一种高黏度纯壳聚糖纺丝液的脱泡装置制造方法
【专利摘要】一种高黏度纯壳聚糖纺丝液的脱泡装置，包括反应釜(1)、搅拌装置(2)，所述反应釜（1）上部设有进料口(3)、真空口（5），底部中心位置设有出料口(4)所述反应釜(1)中心位置固定设有内筒体（9），所述内筒体（9）的上端部筒体口封闭，下端部筒体口开放，其上半部的外周上固定设有伞状散流板（10），所述伞状散流板（10）的外边缘与反应釜（1）的内壁之间有间隙；所述内筒体（9）在伞状散流板（10）上面部分的筒体壁上布满出液小孔（11）；所述搅拌装置(2)包括带有螺旋桨（14）的搅拌轴（12）和搅拌动力装置（13）；所述搅拌轴（12）的上端安装在搅拌动力装置（13）上，穿过机械密封装置（16），伸入反应釜（1）内，下端固定在带座轴承（6）上；所述搅拌轴（12）与内筒体（9）的轴心线重合，所述内筒体（9）的内壁与螺旋桨（14）之间有间隙。
【专利说明】 一种高黏度纯壳聚糖纺丝液的脱泡装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高黏度纺丝液的脱泡装置，尤其涉及一种高黏度纯壳聚糖纺丝液脱泡装置。
【背景技术】
[0002]纯壳聚糖纤维是指利用虾蟹壳中的提取物制成的纤维，与传统的陆地天然纤维与合成纤维相比具有许多特殊优点。首先是既不依赖石油，又不与粮食争夺土地，开辟了化学纤维的第三原料来源；二是废物利用，符合绿色、环保的可持续发展趋势。进一步讲，纯壳聚糖纤维具有广谱抑菌性、防霉性、优异的生物相容性和无免疫原性，还具有吸附螯合，止血促愈、减少疤痕的作用。基于其功能作用，可广泛应用于航天、医疗卫生、军用民用纺织品、过滤防护等领域，市场潜力巨大，同时对人类的健康事业的起到积极地推动作用。
[0003]脱乙酰度和黏度是壳聚糖的两个重要质量指标。众所周知，壳聚糖分子量越大，其黏度越大，黏度与分子量的关系Mark-Houwink表明，即:[η ] = k Ma, ( η:黏度，mpa.s,K:常数，M:相对分子质量，α:是一个与分子量有关的数值)由此就可以看出纯壳聚糖纺丝液的黏度越高，其分子量越大，所纺制的纯壳聚糖纤维的干断裂强度越高，断裂伸长率越大，可纺性越好。因此，只有髙黏度的纯壳聚糖纺丝液才更符合高性能纯壳聚糖纤维的纺丝要求。现在纺制出高品质的纯壳聚糖纤维所需的纺丝液的黏度以大于450000mpa *s为宜，该黏度的纺丝液是通常黏胶纺丝液黏度的近十倍，采用常规工艺脱泡，生产效率极低，无法实现工业化生产。
[0004]片状壳聚糖本身在脱钙、脱蛋白质后，其组织中会产生大量的间隙，这些间隙会有空气充盈；另外，片状壳聚糖原料是2片或多片的叠合而成，其间隙间也存有大量气体，这些气体在壳聚糖溶解过程中，粘结在壳聚糖溶液内部，无法逸出；同时，壳聚糖纺丝液在搅拌溶解、过滤、输送的过程中也会产生大量气泡，直至输送到脱泡釜内。
[0005]湿法纺丝时，纺丝液必须无气泡从喷丝板喷出进入凝固浴，若纺丝液带有气泡喷丝至凝固浴，气泡逸出会导致断丝。因此纺丝前必须进行脱泡处理。由于纯壳聚糖纺丝液的黏度大于450000mpa.s，是黏胶纤维纺丝液黏度的近十倍，按现有的常规脱泡方式生产效率极低，难以实现工业化生产。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种脱泡效率高、脱泡效果好的脱泡装置，所述脱泡装置可一次性将气泡脱离干净，且适用纺丝液的黏度范围广。
[0007]本发明所采用的技术方案是:
