一种可降解塑料的制备系统
阅读说明：本技术 一种可降解塑料的制备系统 (Preparation system of degradable plastics ) 是由 何亮 温建强 符嘉欣 于 2021-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及可降解塑料制备技术领域,尤其涉及一种可降解塑料的制备系统,包括粉体制备单元、粉体应力消除单元、混合粉体制备单元、保护剂制备单元、物料混合单元、造粒单元和中控单元。本发明通过在对生物质粉体进行二次粉碎时根据生物质粉体的实际未过筛比例将粉碎扇叶的粉碎转速调节至对应值,能够有效地将制得的将生物质粉体的平均目数粉碎至预设区间,同时,根据评级结果对制备可降解塑料的后续工艺中的参数进行对应的调节,能够有效保证不同级别的生物质粉体在作为原料制备可降解塑料时均能够与各原料进行有效的混合,从而有效提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。(The invention relates to the technical field of degradable plastic preparation, in particular to a preparation system of degradable plastic, which comprises a powder preparation unit, a powder stress relief unit, a mixed powder preparation unit, a protective agent preparation unit, a material mixing unit, a granulation unit and a central control unit. According to the invention, when the biomass powder is subjected to secondary crushing, the crushing rotating speed of the crushing fan blades is adjusted to a corresponding value according to the actual unscreened proportion of the biomass powder, so that the prepared biomass powder can be effectively crushed to a preset interval, and meanwhile, parameters in the subsequent process for preparing the degradable plastics are correspondingly adjusted according to the rating result, so that the biomass powder of different grades can be effectively mixed with all raw materials when being used as the raw materials for preparing the degradable plastics, and the preparation efficiency of the system for the degradable plastics is effectively improved.)
技术领域
本发明涉及可降解塑料制备技术领域，尤其涉及一种可降解塑料的制备系统。
背景技术
塑料产品由于具有质轻、耐用、安全、成本低廉等特点而广泛用于包装、日用、建筑等领域。在带给人们方便的同时，塑料产品的缺点也逐渐被意识到，目前普通采用的石油基聚烯烃(聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC等)大部分无法被循环利用，而且在自然条件下降解时间非常长，因而会产生大量的垃圾，造成相当严重的“白色污染”。
生物可降解塑料是指在自然条件下，通过自然界的某些微生物如细菌、真菌和藻类等作用而引发降解的塑料，包括微生物合成型生物降解塑料(如聚羟基脂肪酸类PHA、聚羟基丁酸酯PHB等)、化学合成型生物降解塑料(如聚乳酸PLA、聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯PBAT，聚丁二酸丁二醇酯PBS、聚己内酯PCL等)和天然类生物降解塑料(淀粉、纤维素等)三大类。而目前合成型的生物降解塑料的价格普遍比较昂贵，即使是已经工业化生产的聚乳酸，价格也几乎是普通石油基聚乙烯的两倍，从而极大限制了其使用范围。
