
图6为图5中a处的放大示意图。
[0026]
图7为本发明的搅拌杆和清扫单元的部分结构示意图。
[0027]
图8为本发明的搅拌杆和清扫单元的部分剖视示意图。
[0028]
图9为本发明的接触垫和置物凹槽的俯视示意图。
[0029]
图10为本发明的刮动板、接触垫和反应釜内壁的结构示意图。
[0030]
附图标记说明：1、反应釜；2、温度传感器；3、搅拌杆；4、辅助杆；5、清扫单元；6、ph检测单元；7、通道；8、刮动板；9、置物凹槽；10、接触垫；11、第一限位杆；12、第二限位杆；13、第一滑动轨道；14、伸缩杆；15、放置槽；16、第二滑动轨道；17、旋转粘度计；18、调整杆；19、卡接槽；20、支撑座。
具体实施方式
[0031]
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
[0032]
实施例一：根据图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，本实施例提供一种木质素改性酚醛树脂的反应釜1控制系统，所述反应釜1控制系统包括服务器和反应釜1，所述反应釜1控制系统还包括搅拌动作模块、评估模块、检测模块，所述服务器分别与所述搅拌动作模块、所述评估模块和所述检测模块连接，并将所述搅拌动作模块、所述评估模块和所述检测模块的反应历史数据进行存储，以供查询。
[0033]
在本实施例中，所述服务器的数据库中存储有木质素改性酚醛树脂的历史数据。
[0034]
所述检测模块用于对所述反应釜1中的温度和ph值进行检测，所述评估模块根据所述检测模块的温度和ph值数据对反应釜1中的改性木质素的反应状态进行评估，形成评估结果，所述搅拌动作模块根据所述评估模块的评估结果对所述反应釜1中的搅拌动作进行控制。
[0035]
其中，所述检测模块包括温度检测单元和ph检测单元6，所述温度检测单元设置在所述反应釜1中，并对所述反应釜1中的温度进行检测，所述ph检测单元6对所述反应釜1的ph值进行检测。
[0036]
所述反应釜1控制系统还包括中央处理器，所述中央处理器分别与所述搅拌动作
模块、所述评估模块、所述检测模块控制连接，并基于所述中央处理器对所述搅拌动作模块、评估模块和所述检测模块进行集中控制，以使得整个系统能够进行集中控制，提升整个系统的智能程度。
[0037]
另外，本实施例中，所称的改性木质素是指以磷酸为催化剂，在高温高压条件下用苯酚对木质素进行酚化改性（或羟甲基化改性），并将改性后的木质素用到酚醛树脂产品的生产中，具有更加高效、成本较低和操作简单的优点。
[0038]
本实施例中，是基于改性后的木质素作为原材料投入到反应釜1中，如何对木质素改性是本领域的技术人员所熟知的技术手段，因而不再过多赘述。
[0039]
可选的，所述ph检测单元6包括至少三个ph探头、数据采集器，至少三个ph探头设置在所述反应釜1中，并对所述反应釜1的ph数据进行采集，所述数据采集器存储至少三个ph探头采集得到的ph数据。
[0040]
其中，数据采集器将至少三个ph探头采集得到的ph数据传输至所述评估模块中；所述温度检测单元包括至少三个温度传感器2和数据存储器，至少三个温度传感器2用于对所述反应釜1中反应过程的温度进行检测，所述数据存储器存储至少三个温度传感器2的温度数据。
[0041]
其中，至少三个温度传感器2分别等间距的设置在所述反应釜1中，并对所述反应釜1中各个位置的温度进行检测。
[0042]
优选的，至少三个温度传感器2分别设置在所述反应釜1内腔底部、中部、以及液位的附近。
[0043]
通过所述温度检测单元和所述ph检测单元6对所述反应釜1中的温度和ph值进行检测，使得所述反应釜1中的环境能够被准确检测，以提升整个反应釜1中改性木质素制备酚醛树脂的精准性和可靠性。
[0044]
如图5所示，所述检测模块设置在所述反应釜1的内部中。
[0045]