[0008]一种高黏度纯壳聚糖纺丝液脱泡装置，包括反应釜1、搅拌装置2，所述反应釜I上部设有进料口 3，底部中心位置设有出料口 4，其特征在于:所述反应釜I上部还设有真空口 5 ;所述反应釜I中心位置固定设有内筒体9，所述内筒体9的上端部筒体口封闭，下端部筒体口开放；内筒体9上半部的外周上固定设有伞状散流板10，所述伞状散流板10的外边缘与反应釜I的内壁之间有间隙；所述内筒体9在伞状散流板10上面部分的筒体壁上布满出液小孔11 ;所述搅拌装置2包括带有螺旋浆14的搅拌轴12和搅拌动力装置13，所述搅拌轴12的上端安装在搅拌动力装置13上；搅拌轴12穿过机械密封装置16，伸入反应釜I内，下端固定在带座轴承6上；所述搅拌轴12与内筒体9的轴心线重合，所述内筒体9的内壁与螺旋浆14之间有间隙。
[0009]所述反应釜I内上方固定设有环状进料管道7，所述环状进料管道7与进料口 3连通，所述环状进料管道7水平中心面以下部分布满出料小孔8。
[0010]所述伞状散流板10与内筒体9的轴线夹角a = 65°?80°。
[0011]所述内筒体9的上端部筒体口用布满出液小孔11的圆板封闭。
[0012]所述搅拌轴12与所述出料口 4在一条直线上。
[0013]所述反应釜I的下部设有取样孔18。
[0014]所述环状进料管道7是通过固定在反应釜I内壁伞状散流板10上方的托杆20而固定，所述反应釜I的内筒体9是通过上、下支撑杆22固定在反应釜I的中心位置。
[0015]所述反应釜I内设限位器19，所述反应釜I上部设有破坏真空进气口 15、真空表17、观察窗21、人孔23、压缩空气放气口 24、视镜灯26、视镜27、安全阀28、电接点压力表29。
[0016]所述的反应釜I由上封头、下封头和筒体焊接组成，所述上、下封头都为椭圆形。
[0017]本发明的有益效果是:
[0018]1、从本发明的结构上看:
[0019]a、由于釜体内上方设有环状进料管道，所述环状进料管道与进料口连通且底部设有多个出料小孔，带有压力的高黏度纯壳聚糖纺丝液通过进料口进入环状进料管道再由出料小孔挤出时，由于出料小孔直径仅有0.5mm-5mm，且脱泡釜内压力小于3000pa，纺丝液在重力的作用下自由下落至伞状散流板上，纺丝液内的气泡从出料小孔分离时受到剪切，纺丝液界面层发生变化，气泡快速脱出，完成高压分离剪切的第一次脱泡过程。
[0020]b、实现第一次脱泡的纯壳聚糖纺丝液均匀的滴流在伞状散流板上，由于重力的作用和伞状散流板的倾斜角度，纺丝液从伞状散流板内边缘向伞状散流板外边缘流动，形成的纺丝液薄膜，增大了脱泡面积，在脱泡釜内压力小于3000pa条件下，部分气泡自由逸出；纺丝液流到伞状散流板外边缘时，纺丝液在重力的作用下自由下流至反应釜底部，下流时，伞状散流板外边缘对纺丝液产生剪切作用，纺丝液界面层发生变化，气泡快速脱出，完成刮膜剪切的第二次脱泡过程。
[0021]C、本发明所述的脱泡釜具有内筒体和带有螺旋浆的搅拌轴，以及所述伞状散流板上部的内筒体壁和上端部密封盖上布满出液小孔的特殊结构的，实现第二次脱泡过程的纯壳聚糖纺丝液经过螺旋浆搅拌，从釜体底部提升至内筒体的上部，那么，这些纯壳聚糖纺丝液只能通过出液小孔挤出，实现(a)过程的脱泡效果；当纺丝液滴流到伞状散流板上面至釜体底部的过程中，实现(b)过程的脱泡效果，完成这一搅拌提升装置的一个流程就实现了Ca)和(b)两个脱泡过程的脱泡效果。特别是避免了常规脱泡法在脱泡釜底部的纺丝液难以脱泡的弊病。此装置连续运行，实现高效率、高质量脱泡。
[0022]2、从脱泡的实际效果来看:在同容积、同截面积的反应釜内用本发明，6吨黏度为500000 mpa.s的纯壳聚糖纺丝液8小时内能完全脱泡，用常规真空脱泡技术，6吨黏度为500000 mpa.s的纯壳聚糖纺丝液40—55小时能完全脱泡，可见，本发明能提高脱泡效率5-7 倍。
[0023]众所周知，纯壳聚糖纺丝液的黏度越高，由其制备成的壳聚糖纤维干断裂强度越高，断裂伸长率越高，可纺性越好。在常温下，纯壳聚糖纺丝液会随着时间的延长发生降解，黏度降低，这就导致制备成的纯壳聚糖纤维质量下降。