将价格相对低廉的淀粉、木素、纤维素等天然材料与可降解塑料如PLA、PBAT等复合加工是降低可降解塑料生产成本的一种有效途径。宁平等用木薯淀粉、玉米淀粉来填充PBAT，发现淀粉用量为5～10份时，材料的综合力学性能得到较好改善；但当淀粉用量超过10份时，性能明显下降(宁平等，淀粉填充改性PBAT的结构与性能研究，化工新型材料，2010.7)。邹阳雪发现在PBAT/PES聚酯基体中，木素含量为5％时，可以在体系中均匀分散，材料的力学性能没有明显下降；而木素含量达到15％时，拉伸强度出现大幅降低(邹阳雪，木质素/PBAT/PES复合材料的制备及性能研究，西南科技大学硕士论文，2016)。李玲玉用淀粉和PLA混合、熔融制备3D打印材料，发现复合材料的力学性能随着淀粉比例的增加呈现明显的下降趋势，当淀粉用量为40％时，拉伸强度降幅达72～74％，冲击强度降幅达28％，弯曲强度降幅达30～34％(李玲玉，应用于3D打印的聚乳酸/淀粉复合材料的制备及表征，化工技术与开发，2018.7)。以往研究发现，淀粉、木素等在可降解塑料中只能少量添加，否则会导致复合材料力学性能下降。
然而，在现有的基于纤维素的可降解塑料的制备过程中，容易出现准备的植物纤维粉末目数过高或过低的情况，从而导致在后续制备可降解塑料的过程中，植物纤维粉末与其他物料的混合不均匀，并引起制得的塑料实用性差的情况发生，从而降低了现有技术中设备针对以植物纤维为原料的可降解塑料的制备效率。
发明内容
为此，本发明提供一种可降解塑料的制备系统，用以克服现有技术中植物纤维粉末与物料混合不均匀导致的可降解塑料制备效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种可降解塑料的制备系统，包括：
粉体制备单元，用以制备生物质粉体，包括用以储存植物的植物原料储罐，设置在植物原料储罐输出端、用以粉碎植物的粉碎机构，设置在粉碎机构输出端、用以筛选破碎后生物质粉体的筛网以及设置在筛网输出端、用以装载过筛的生物质粉体的粉体承载仓；在所述植物粉碎机构中设有粉碎扇叶；在所述筛网上设有用以检测未过筛粉末质量的质量检测器；
粉体应力消除单元，其与所述粉体承载仓相连，用以接收和压实所述粉体承载仓输出的生物质粉体以消除生物质粉体的内应力，在粉体应力消除单元中设有压力检测器，用以检测粉体应力消除单元对生物质粉体施加的压力；
混合粉体制备单元，其与所述粉体应力消除单元相连，混合粉体制备单元顶部设有改性原料储罐组；当所述混合粉体制备单元运行时，混合粉体制备单元分别接收所述粉体应力消除单元输出的生物质粉体以及改性原料储罐组中各改性原料储罐输出的改性原料并对生物质粉体和各改性原料进行搅拌以制备混合粉体；
保护剂制备单元，用以制备保护剂；
物料混合单元，其分别与所述混合粉体制备单元以及所述保护剂制备单元相连，物料混合单元还与淀粉储罐相连；当所述物料混合单元运行时，物料混合单元分别接收所述混合粉体制备单元输出的混合粉体、所述保护剂制备单元输出的保护剂以及所述淀粉储罐输出的淀粉并对混合粉体、保护剂以及淀粉进行搅拌以制备混合物料；在所述物料混合单元中设有粘度检测器，用以在物料混合单元制备混合物料时实时检测混合物料的粘度；
造粒单元，其与所述物料混合单元相连，用以接收物料混合单元输出的混合物料并将混合物料并将混合物料制备成可降解塑料母粒；
中控单元，其分别与各单元、各单元内的部件以及各储罐相连，用以在系统运行时根据未过筛的生物质粉体质量将粉碎机构中粉碎扇叶的粉碎转速调节至对应值并在未过筛的生物质粉体质量达到标准时对破碎机构制备的生物质粉体进行评级，当中控单元完成对生物质粉体的评级时，中控单元根据评级结果调节所述粉体应力消除单元对生物质粉体的压力。
进一步地，当所述粉体制备单元制备生物质粉体时，所述中控单元控制所述植物原料储罐将预设质量M的植物输送至所述粉碎机构并控制所述粉碎扇叶以预设粉碎转速V旋转以粉碎植物原料储罐输出的植物，粉碎完成后，粉碎机构将生物质粉末经第一预设目数r1的筛网输送至所述粉体承载仓，过筛后中控单元控制所述质量检测器检测筛网上未过筛的生物质粉体的质量、计算剩余生物质粉体质量与植物原料储罐输出的植物质量的占比B并将B与预设质量占比B0进行比对；若B＜B0，所述中控单元判定该生物质粉体粒度符合标准并将该生物质粉体评定为高目数的一级生物质粉体，判定完成后，中控单元将过筛的生物质粉体输送至所述分体应力消除单元；若B≥B0，中控单元控制所述筛网将剩余的生物质粉体通过回料通道输送至粉碎机构、计算B与B0之间的差值△B并根据△B将所述粉碎扇叶的转速调节至对应值以使破碎机构对剩余的生物质粉体进行二次粉碎，设定△B＝B-B0；
所述中控单元中设有第一预设质量差值△B1、第二预设质量差值△B2、第一预设粉碎转速调节系数α1和第二预设粉碎转速调节系数α2；其中，△B1＜△B2，1＜α1＜α2＜1.3；
当△B≤△B1时，所述中控单元在所述粉碎机构对剩余生物质粉体进行二次粉碎时不对所述粉碎扇叶的粉碎转速进行调节；
当△B1＜△B≤△B2时，所述中控单元在所述粉碎机构对剩余生物质粉体进行二次粉碎时使用α1对所述粉碎扇叶的粉碎转速进行调节；
当△B＞△B2时，所述中控单元在所述粉碎机构对剩余生物质粉体进行二次粉碎时使用α2对所述粉碎扇叶的粉碎转速进行调节；