所述评估模块获取反应釜1中每次投料后被所述检测模块检测得到的检测数据，并根据下式计算所述反应釜1中的反应指数act：；式中，w1、w2、w3、w4为权重系数，其值由操作者根据实际情况进行取值，且满足：w1+w2+w3+w4=1，norm_tem为由历史数据归一化得到的实时反应温度值，norm_time为由历史数据归一化得到的实时反应时间值， norm_ph为由历史数据归一化得到的实时ph值，norm_amount为由历史数据归一化得到的实时添加的改性木质素的值。
[0046]
当所述反应釜中的反应指数act偏离设定的范围阈值[range1，range2]，则触发所述搅拌动作模块调整搅拌速度。
[0047]
若所述反应釜中的反应指数act在设定的范围阈值[range1，range2]中，则对反应釜进行加热，使温度逐渐升高到55-65℃，并保持稳定，同时调整所述反应釜中的ph值，以使加入改性木质素后的反应ph值在相同范围内。
[0048]
其中，设定的范围阈值中的range1和range2由操作者或管理者依据实际情况或所需的酚醛树脂产品量自行设定，这是本领域的技术人员所熟知的技术手段，本领域的技术人员可以查询相关的技术手册获知该技术，因而在本实施例中不再一一赘述。
[0049]
通过搅拌动作模块和所述评估模块的相互配合，使得所述反应釜中的反应物的混
合更加均一，提升木质素改性酚醛树脂样品的生产质量。
[0050]
可选的，所述搅拌动作模块包括调整单元、搅拌单元和清扫单元5，所述调整单元对所述搅拌单元和所述清扫单元5的位置进行调整，所述清扫单元5隐藏设置在所述搅拌单元上，并在对所述反应釜1进行清理时，对所述反应釜1的内壁进行清扫，所述搅拌单元对所述反应釜1中的反应溶液进行搅拌。
[0051]
其中，所述搅拌单元与所述调整单元可拆卸连接。
[0052]
可选的，所述调整单元包括调整杆18、调整驱动机构和伸缩检测件，所述调整杆18的一端与所述调整驱动机构驱动连接形成调整部，所述调整部设置在所述反应釜1的端盖内壁上，所述调整杆18的另一端与所述搅拌单元可拆卸连接，并朝向所述反应釜1的内腔伸出，所述伸缩检测件用于对所述调整杆的伸缩长度进行检测；所述搅拌单元包括支撑座、搅拌杆3、以及设置在所述支撑座上的搅拌驱动机构，所述支撑座用于对所述搅拌驱动机构进行支撑，且所述支撑座20的上顶部设置有与所述调整单元可拆卸连接的卡接槽19，所述搅拌杆3的一端与所述搅拌驱动机构驱动连接，所述搅拌杆3的另一端朝向远离所述支撑座20的一侧伸出。
[0053]
如图6所示，通过两根螺杆将所述调整单元的调整杆18与所述支撑座上的卡接槽19可拆卸连接在一起。
[0054]
所述搅拌杆3设置有放置槽15，所述清扫单元5隐藏设置在所述放置槽15中。
[0055]
所述搅拌单元还包括至少两根辅助杆4，至少两根辅助杆4对称设置在所述搅拌杆3的杆体上，并与所述搅拌杆3可拆卸连接。
[0056]
通过调整单元和所述搅拌单元的配合，使得所述搅拌单元的位置能够调整以提升所述反应釜1中的各个反应物的混合效果，保证改性木质素合成所述酚醛树脂的效率。
[0057]
在本实施例中，非清扫状态下，所述清扫单元5隐藏设置在所述放置槽15中，当需要对所述反应釜1的内壁进行清扫时则通过所述清扫单元5对所述反应釜1的内壁进行清理，从而将所述反应釜1的内壁清理干净。
[0058]
可选的，所述清扫单元5包括刮动板8、伸缩杆14、第一限位杆11、第二限位杆12、伸缩驱动机构、第一滑动轨道13、第二滑动轨道16，所述刮动板8用于对所述反应釜1的内壁进行刮动，且所述刮动板8远离所述反应釜1的一侧端面上设置有第一滑动轨道13，所述第二滑动轨道16设置在所述放置槽15的底壁，并沿着所述放置槽15的长度方向延伸，所述第一限位杆11的一端与所述第一滑动轨道13滑动连接，所述第二限位杆12的一端与所述第一滑动轨道13滑动连接，所述第一限位杆11和所述第二限位杆12的杆体中部交叉铰接形成铰接部，所述第一限位杆11的另一端与所述第二滑动轨道16滑动连接，所述第二限位杆12的另一端与所述第二滑动轨道16滑动连接，所述伸缩杆14的一端与所述铰接部铰接，所述伸缩杆14的另一端与所述伸缩驱动机构驱动连接，以驱动所述伸缩杆14进行伸缩动作，以将刮动板8从所述放置槽15中展开。