[0024]本发明大大减少了纺丝液的降解，实现了纯壳聚糖纺丝液高效率、高质量脱泡，保证了高质量纯壳聚糖纤维的工业化生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明的结构示意图；
[0026]图2为本发明的俯视图；
[0027]说明书中数字说明:
[0028]反应釜1，搅拌装置2，进料口 3，出料口 4，真空口 5，带座轴承6，环状进料管道7，出料小孔8，内筒体9，伞状散流板10，出液小孔11，搅拌轴12，搅拌动力装置13，螺旋浆14，破坏真空进气口——15，机械密封装置16，真空表17，取样口 18，限位器19，托杆20，观察窗21，支撑杆22，人孔23，压缩空气放气口 24，动力支座25，视镜灯26，视镜27，安全阀28，电接点压力表29。
【具体实施方式】
[0029]为了把本专利说明清楚，现结合附图1、图2，具体说明如下。
[0030]一种高黏度纯壳聚糖纺丝液脱泡装置，包括反应釜1、搅拌装置2，所述的反应釜I由上封头、下封头和筒体焊接组成，所述上、下封头都为椭圆形，可根据承压的大小及承压的压差来决定上封头、下封头和筒体不锈钢材料的厚度和材质。
[0031]所述反应釜I上部设有进料口 3，所述的进料口 3的位置设置在反应釜I的上部的侧面，所述的进料口 3设置在反应釜I上半部侧面并和反应釜I内的环状进料管道7在同一平面内时最好。
[0032]反应釜I底部设有出料口 4，所述的出料口 4最好在反应釜I底部的中心位置，便于脱完泡的纺丝液排出；底部还可以设有取样口 18，便于了解纺丝液脱泡的情况。
[0033]所述反应釜I上部设有真空口 5，最好在反应釜I的上封头上，便于反应釜I内气体逸出。
[0034]反应釜I的上部还可以设有破坏真空进气口 15，使得脱泡完成后，反应釜I内变成常压，便于开启反应釜1，也便于输出纺丝液。
[0035]所述反应釜I内还可以设限位器19，便于了解反应釜I内纺丝液的容量情况。
[0036]所述反应釜I上部设有观察窗21、安全阀28、电接点压力表29、真空表17、人孔23、压缩空气放气口 24，视镜灯26，视镜27。
[0037]所述环状进料管道7是通过固定在反应釜I内壁伞状散流板10上方150mm处的托杆20而固定，所述环状进料管道7与进料口 3连通且水平中心面以下部分的管壁上均匀布满直径为0.5mm-5mm出料小孔8。[0038]内筒体9固定在反应釜I的中心位置，所述的固定是指通过上、下支撑杆22，把内筒体9固定在反应釜I内。所述的内筒体9的上端部筒体口封闭仅仅是相对下端部筒体口开放而言，实际上，内筒体9的上端部筒体口用布满出液小孔11的圆板封闭，其目的是既阻止螺旋浆14提升上来的纺丝液从上端部筒体口直接流出，又能让纺丝液从上端部筒体口圆板上的出液小孔11挤出，液体下流，气泡逸出，起到脱泡作用；另外，由于纺丝液的快速提升及内筒体上端部筒体口的阻力，对上部筒体的侧壁产生一个较大的压力，纺丝液也会从上部筒体侧壁出液小孔11挤出，液体下流，气泡逸出，从而达到脱泡的效果。
[0039]所述伞状散流板10固定在内筒体9上半部的外周上，应保证伞状散流板10下边缘在有效容积液面之上，所述伞状散流板10的顶部最好固定在距内筒体9上端部筒体口300mm处，这样，内筒体9就被伞状散流板10分成上部与下部两部分；所述环状散流板10与内筒体9的轴线夹角a = 65°?80° ;所述环状散流板10的外缘周与反应釜I的釜内壁之间有100mm-200mm的间隙；所述伞状散流板10经过抛光处理。
[0040]所述搅拌动力装置13包括电机、减速机、动力支架25，动力支架25安装在反应釜I的顶部外壁上，在动力支架25上安装着减速机和电机；搅拌轴12的上端安装在搅拌动力装置13上，具体是搅拌轴12和减速机的输出轴联动；所述搅拌轴12从上端向下穿过动力支架25内设有的带座轴承，穿过用来密封反应釜I与述搅拌轴12之间装配间隙的机械密封装置16，进入溶解釜I中，下端固定在底部带座轴承6上，通过上下两端固定后，搅拌轴12运行更稳定。