当所述中控单元使用αi对所述粉碎扇叶的粉碎转速进行调节时，设定i＝1，2，调节后的粉碎扇叶的粉碎转速记为V’，设定V’＝V×αi。
进一步地，所述中控单元中设置有预设临界粉碎转速Vmax，当所述中控单元判定需将所述粉碎扇叶的粉碎转速调节至V’时，中控单元将V’与Vmax进行比对；
若V’＜Vmax，所述中控单元将粉碎扇叶的粉碎转速调节至V’、在粉碎机构完成对剩余生物质粉体粉碎后重新计算所述筛网剩余生物质粉体质量与所述植物原料储罐输出的植物质量的占比并在该占比大于等于B0时根据二者差值重新调节粉碎扇叶的粉碎转速以重新对剩余生物质粉体进行粉碎直至粉碎后筛网上剩余的生物质粉体与植物原料储罐输出的植物质量的占比小于B0；
若V’＞Vmax，所述中控单元将粉碎扇叶的粉碎转速设置为Vmax、在粉碎机构完成对剩余生物质粉体粉碎后重新计算所述筛网剩余生物质粉体质量与所述植物原料储罐输出的植物质量的占比B’并根据该占比对生物质粉体进行评级。
进一步地，当所述中控单元将B’与B0进行比对以对生物质粉体进行评级时，若B’≤B0，所述中控单元判定生物质粉体为高目数生物质粉体；若B’＞B0，所述中控单元计算质量差值△B’并根据△B’对粉末进行评级，设定△B’＝B’-B0；
若△B’≤△B1，所述中控单元评定该生物质粉体为高目数的一级生物质粉体；
若△B1＜△B’≤△B2，所述中控单元控制所述粉体制备单元更换第二预设目数r2的筛网对粉碎后的剩余生物质粉体进行筛选，80＜r2＜r1＜120；若筛后的剩余生物质粉体质量与植物总质量的占比B”≤B0，所述中控单元评定该生物质粉体为中目数的二级生物质粉体；
若B”＞B0，所述中控单元计算△B”并根据△B”对生物质粉体进行判定，设定△B”＝B”-B0；若△B”≤△B1，所述中控单元评定该生物质粉体为中目数的二级生物质粉体；若△B”＞△B1，所述中控单元评定生物质粉体为低目数的三级生物质粉体；
若△B’＞△B2，所述中控单元评定生物质粉体为低目数的三级生物质粉体。
进一步地，当所述中控单元完成对生物质粉体的目数的评级时，中控单元控制所述植物原料储罐向所述粉碎机构输送对应量的植物并控制所述粉碎扇叶以调节后的粉碎转速粉碎植物原料储罐输出的植物，粉碎过程中，中控单元实时检测所述粉体承载仓内生物质粉体的质量Ma直至Ma达到预设质量Ma0，设定Ma0＝M×(1-B0)；当Ma＝Ma0时，所述中控单元控制粉体承载仓将过筛的生物质粉体输送至所述粉体应力消除单元。
进一步地，当所述中控单元完成对生物质粉体的目数的评级并将生物质粉体输送至所述粉体应力消除单元时，中控单元根据输送至粉体应力消除单元的生物质粉体的质量Ma确定粉体应力消除单元对生物质粉体施加的压力并根据生物质粉体的级别将粉体应力消除单元对生物质粉体施加的压力设置为对应值并根据生物质粉体的级别将施加的压力调节至对应值；
所述中控单元中设有第一预设质量植物质量M1、第二预设植物质量M2、第一预设压力F1、第二预设压力F2、第三预设压力F3、第一预设压力调节系数β1和第二预设压力调节系数β2，其中，M1＜M2，F1＜F2＜F3，1＜β1＜β2＜1.5；
若Ma≤M1，所述中控单元将所述粉体应力消除单元对生物质粉体施加的压力初步设置为F1；
若M1＜Ma≤M2，所述中控单元将所述粉体应力消除单元对生物质粉体施加的压力初步设置为F2；
Ma＞M2，所述中控单元将所述粉体应力消除单元对生物质粉体施加的压力初步设置为F3；
当所述中控单元将所述粉体应力消除单元对生物质粉体施加的压力初步设置为Fj时，设定j＝1，2，3，中控单元根据生物质粉体的级别对Fj进行调节；
若生物质粉体为一级生物质粉体，所述中控单元不对Fj进行调节；
若生物质粉体为二级生物质粉体，所述中控单元使用β1对Fj进行调节；
若生物质粉体为三级生物质粉体，所述中控单元使用β2对Fj进行调节；
当所述中控单元使用βk对Fj进行调节时，设定k＝1，2，调节后的压力记为Fj’，设定Fj’＝Fj×βk。
进一步地，当所述物料混合单元混合物料且混合单元以初始搅拌转速W搅拌预设时长t时，所述中控单元控制所述粘度检测器检测物料的粘度E并在判定物料粘度不符合标准时添加对应种类的原料；所述中控单元中设有预设粘度区间E0(Emin，Emax)，其中，Emin为预设最低粘度，Emax为预设最高粘度；
若E∈E0，所述中控单元判定物料粘度符合标准；
若所述中控单元判定物料粘度不符合标准；
当时，若E＜Emin，中控单元计算粘度差值△E并根据△E调节混合单元的初始搅拌转速或添加淀粉和混合粉体：所述中控单元中设有第一预设粘度差值△E1、第二预设粘度差值△E2、第一预设搅拌转速调节系数γ1和第二预设搅拌转速调节系数γ2，其中，△E1＜△E2，0.8＜γ1＜γ2＜1；
若△E≤△E1，所述中控单元使用γ2增加所述搅拌单元的搅拌转速；
若△E1＜△E≤△E2，所述中控单元使用γ1增加所述搅拌单元的搅拌转速；
若△E＞△E2，所述中控单元使用γ1增加所述搅拌单元的搅拌转速并向搅拌单元中添加Qa质量的生物质粉末和Qb质量的淀粉，其中，Qa+Qb＝0.1×Q0，Q0为物料混合单元中物料的总质量；