[0059]
其中，所述刮动板8与所述反应釜1接触的端面设置为耐高温的硅橡胶材质的接触垫10，使得当所述刮动板8在对所述反应釜1的内壁进行清扫的过程中，能与所述反应釜1的内壁进行柔性接触，以防止刮动板8对所述反应釜1的内壁造成损伤。
[0060]
当对所述反应釜1的内壁进行清扫的过程中，所述清扫单元5在所述搅拌单元和调整单元的配合下，对所述反应釜1的不同位置进行刮动，以实现对所述反应釜1内壁的清理。
[0061]
另外，在对所述反应釜1的内壁进行清理的过程中，需要通过伸缩驱动机构驱动伸缩杆14使得所述刮动板8从隐藏在所述放置槽15的位置伸出，并抵靠在所述反应釜1的内壁处，并在搅拌杆3的搅拌动作带动下刮动所述反应釜1的内壁。
[0062]
同时，所述接触垫10上设置有若干置物凹槽9，其中，置物凹槽9使得所述刮动板8在刮动的过程中，能够将杂质滞留在所述置物凹槽9中，以保证所述反应釜1内壁清扫的洁净。
[0063]
通过所述搅拌单元、调整单元和清扫单元5的相互配合，使得所述反应釜1的内壁能够自动的清洁，提升所述反应釜1内腔的洁净度。
[0064]
如图5所示，在本实施例中，所述反应釜1上还设置有供改性木质素投放的通道7，且在所述通道7中设有流量计，通过所述流量计能对投放入所述反应釜1中的改性木质素的量精准控制，以保证木质素改性酚醛树脂产品的制备准确率和可靠性。
[0065]
可选的，所述评估模块获取所述ph探头检测得到的ph数据、所述反应釜1的历史反应数据，并依据下式计算历史数据归一化得到的实时ph值norm_ph：；式中，phi为一个采样周期t中所述ph探头检测得到的最大的ph值，ph
max
为历史数据中所述反应釜的最大ph值，ph
min
为历史数据中所述反应釜的最小ph值。
[0066]
所述评估模块获取所述温度传感器检测得到的温度数据、所述反应釜1的历史反应数据，并依据下式计算历史数据归一化得到的实时反应温度值norm_tem：；式中，tem0为一个采样周期t中温度传感器检测得到的最小实时温度值，tem
max
为历史数据中所述反应釜的最大温度值，tem
min
为历史数据中所述反应釜的最小温度值。
[0067]
所述评估模块获取一个采样周期t中所述反应釜反应的耗时数据（投入改性木质素时开始计算）、所述反应釜1的历史反应数据，并依据下式计算历史数据归一化得到实时反应时间值norm_time：；式中，spend为反应物加入所述反应釜后的反应用时，其值由计时器进行计算（投入改性木质素时开始触发计算），time
max
为历史数据中所述反应釜的最大反应用时，time
min
为历史数据中所述反应釜的最小反应用时。
[0068]
所述评估模块获取所述反应釜中的流量计检测得到的添加的改性木质素的流量数据、所述反应釜1的历史反应数据，并依据下式计算历史数据归一化得到的实时添加的改性木质素的值norm_amount：；式中，input为实时加入所述反应釜中的改性木质素的量，put
max
为历史数据中加入所述反应釜中的改性木质素的最大量，put
min
为历史数据中加入所述反应釜中的改性木质素的最小量。
[0069]
上述所称的一个采样周期，由系统或者管理员根据实际情况进行设定，并从人机交互界面输入，因而在此不再过多的赘述。
[0070]
另外，本发明还提供木质素改性酚醛树脂的反应釜控制方法，所述反应釜控制方法包括以下步骤：s1、将所需的酚醛树脂原料和改性木质素添加剂按照预设的配比加入到反应釜中；s2、启动系统，将检测模块与反应釜连接，并确保检测模块正常工作；s3、温度检测单元监测反应釜内的温度变化，ph检测单元监测反应釜内的ph变化；s4、评估模块实时接收来自温度检测单元检测得到的温度数据和ph检测单元的ph数据，并计算反应釜中的反应指数act，同时将反应指数act与设定的范围阈值[range1，range2]进行比较，当所述反应釜中的反应指数act偏离设定的范围阈值[range1，range2]，则触发所述搅拌动作模块调整搅拌速度；若所述反应釜中的反应指数act在设定的范围阈值[range1，range2]中，则跳至s5；s5、对反应釜进行加热，使温度逐渐升高到55-65℃，并保持稳定，同时调整所述反应釜中的ph值，以使再加入改性木质素后的反应ph值在相同范围内，并跳至步骤s4；s6、当达到预设的反应时间或反应结束的条件时，停止加热和搅拌过程，并将反应釜内的木质素改性酚醛树脂产品进行取样，得到木质素基酚醛树脂的样品。