[0041]所述带座轴承6固定在反应釜I的内壁底部轴心位置上；
[0042]所述搅拌轴12与内筒体9的轴心线重合并与所述出料口 4在一条直线上；
[0043]所述螺旋浆14与内筒体9的内筒壁之间有的间隙。
[0044]本发明脱泡效率高、脱泡效果好、避免纺丝出现断丝的高黏度纺丝液脱泡装置，所述该装置可一次性将气泡脱离干净，且适用料液的黏度范围广。
【权利要求】
1.一种高黏度纯壳聚糖纺丝液的脱泡装置，包括反应釜(I)、搅拌装置(2)，所述反应釜(I)上部设有进料口(3)，底部中心位置设有出料口(4)，其特征在于:所述反应釜(I)上部还设有真空口(5);所述反应釜(I)中心位置固定设有内筒体(9)，所述内筒体(9)的上端部筒体口封闭，下端部筒体口开放；内筒体(9 )上半部的外周上固定设有伞状散流板(10 )，所述伞状散流板(10)的外边缘与反应釜(I)的内壁之间有间隙；所述内筒体(9)在伞状散流板(10)上面部分的筒体壁上布满出液小孔(11);所述搅拌装置(2)包括带有螺旋浆(14)的搅拌轴(12)和搅拌动力装置(13)，所述搅拌轴(12)的上端安装在搅拌动力装置(13)上；搅拌轴(12)穿过机械密封装置(16)，伸入反应釜(I)内，下端固定在带座轴承(6)上；所述搅拌轴(12)与内筒体(9)的轴心线重合，所述内筒体(9)的内壁与螺旋浆(14)之间有间隙。
2.如权利要求1所述的一种高黏度纯壳聚糖纺丝液的脱泡装置，其特征在于，所述反应釜(I)内上方固定设有环状进料管道(7)，所述环状进料管道(7)与进料口(3)连通，所述环状进料管道(7)水平中心面以下部分布满出料小孔(8)。
3.如权利要求1或2所述的一种高黏度纯壳聚糖纺丝液的脱泡装置，其特征在于，所述伞状散流板(10)与内筒体(9)的轴线夹角a = 65°?80°。
4.如权利要求1或2所述的一种高黏度纯壳聚糖纺丝液的脱泡装置，其特征在于，所述内筒体(9)的上端部筒体口用布满出液小孔(11)的圆板封闭。
5.如权利要求3所述的一种高黏度纯壳聚糖纺丝液的脱泡装置，其特征在于，所述内筒体(9)的上端部筒体口用布满出液小孔(11)的圆板封闭。
6.如权利要求5所述的一种高黏度纯壳聚糖纺丝液的脱泡装置，其特征在于:所述搅拌轴(12)与所述出料口(4)在一条直线上。
7.如权利要求6所述的一种高黏度纯壳聚糖纺丝液的脱泡装置，其特征在于:所述反应釜(I)的下部设有取样孔(18)。
8.如权利要求7所述的一种高黏度纯壳聚糖纺丝液的脱泡装置，其特征在于:所述环状进料管道(7)是通过固定在反应釜(I)内壁伞状散流板(10)上方的托杆(20)而固定，所述反应釜(I)的内筒体(9)是通过上、下支撑杆(22)固定在反应釜(I)的中心位置。
9.如权利要求8所述的一种高黏度纯壳聚糖纺丝液脱泡装置，其特征在于:所述反应釜(I)内设限位器(19);所述反应釜(I)上部设有破坏真空进气口(15)、真空表(17)、观察窗(21)、人孔(23)、压缩空气放气口(24)、视镜灯(26)、视镜(27)、安全阀(28)、电接点压力表(29)。
10.如权利要求9所述一种高黏度纯壳聚糖纺丝液脱泡装置，其特征在于:所述的反应釜(I)由上封头、下封头和筒体焊接组成，所述上、下封头都为椭圆形。
【文档编号】B01D19/02GK203494229SQ201320541192
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月2日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】周家村, 胡广敏 申请人:海斯摩尔生物科技有限公司