当所述中控单元使用γx增加所述搅拌单元的搅拌转速时，设定x＝1，2，增加后的搅拌转速记为W’，设定W’＝W×(2-γx)；
若E＞Emin，中控单元计算粘度差值△E’并根据△E’调节混合单元的初始搅拌转速或添保护剂：
若△E’≤△E1，所述中控单元使用γ2降低所述搅拌单元的搅拌转速；
若△E1＜△E’≤△E2，所述中控单元使用γ1降低所述搅拌单元的搅拌转速；
若△E’＞△E2，所述中控单元使用γ1降低所述搅拌单元的搅拌转速并向搅拌单元中添加Qc质量的保护剂，其中，Qc＝0.15×Q0；
当所述中控单元使用γx降低所述搅拌单元的搅拌转速时，降低后的搅拌转速记为W”，设定W”＝W×γx。
进一步地，所述中控单元中还设有第一预设混合粉体添加量调节系数e1和第二预设混合粉体添加量调节系数e2，1＜e1＜e2＜1.4；
当所述中控单元判定需向所述混合物料混合单元中添加Qa质量的混合粉体时，中控单元根据混合粉体中生物质粉体的级别判定是否需对Qa进行调节；
若生物质粉体为一级生物质粉体，所述中控单元判定无需对Qa进行调节；
若生物质粉体为二级生物质粉体，所述中控单元判定需对Qa进行调节并使用e1对Qa进行调节；
若生物质粉体为三级生物质粉体，所述中控单元判定需对Qa进行调节并使用e2对Qa进行调节；
当所述中控单元使用ey对Qa进行调节时，设定y＝1，2，调节后的混合粉体的添加量记为Qa’，设定Qa’＝Qa×ey。
进一步地，所述中控单元中还设有预设混合粉体临界添加量Qamax、预设淀粉临界添加量Qbmax以及预设保护剂临界添加量Qcmax；
当所述中控单元控制所述淀粉储罐向物料混合单元的物料中添加淀粉时，中控单元记录添加的混合粉体的总质量Qb0，若Qb0＞Qbmax，中控单元不控制淀粉储罐向物料混合单元的物料中添加淀粉并在后续添加过程中仅控制所述混合粉体制备单元向物料混合单元的物料中添加混合粉体；
当所述中控单元控制所述混合粉体制备单元向物料混合单元的物料中添加混合粉体时，中控单元记录添加的混合粉体的总质量Qa0，若Qa0＞Qamax，中控单元不控制混合粉体制备单元向物料混合单元的物料中添加混合粉体，仅调节物料混合单元中的搅拌转速；
当所述中控单元控制所述保护剂制备单元向物料混合单元的物料中添加保护剂时，中控单元记录添加的保护剂的总质量Qc0，若Qc0＞Qcmax，中控单元不控制保护剂制备单元向物料混合单元的物料中添加保护剂，仅调节物料混合单元中的搅拌转速。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过在系统中设置中控单元，在系统制备生物质粉体时根据制得的生物质粉体的过筛比例判定是否需对生物质粉体进行二次粉碎并在二次粉碎时根据生物质粉体的实际未过筛比例将粉碎扇叶的粉碎转速调节至对应值，能够有效地将制得的将生物质粉体的平均目数粉碎至预设区间，同时，在粉碎扇叶的转速调节至临界值时，对制得的生物质粉体进行评级，并根据评级结果对制备可降解塑料的后续工艺中的参数进行对应的调节，能够有效保证不同级别的生物质粉体在作为原料制备可降解塑料时均能够与各原料进行有效的混合，从而有效提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
进一步地，所述中控单元在过筛后控制所述质量检测器检测筛网上未过筛的生物质粉体的质量、计算剩余生物质粉体质量与植物原料储罐输出的植物质量的占比B并判定B≥B0时，中控单元控制所述筛网将剩余的生物质粉体通过回料通道输送至粉碎机构、计算B与B0之间的差值△B并根据△B将所述粉碎扇叶的转速调节至对应值以使破碎机构对剩余的生物质粉体进行二次粉碎，本发明通过调节粉碎扇叶的粉碎转速，能够对未过筛的生物质粉体进行高效的二次粉碎，从而有效提高二次粉碎后过筛的生物质粉体的质量占比，能够有效地将生物质粉体的目数粉碎至对应区间内，在进一步保证生物质粉体在作为原料制备可降解塑料时能够与各原料进行有效的混合的同时，进一步提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
进一步地，当所述中控单元判定需将所述粉碎扇叶的粉碎转速调节至V’且V’＞Vmax时，中控单元将粉碎扇叶的粉碎转速设置为Vmax、在粉碎机构完成对剩余生物质粉体粉碎后重新计算所述筛网剩余生物质粉体质量与所述植物原料储罐输出的植物质量的占比B’并根据该占比对生物质粉体进行评级，本发明通过在粉碎转速达到临界值时对生物质粉体进行评级，能够有效避免仅通过粉碎机构粉碎植物导致制备的生物质粉体不符合对应级别的标准的情况发生，在避免降低生物质粉体与各原料的混合效率的同时，进一步提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
进一步地，当所述中控单元将B’与B0进行比对以对生物质粉体进行评级时，若B’≤B0，中控单元判定生物质粉体为高目数生物质粉体；若B’＞B0，所述中控单元计算质量差值△B’并根据△B’对粉末进行进一步评级，本发明通过在粉碎扇叶的粉碎转速达到临界值时根据粉碎后未过筛的生物质粉体的质量占比对该次制得的生物质粉体进行精确评级，能够在进一步保证生物质粉体在作为原料制备可降解塑料时能够与各原料进行有效的混合的同时，进一步提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