[0071]
可选的，所述反应釜控制方法还包括：在所述反应釜中的反应指数act在设定的范围阈值[range1，range2]时，调节反应釜上的通道以补充设定比例的反应物，并实时监测反应釜内的温度变化和ph值变化；可选的，所述反应釜控制方法还包括：所述搅拌动作模块的搅拌速度v根据下式进行计算：；式中，k为调节系数，其值根据经验进行取值；可选的，所述反应釜控制方法还包括：制备不同木质素取代率的木质素基酚醛树脂将多聚甲醛溶液、改性木质素、氢氧化钠、水按设定比例投入反应釜于60℃下反应10至60分钟，其中，所述改性木质素按3∶2∶1的比例分3批投入所述反应釜中。
[0072]
所述反应釜的控制方法还包括：向木质素基酚醛树脂的样品中依次加入表面活性剂，匀泡剂，搅拌30s[秒]，再加入发泡剂，继续搅拌30s[秒]，加入固化剂，搅拌30s后迅速放入到烘箱中，在烘箱内85℃固化15~20min[分钟]后冷却得改性的木质素基酚醛发泡材料，依据所需尺寸对泡沫进行切割处理。
[0073]
在本实施例中，所述表面活性剂采用吐温-80，匀泡剂采用二甲基硅油，发泡剂采用正戊烷、固化剂采用1：1的50%硫酸与对甲苯磺酸复配溶液或1：1的对甲苯磺酸：50%硫酸。
[0074]
通过所述反应釜的控制方法应用到木质素改性酚醛树脂样品的生产中，利用木质素替代苯酚合成酚醛树脂，既可以实现木质素高值化利用，又能减少有害物质苯酚与甲醛的使用，有效降低了成本，同时具有生产过程操作简单的优点。
[0075]
实施例二：本实施例应当理解为包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进，根据图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，还在于所述搅
拌动作模块还包括粘度检测单元和粘度分析单元，所述粘度检测单元用于对所述搅拌杆3在搅拌过程中混合反应物的粘度进行检测，所述粘度分析单元根据所述粘度检测单元检测得到的数据对所述反应釜1中的混合反应物的粘度进行分析，形成分析结果，并根据分析结果调控所述反应釜1中的反应温度。
[0076]
所述粘度检测单元设置在所述辅助杆4上，并对所述辅助杆4在搅拌过程中的所述反应物的粘度进行采集，形成所述反应釜1中反应物的粘度数据。
[0077]
所述粘度检测单元包括支撑套、以及设置在所述支撑套上的集成的旋转粘度计17，其中，设置在所述支撑套上的集成的旋转粘度计17形成检测部，所述检测部嵌套在所述辅助杆4上，且所述辅助杆4上设置有供所述检测部放置的存放槽。
[0078]
另外，当所述检测部检测到所述反应物的粘度数据后，通过无线传输的方式将所述粘度数据传输至所述粘度分析单元中。
[0079]
所述粘度分析单元获取所述粘度数据，并根据下式计算所述反应物的粘度指数viscosity：；式中，τ为所述搅拌杆3输出的扭矩，λ为调整系数，其值根据经验进行取值，v为搅拌杆3的转速，d为所述辅助杆4的搅动直径，l为搅拌杆3的伸出长度。
[0080]
对于所述搅拌杆3输出的扭矩通过预先安装在搅拌杆3的驱动轴上的扭矩传感器直接测量得到。
[0081]
另外，所述搅拌杆3的转速v、所述辅助杆4的搅动直径d和搅拌杆3的伸出长度l由实际情况进行取值即可。
[0082]
若所述反应物的粘度指数viscosity超过设定的粘度监控阈值monitor，则触发向所述反应釜中添加去离子水，并重新调整溶液的ph值后，保持所述反应釜中的反应物的温度维持在55~65℃分批加入设定比例的多聚甲醛和水，反应1小时，升高温度至85℃反应50~90分钟，冷却、出料，得到木质素改性酚醛树脂样品。
[0083]