进一步地，当所述中控单元完成对生物质粉体的目数的评级时，中控单元控制所述植物原料储罐向所述粉碎机构输送对应量的植物并控制所述粉碎扇叶以调节后的粉碎转速粉碎植物原料储罐输出的植物，粉碎过程中，中控单元实时检测所述粉体承载仓内生物质粉体的质量Ma直至Ma达到预设质量Ma0，本发明通过在评级完成后对生物质粉体进行补充，能够有效避免制得的符合对应等级的生物质粉体的质量低于使用需求的情况发生，在进一步避免降低生物质粉体与各原料的混合效率的同时，进一步提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
进一步地，当所述中控单元完成对生物质粉体的目数的评级并将生物质粉体输送至所述粉体应力消除单元时，中控单元根据输送至粉体应力消除单元的生物质粉体的质量Ma确定粉体应力消除单元对生物质粉体施加的压力并根据生物质粉体的级别将粉体应力消除单元对生物质粉体施加的压力设置为对应值并根据生物质粉体的级别将施加的压力调节至对应值，本发明通过根据接收的待消除应力的生物质粉体的质量初步确定消除单元对生物质粉体施加的压力并根据生物质粉体的具体级别将压力调节至对应值，能够在进一步保证生物质粉体在作为原料制备可降解塑料时能够与各原料进行有效的混合的同时，进一步提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
进一步地，当所述物料混合单元混合物料且混合单元以初始搅拌转速W搅拌预设时长t时，所述中控单元控制所述粘度检测器检测物料的粘度E并在判定物料粘度不符合标准时添加对应种类的原料，若E＜Emin，中控单元计算粘度差值△E并根据△E调节混合单元的初始搅拌转速或添加淀粉和混合粉体，若E＞Emin，中控单元计算粘度差值△E’并根据△E’调节混合单元的初始搅拌转速或添保护剂，本发明通过设置预设粘度区间并在物料粘度不属于预设区间时根据实际情况添加对应的原料，能够在保证物料粘度符合标准的同时，有效提高制得的可降解塑料的质量，进一步提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
进一步地，当所述中控单元判定需向所述混合物料混合单元中添加Qa质量的混合粉体时，中控单元根据混合粉体中生物质粉体的级别判定是否需将Qa调节至对应值，本发明通过根据生物质粉体的级别对混合粉体的添加量进行调节，能够有效保证添加对应量的混合粉体后将物料的粘度调节至对应值，在进一步保证生物质粉体在作为原料制备可降解塑料时能够与各原料进行有效的混合的同时，进一步提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
进一步地，所述中控单元中还设有预设混合粉体临界添加量Qamax、预设淀粉临界添加量Qbmax以及预设保护剂临界添加量Qcmax，再添加物料的过程中，若单个物料的添加总量达到临界添加量，则不再添加该种类物料，本发明通过设置多个预设临界添加量，能够有效避免单个种类物料添加过多导致原料配比失衡引起的制得的可降解塑料不符合需求的情况发生，进一步提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
附图说明
图1为本发明所述可降解塑料的制备系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明所述可降解塑料的制备系统的结构示意图。本发明所述可降解塑料的制备系统包括：
粉体制备单元，用以制备生物质粉体，包括用以储存植物的植物原料储罐11，设置在植物原料储罐11输出端、用以粉碎植物的粉碎机构12，设置在粉碎机构12输出端、用以筛选破碎后生物质粉体的筛网13以及设置在筛网13输出端、用以装载过筛的生物质粉体的粉体承载仓14；在所述植物粉碎机构12中设有粉碎扇叶121；在所述筛网13上设有用以检测未过筛粉末质量的质量检测器131；
粉体应力消除单元2，其与所述粉体承载仓14相连，用以接收和压实所述粉体承载仓14输出的生物质粉体以消除生物质粉体的内应力，在粉体应力消除单元2中设有压力检测器21，用以检测粉体应力消除单元2对生物质粉体施加的压力；
混合粉体制备单元3，其与所述粉体应力消除单元2相连，混合粉体制备单元3顶部设有改性原料储罐组31；当所述混合粉体制备单元3运行时，混合粉体制备单元3分别接收所述粉体应力消除单元2输出的生物质粉体以及改性原料储罐组31中各改性原料储罐输出的改性原料并对生物质粉体和各改性原料进行搅拌以制备混合粉体；
保护剂制备单元4，用以制备保护剂；
物料混合单元5，其分别与所述混合粉体制备单元3以及所述保护剂制备单元4相连，物料混合单元5还与淀粉储罐6相连；当所述物料混合单元5运行时，物料混合单元5分别接收所述混合粉体制备单元3输出的混合粉体、所述保护剂制备单元4输出的保护剂以及所述淀粉储罐6输出的淀粉并对混合粉体、保护剂以及淀粉进行搅拌以制备混合物料；在所述物料混合单元5中设有粘度检测器51，用以在物料混合单元5制备混合物料时实时检测混合物料的粘度；