若所述反应物的粘度指数viscosity低于设定的粘度监控阈值monitor，则保持所述反应釜中的反应物的温度维持在55~65℃分批加入设定比例的多聚甲醛和水，反应1小时，升高温度至85℃反应50~90分钟，冷却、出料得到木质素改性酚醛树脂样品。
[0084]
其中，设定的粘度监控阈值monitor由操作者或管理者依据实际情况或所需的酚醛树脂产品量自行设定，这是本领域的技术人员所熟知的技术手段，本领域的技术人员可以查询相关的技术手册获知该技术，因而在本实施例中不再一一赘述。
[0085]
通过所述粘度检测单元和粘度分析单元的相互配合，能够精准掌握所述反应釜中的反应物的状态，以保证整个木质素改性酚醛树脂样品的生产准确性和可靠性。
[0086]
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素可以更新的。

技术特征：
1.一种木质素改性酚醛树脂的反应釜控制系统，所述反应釜控制系统包括服务器和反应釜，其特征在于，所述反应釜控制系统还包括搅拌动作模块、评估模块、检测模块，所述服务器分别与所述搅拌动作模块、所述评估模块和所述检测模块连接；所述检测模块用于对所述反应釜中的温度和ph值进行检测，所述评估模块根据所述检测模块的温度和ph数据对反应釜中的改性木质素的反应状态进行评估，形成评估结果，所述搅拌动作模块根据所述评估模块的评估结果对所述反应釜中的搅拌动作进行控制；其中，所述检测模块包括温度检测单元和ph检测单元，所述温度检测单元设置在所述反应釜中，并对所述反应釜中的温度进行检测，所述ph检测单元对所述反应釜的ph值进行检测；所述评估模块获取反应釜中每次投料后被所述检测模块检测得到的检测数据，并根据下式计算所述反应釜中的反应指数act：；式中，w1、w2、w3、w4为权重系数，norm_tem为由历史数据归一化得到的实时反应温度值，norm_time为由历史数据归一化得到的实时反应时间值， norm_ph为由历史数据归一化得到的实时ph值，norm_amount为由历史数据归一化得到的实时添加的改性木质素的值；当所述反应釜中的反应指数act偏离设定的范围阈值[range1，range2]，则触发所述搅拌动作模块调整搅拌速度。2.根据权利要求1所述的一种木质素改性酚醛树脂的反应釜控制系统，其特征在于，所述搅拌动作模块包括调整单元、搅拌单元和清扫单元，所述调整单元对所述搅拌单元和所述清扫单元的位置进行调整，所述清扫单元隐藏设置在所述搅拌单元上，并在对所述反应釜进行清理时，对所述反应釜的内壁进行清扫，所述搅拌单元对所述反应釜中的反应溶液进行搅拌；其中，所述搅拌单元与所述调整单元可拆卸连接；所述搅拌单元包括支撑座、搅拌杆、以及设置在所述支撑座上的搅拌驱动机构，所述支撑座用于对所述搅拌驱动机构进行支撑，且所述支撑座的上顶部设置有与所述调整单元可拆卸连接的卡接槽，所述搅拌杆的一端与所述搅拌驱动机构驱动连接，所述搅拌杆的另一端朝向远离所述支撑座的一侧伸出；所述搅拌杆设置有放置槽，所述清扫单元隐藏设置在所述放置槽中。3.根据权利要求2所述的一种木质素改性酚醛树脂的反应釜控制系统，其特征在于，所述调整单元包括调整杆、调整驱动机构和伸缩检测件，所述调整杆的一端与所述调整驱动机构驱动连接形成调整部，所述调整部设置在所述反应釜的端盖内壁上，所述调整杆的另一端与所述搅拌单元可拆卸连接，并朝向所述反应釜的内腔伸出，所述伸缩检测件用于对所述调整杆的伸缩长度进行检测。4.根据权利要求3所述的一种木质素改性酚醛树脂的反应釜控制系统，其特征在于，所述清扫单元包括刮动板、伸缩杆、第一限位杆、第二限位杆、伸缩驱动机构、第一滑动轨道、第二滑动轨道，所述刮动板用于对所述反应釜的内壁进行刮动，且所述刮动板远离所述反应釜的一侧端面上设置有第一滑动轨道，所述第二滑动轨道设置在所述放置槽的底壁，并沿着所述放置槽的长度方向延伸，所述第一限位杆的一端与所述第一滑动轨道滑动连接，