造粒单元7，其与所述物料混合单元5相连，用以接收物料混合单元5输出的混合物料并将混合物料并将混合物料制备成可降解塑料母粒；
中控单元(图中未画出)，其分别与各单元、各单元内的部件以及各储罐相连，用以在系统运行时根据未过筛的生物质粉体质量将粉碎机构12中粉碎扇叶121的粉碎转速调节至对应值并在未过筛的生物质粉体质量达到标准时对破碎机构制备的生物质粉体进行评级，当中控单元完成对生物质粉体的评级时，中控单元根据评级结果调节所述粉体应力消除单元2对生物质粉体的压力。
本发明通过在系统中设置中控单元，在系统制备生物质粉体时根据制得的生物质粉体的过筛比例判定是否需对生物质粉体进行二次粉碎并在二次粉碎时根据生物质粉体的实际未过筛比例将粉碎扇叶121的粉碎转速调节至对应值，能够有效地将制得的将生物质粉体的平均目数粉碎至预设区间，同时，在粉碎扇叶121的转速调节至临界值时，对制得的生物质粉体进行评级，并根据评级结果对制备可降解塑料的后续工艺中的参数进行对应的调节，能够有效保证不同级别的生物质粉体在作为原料制备可降解塑料时均能够与各原料进行有效的混合，从而有效提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
具体而言，本发明所述用以制备生物质粉体的植物包括干燥的农作物秸秆、豆秆、玉米杆、高粱杆、谷壳和树木皮料，所述混合粉体的原料按照百分比包括生物质粉体40％、PLA粉体+PHA粉体50％、天然橡胶粉末8.3％、抗氧剂(柠檬酸)1.5％以及纳米氧化银0.2％。
本发明所述保护剂的组分为一下三种中的一种：
组成一：聚乙烯醇缩丁醛(PVB)1-35质量份、聚乙烯醇缩甲乙醛(PVFA)1-45质量份、聚乙烯醇缩乙丁醛(PVAC)1型0-15质量份、聚乙烯醇缩乙丁醛(PVAC)2型0-15质量份；
组成二：聚乙烯醇缩丁醛(PVB)1-35质量份、聚乙烯醇缩甲乙醛(PVFA)1-45质量份、聚乙烯醇缩乙丁醛(PVAC)1型15-60质量份、聚乙烯醇缩乙丁醛(PVAC)2型15-60质量份；
组成三：聚乙烯醇缩丁醛(PVB)1-35质量份、聚乙烯醇缩甲乙醛(PVFA)1-45质量份、聚乙烯醇缩乙丁醛(PVAC)1型60-120质量份、聚乙烯醇缩乙丁醛(PVAC)2型60-120质量份。
本发明所述保护既得制备方法为：先制备聚缩醛保护剂，其组成为：30质量份PVB、30质量份PVFA、2质量份PVAC-1型、2质量份PVAC-2型；然后制备聚缩醛保护剂的溶液：将聚缩醛保护剂溶于乙醇中，配制成浓度12wt％的无色透明溶液，得到聚缩醛保护剂的溶液。
具体而言，当所述粉体制备单元制备生物质粉体时，所述中控单元控制所述植物原料储罐11将预设质量M的植物输送至所述粉碎机构12并控制所述粉碎扇叶121以预设粉碎转速V旋转以粉碎植物原料储罐11输出的植物，粉碎完成后，粉碎机构12将生物质粉末经第一预设目数r1的筛网13输送至所述粉体承载仓14，过筛后中控单元控制所述质量检测器131检测筛网13上未过筛的生物质粉体的质量、计算剩余生物质粉体质量与植物原料储罐11输出的植物质量的占比B并将B与预设质量占比B0进行比对；若B＜B0，所述中控单元判定该生物质粉体粒度符合标准并将该生物质粉体评定为高目数的一级生物质粉体，判定完成后，中控单元将过筛的生物质粉体输送至所述分体应力消除单元；若B≥B0，中控单元控制所述筛网13将剩余的生物质粉体通过回料通道(图中未画出)输送至粉碎机构12、计算B与B0之间的差值△B并根据△B将所述粉碎扇叶121的转速调节至对应值以使破碎机构对剩余的生物质粉体进行二次粉碎，设定△B＝B-B0；
所述中控单元中设有第一预设质量差值△B1、第二预设质量差值△B2、第一预设粉碎转速调节系数α1和第二预设粉碎转速调节系数α2；其中，△B1＜△B2，1＜α1＜α2＜1.3；
当△B≤△B1时，所述中控单元在所述粉碎机构12对剩余生物质粉体进行二次粉碎时不对所述粉碎扇叶121的粉碎转速进行调节；
当△B1＜△B≤△B2时，所述中控单元在所述粉碎机构12对剩余生物质粉体进行二次粉碎时使用α1对所述粉碎扇叶121的粉碎转速进行调节；
当△B＞△B2时，所述中控单元在所述粉碎机构12对剩余生物质粉体进行二次粉碎时使用α2对所述粉碎扇叶121的粉碎转速进行调节；
当所述中控单元使用αi对所述粉碎扇叶121的粉碎转速进行调节时，设定i＝1，2，调节后的粉碎扇叶121的粉碎转速记为V’，设定V’＝V×αi。
本发明通过调节粉碎扇叶121的粉碎转速，能够对未过筛的生物质粉体进行高效的二次粉碎，从而有效提高二次粉碎后过筛的生物质粉体的质量占比，能够有效地将生物质粉体的目数粉碎至对应区间内，在进一步保证生物质粉体在作为原料制备可降解塑料时能够与各原料进行有效的混合的同时，进一步提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
具体而言，本发明所述中控单元中设置有预设临界粉碎转速Vmax，当所述中控单元判定需将所述粉碎扇叶121的粉碎转速调节至V’时，中控单元将V’与Vmax进行比对；
若V’＜Vmax，所述中控单元将粉碎扇叶121的粉碎转速调节至V’、在粉碎机构12完成对剩余生物质粉体粉碎后重新计算所述筛网13剩余生物质粉体质量与所述植物原料储罐11输出的植物质量的占比并在该占比大于等于B0时根据二者差值重新调节粉碎扇叶121的粉碎转速以重新对剩余生物质粉体进行粉碎直至粉碎后筛网13上剩余的生物质粉体与植物原料储罐11输出的植物质量的占比小于B0；
若V’＞Vmax，所述中控单元将粉碎扇叶121的粉碎转速设置为Vmax、在粉碎机构12完成对剩余生物质粉体粉碎后重新计算所述筛网13剩余生物质粉体质量与所述植物原料储罐11输出的植物质量的占比B’并根据该占比对生物质粉体进行评级。
本发明通过在粉碎转速达到临界值时对生物质粉体进行评级，能够有效避免仅通过粉碎机构12粉碎植物导致制备的生物质粉体不符合对应级别的标准的情况发生，在避免降低生物质粉体与各原料的混合效率的同时，进一步提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
具体而言，当所述中控单元将B’与B0进行比对以对生物质粉体进行评级时，若B’≤B0，所述中控单元判定生物质粉体为高目数生物质粉体；若B’＞B0，所述中控单元计算质量差值△B’并根据△B’对粉末进行评级，设定△B’＝B’-B0；
若△B’≤△B1，所述中控单元评定该生物质粉体为高目数的一级生物质粉体；
若△B1＜△B’≤△B2，所述中控单元控制所述粉体制备单元更换第二预设目数r2的筛网13对粉碎后的剩余生物质粉体进行筛选，80＜r2＜r1＜120；若筛后的剩余生物质粉体质量与植物总质量的占比B”≤B0，所述中控单元评定该生物质粉体为中目数的二级生物质粉体；
若B”＞B0，所述中控单元计算△B”并根据△B”对生物质粉体进行判定，设定△B”＝B”-B0；若△B”≤△B1，所述中控单元评定该生物质粉体为中目数的二级生物质粉体；若△B”＞△B1，所述中控单元评定生物质粉体为低目数的三级生物质粉体；
若△B’＞△B2，所述中控单元评定生物质粉体为低目数的三级生物质粉体。
本发明通过在粉碎扇叶121的粉碎转速达到临界值时根据粉碎后未过筛的生物质粉体的质量占比对该次制得的生物质粉体进行精确评级，能够在进一步保证生物质粉体在作为原料制备可降解塑料时能够与各原料进行有效的混合的同时，进一步提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
具体而言，当所述中控单元完成对生物质粉体的目数的评级时，中控单元控制所述植物原料储罐11向所述粉碎机构12输送对应量的植物并控制所述粉碎扇叶121以调节后的粉碎转速粉碎植物原料储罐11输出的植物，粉碎过程中，中控单元实时检测所述粉体承载仓14内生物质粉体的质量Ma直至Ma达到预设质量Ma0，设定Ma0＝M×(1-B0)；当Ma＝Ma0时，所述中控单元控制粉体承载仓14将过筛的生物质粉体输送至所述粉体应力消除单元2。
本发明通过在评级完成后对生物质粉体进行补充，能够有效避免制得的符合对应等级的生物质粉体的质量低于使用需求的情况发生，在进一步避免降低生物质粉体与各原料的混合效率的同时，进一步提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
具体而言，当所述中控单元完成对生物质粉体的目数的评级并将生物质粉体输送至所述粉体应力消除单元2时，中控单元根据输送至粉体应力消除单元2的生物质粉体的质量Ma确定粉体应力消除单元2对生物质粉体施加的压力并根据生物质粉体的级别将粉体应力消除单元2对生物质粉体施加的压力设置为对应值并根据生物质粉体的级别将施加的压力调节至对应值；
所述中控单元中设有第一预设质量植物质量M1、第二预设植物质量M2、第一预设压力F1、第二预设压力F2、第三预设压力F3、第一预设压力调节系数β1和第二预设压力调节系数β2，其中，M1＜M2，F1＜F2＜F3，1＜β1＜β2＜1.5；
若Ma≤M1，所述中控单元将所述粉体应力消除单元2对生物质粉体施加的压力初步设置为F1；
若M1＜Ma≤M2，所述中控单元将所述粉体应力消除单元2对生物质粉体施加的压力初步设置为F2；
Ma＞M2，所述中控单元将所述粉体应力消除单元2对生物质粉体施加的压力初步设置为F3；
当所述中控单元将所述粉体应力消除单元2对生物质粉体施加的压力初步设置为Fj时，设定j＝1，2，3，中控单元根据生物质粉体的级别对Fj进行调节；
若生物质粉体为一级生物质粉体，所述中控单元不对Fj进行调节；
若生物质粉体为二级生物质粉体，所述中控单元使用β1对Fj进行调节；
若生物质粉体为三级生物质粉体，所述中控单元使用β2对Fj进行调节；
当所述中控单元使用βk对Fj进行调节时，设定k＝1，2，调节后的压力记为Fj’，设定Fj’＝Fj×βk。