所述第二限位杆的一端与所述第一滑动轨道滑动连接，所述第一限位杆和所述第二限位杆的杆体中部交叉铰接形成铰接部，所述第一限位杆的另一端与所述第二滑动轨道滑动连接，所述第二限位杆的另一端与所述第二滑动轨道滑动连接，所述伸缩杆的一端与所述铰接部铰接，所述伸缩杆的另一端与所述伸缩驱动机构驱动连接，以驱动所述伸缩杆进行伸缩动作，以将刮动板从所述放置槽中展开。5.根据权利要求4所述的一种木质素改性酚醛树脂的反应釜控制系统，其特征在于，所述ph检测单元包括至少三个ph探头和数据采集器，至少三个ph探头设置在所述反应釜中，并对所述反应釜的ph数据进行采集，所述数据采集器存储至少三个ph探头采集得到的ph数据；其中，数据采集器将至少三个ph探头采集得到的ph数据传输至所述评估模块中。6.根据权利要求5所述的一种木质素改性酚醛树脂的反应釜控制系统，其特征在于，所述评估模块获取所述ph探头检测得到的ph数据、所述反应釜的历史反应数据，并依据下式计算历史数据归一化得到的实时ph值norm_ph：；式中，ph
i
为一个采样周期t中所述ph探头检测得到的最大的ph值，ph
max
为历史数据中所述反应釜的最大ph值，ph
min
为历史数据中所述反应釜的最小ph值。7.一种木质素改性酚醛树脂的反应釜控制方法，应用了如权利要求6所述的一种木质素改性酚醛树脂的反应釜控制系统，其特征在于，所述反应釜控制方法包括以下步骤：s1、将所需的酚醛树脂原料和改性木质素添加剂按照预设的配比加入到反应釜中；s2、启动系统，将检测模块与反应釜连接，并确保检测模块正常工作；s3、温度检测单元监测反应釜内的温度变化，ph检测单元监测反应釜内的ph变化；s4、评估模块实时接收来自温度检测单元检测得到的温度数据和ph检测单元的ph数据，并计算反应釜中的反应指数act，同时将反应指数act与设定的范围阈值[range1，range2]进行比较，当所述反应釜中的反应指数act偏离设定的范围阈值[range1，range2]，则触发所述搅拌动作模块调整搅拌速度；若所述反应釜中的反应指数act在设定的范围阈值[range1，range2]中，则跳至s5；s5、对反应釜进行加热，使温度逐渐升高到55-65℃，并保持稳定，同时调整所述反应釜中的ph值，以使再加入改性木质素后的反应ph值在相同范围内，并跳至步骤s4；s6、当达到预设的反应时间或反应结束的条件时，停止加热和搅拌过程，并将反应釜内的木质素改性酚醛树脂产品进行取样，得到木质素基酚醛树脂的样品。8.根据权利要求7所述的一种木质素改性酚醛树脂的反应釜控制方法，其特征在于，所述反应釜控制方法还包括：在所述反应釜中的反应指数act在设定的范围阈值[range1，range2]时，调节反应釜上的通道以补充设定比例的反应物，并实时监测反应釜内的温度变化和ph值变化。9.根据权利要求8所述的一种木质素改性酚醛树脂的反应釜控制方法，其特征在于，所述反应釜控制方法还包括：所述搅拌动作模块的搅拌速度v根据下式进行计算：
；式中，k为调节系数，其值根据经验进行取值。10.根据权利要求9所述的一种木质素改性酚醛树脂的反应釜控制方法，其特征在于，所述反应釜控制方法还包括：制备不同木质素取代率的木质素基酚醛树脂将多聚甲醛溶液、改性木质素、氢氧化钠、水按设定比例投入反应釜于60℃下反应10至60分钟，其中，所述改性木质素按3∶2∶1的比例分3批投入所述反应釜中。

技术总结
本发明涉及处于塑性状态物质的加工技术领域，提供了一种木质素改性酚醛树脂的反应釜控制系统及方法，反应釜控制系统包括服务器、反应釜、搅拌动作模块、评估模块、检测模块，服务器分别与搅拌动作模块、评估模块和检测模块连接；检测模块用于对反应釜中的温度和PH进行检测，评估模块根据检测模块的温度和PH数据对反应釜中的改性木质素的反应状态进行评估，形成评估结果，搅拌动作模块根据评估模块的评估结果对反应釜中的搅拌动作进行控制。本发明通过搅拌动作模块和评估模块的相互配合，使得反应釜中反应物的混合状态更加均一，提升木质素改性酚醛树脂样品的生产质量。改性酚醛树脂样品的生产质量。改性酚醛树脂样品的生产质量。


技术研发人员：徐忠斌 田国才 王悦 朱俊霖 李晓芬 杨红卫
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/8/13