本发明通过根据接收的待消除应力的生物质粉体的质量初步确定消除单元对生物质粉体施加的压力并根据生物质粉体的具体级别将压力调节至对应值，能够在进一步保证生物质粉体在作为原料制备可降解塑料时能够与各原料进行有效的混合的同时，进一步提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
具体而言，当所述物料混合单元5混合物料且混合单元以初始搅拌转速W搅拌预设时长t时，所述中控单元控制所述粘度检测器51检测物料的粘度E并在判定物料粘度不符合标准时添加对应种类的原料；所述中控单元中设有预设粘度区间E0(Emin，Emax)，其中，Emin为预设最低粘度，Emax为预设最高粘度；
若E∈E0，所述中控单元判定物料粘度符合标准；
若所述中控单元判定物料粘度不符合标准；
当时，若E＜Emin，中控单元计算粘度差值△E并根据△E调节混合单元的初始搅拌转速或添加淀粉和混合粉体：所述中控单元中设有第一预设粘度差值△E1、第二预设粘度差值△E2、第一预设搅拌转速调节系数γ1和第二预设搅拌转速调节系数γ2，其中，△E1＜△E2，0.8＜γ1＜γ2＜1；
若△E≤△E1，所述中控单元使用γ2增加所述搅拌单元的搅拌转速；
若△E1＜△E≤△E2，所述中控单元使用γ1增加所述搅拌单元的搅拌转速；
若△E＞△E2，所述中控单元使用γ1增加所述搅拌单元的搅拌转速并向搅拌单元中添加Qa质量的生物质粉末和Qb质量的淀粉，其中，Qa+Qb＝0.1×Q0，Q0为物料混合单元5中物料的总质量；
当所述中控单元使用γx增加所述搅拌单元的搅拌转速时，设定x＝1，2，增加后的搅拌转速记为W’，设定W’＝W×(2-γx)；
若E＞Emin，中控单元计算粘度差值△E’并根据△E’调节混合单元的初始搅拌转速或添保护剂：
若△E’≤△E1，所述中控单元使用γ2降低所述搅拌单元的搅拌转速；
若△E1＜△E’≤△E2，所述中控单元使用γ1降低所述搅拌单元的搅拌转速；
若△E’＞△E2，所述中控单元使用γ1降低所述搅拌单元的搅拌转速并向搅拌单元中添加Qc质量的保护剂，其中，Qc＝0.15×Q0；
当所述中控单元使用γx降低所述搅拌单元的搅拌转速时，降低后的搅拌转速记为W”，设定W”＝W×γx。
本发明通过设置预设粘度区间并在物料粘度不属于预设区间时根据实际情况添加对应的原料，能够在保证物料粘度符合标准的同时，有效提高制得的可降解塑料的质量，进一步提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
具体而言，本发明所述中控单元中还设有第一预设混合粉体添加量调节系数e1和第二预设混合粉体添加量调节系数e2，1＜e1＜e2＜1.4；
当所述中控单元判定需向所述混合物料混合单元5中添加Qa质量的混合粉体时，中控单元根据混合粉体中生物质粉体的级别判定是否需对Qa进行调节；
若生物质粉体为一级生物质粉体，所述中控单元判定无需对Qa进行调节；
若生物质粉体为二级生物质粉体，所述中控单元判定需对Qa进行调节并使用e1对Qa进行调节；
若生物质粉体为三级生物质粉体，所述中控单元判定需对Qa进行调节并使用e2对Qa进行调节；
当所述中控单元使用ey对Qa进行调节时，设定y＝1，2，调节后的混合粉体的添加量记为Qa’，设定Qa’＝Qa×ey。
本发明通过根据生物质粉体的级别对混合粉体的添加量进行调节，能够有效保证添加对应量的混合粉体后将物料的粘度调节至对应值，在进一步保证生物质粉体在作为原料制备可降解塑料时能够与各原料进行有效的混合的同时，进一步提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
具体而言，本发明所述中控单元中还设有预设混合粉体临界添加量Qamax、预设淀粉临界添加量Qbmax以及预设保护剂临界添加量Qcmax；
当所述中控单元控制所述淀粉储罐6向物料混合单元5的物料中添加淀粉时，中控单元记录添加的混合粉体的总质量Qb0，若Qb0＞Qbmax，中控单元不控制淀粉储罐6向物料混合单元5的物料中添加淀粉并在后续添加过程中仅控制所述混合粉体制备单元3向物料混合单元5的物料中添加混合粉体；
当所述中控单元控制所述混合粉体制备单元3向物料混合单元5的物料中添加混合粉体时，中控单元记录添加的混合粉体的总质量Qa0，若Qa0＞Qamax，中控单元不控制混合粉体制备单元3向物料混合单元5的物料中添加混合粉体，仅调节物料混合单元5中的搅拌转速；
当所述中控单元控制所述保护剂制备单元4向物料混合单元5的物料中添加保护剂时，中控单元记录添加的保护剂的总质量Qc0，若Qc0＞Qcmax，中控单元不控制保护剂制备单元4向物料混合单元5的物料中添加保护剂，仅调节物料混合单元5中的搅拌转速。
本发明通过设置多个预设临界添加量，能够有效避免单个种类物料添加过多导致原料配比失衡引起的制得的可降解塑料不符合需求的情况发生，进一步提高了本发明所述系统针对可降解塑料的制备效率。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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