高品质天然橡胶鲜胶乳凝固新技术
    时间:2016-05-31 10:55 来源:未知 作者:admin 点击: 次 【字号:
 1.背景
    在天然橡胶的生产应用方面,国外高品质天然橡胶的生产是特定胶园采用鲜胶乳自然凝固工艺生产的,凝固时间需2~3天,因我国国情特殊,这种方法在生产上并不适用。在科学研究方面,早在60年代,马来西亚的C.K.JOHN就利用糖蜜及菠箩汁加入含有微生物的乳清中加予培养,用于凝固天然胶乳。70年代末80年代初,华南热带作物产品加工设计研究所的王忠民等人从胶厂废水池的污泥中分离出产酸的菌株,利用分离的菌种在胶园、收胶站进行了更为详尽系统的生物凝固研究。但是,无论是国外或是国内的研究结果凝固时间最少也在5.5h以上。
    本项技术表明:在天气夜间温度不低于18℃的情况下,将经过筛选、分离的菌种接于加了少量糖类物质的乳清中,经一定时间的培养,用这种培养液凝固不加氨的鲜胶乳,胶乳可在10min至2小时内凝固,产品的理化性能优于酸凝固的性能,完全满足子午线轮胎用胶要求。
    虽然各国天然橡胶研究工作者对微生物凝固天然橡胶鲜胶乳的研究开发做了大量的工作,但以往国外的研究只是利用了乳清中自然存在的微生物,并没有有目的的筛选有利于凝固胶乳的菌种;以往国内的研究着重于凝固胶乳,而疏忽于凝固菌液的培养,因此凝固效果不尽人意。本技术的创造性在于:对生物凝固菌种严密的筛选、培育中,筛选了凝固效果好的菌种,并进行了影响胶乳凝固多因素的反复凝固试验,摸索出不同条件下的菌液培养及凝固方法,这种培养方法操作简便、节省能源、节约凝固成本、缩短凝固时间,与以往国内外的研究比较,具有明显的先进性及生产应用可行性。
    2.技术性能指标
    使用本项技术,可使鲜胶乳在30分钟~2小时内完全凝固。生产的天然橡胶质量有较大提高,硫化速率快,橡胶(经硫化后)的拉伸强度提高10%以上,达到子午线轮胎和航空轮胎对高品质橡胶原料的要求。
    主要技术指标为:杂质≤0.05%,灰分≤0.6%,氮含量≤0.6%,挥发分≤0.8%,塑性初值(P0)≥36,塑性保持率(PRI)≥60,门尼黏度83±10,硫化胶拉伸强度≥21MPa。
    3.技术创新性与先进性
    (1)该成果所筛选的菌种适应性强,容易培养和使用,鲜胶乳凝固时间短,速度快,能在30分钟内快速有效凝固鲜胶乳,凝固成本降低50%以上。
    (2)在生产过程中能抵抗杂菌的干扰,一次接种可长时间反复使用,凝块异味性小。
    (3)所开发的高活性干菌种在保存和使用过程中不需要低温保存,携带和运输方便,操作简单,为在胶农中的推广应用创造了条件。
    (4)制胶过程所产生的制胶废水,化学耗氧量(COD)大幅下降20%,
    (5)该技术生产的高品质天然橡胶,其门尼粘度、P0优于酸凝固工艺生产的天然橡胶,物理性能也明显提高,最重要的拉伸强度提高10%以上。
    (6)该技术省去了鲜胶乳加氨保存和加酸凝固过程,实现在胶园、收胶站和加工厂快速凝固,降低生产成本,减轻割胶工劳动强度,适应当前天然橡胶加工工艺和布局调整,建设大型加工厂的需要,将产生较好的社会经济效益,具有推广应用价值。
    4.知识产权及获奖情况
    本技术已于2005年10月通过农业部主持的成果鉴定,完成单位是中国热带农业科学院农产品加工研究所。
    发明专利:“一种真菌培养液凝固天然橡胶鲜胶乳的方法”,专利号:ZL200510086303.0。
    5.技术成熟度
    本技术经近10年的熟化已经形成了以微生物快速凝固天然鲜胶乳为核心技术,与微生物活性干菌种制备技术、鲜胶乳微生物凝固液制备技术、微生物凝固工艺制备天然橡胶的质量控制技术组装集成,形成可操作的标准化技术规程,能建立有效的新技术生产体系,实现天然橡胶加工高效、优质、低耗的技术配套,从而达到操作简单,容易控制,能降低凝固成本50%以上,减少15%以上的制胶废水排放和减少20%以上的化学耗氧量排放,有显著的经济和生态效益。
    本技术的实际生产推广应用情况如下:
    高品质天然橡胶的鲜胶乳凝固新技术于2008年在海南省琼海天宝橡胶工贸有限公司和云南勐捧农场制胶厂建立了生产示范基地,两基地全年生产微生物凝固橡胶1500吨。2011年在云南省景洪市永兴有限责任公司永兴胶厂进行成果转化,项目组对该厂原有凝胶标准橡胶生产线进行改造,全年生产生产高品质天然橡胶达到6000吨。该厂同时具备微生物凝固鲜胶乳标准橡胶生产线以及微生物凝固凝胶标准橡胶生产线,全年生产能力超过10000吨。除此之外还在景洪市勐罕镇曼列胶厂也改造了一条年生产能力达12000吨的微生物凝固鲜胶乳标准橡胶和微生物分散凝固凝胶混合生产线。通过利用海南省文昌达诚工贸有限责任公司所具有的13个收胶站,并与周围种胶农户配合下,实施微生物分散凝固鲜胶乳生产高性能天然橡胶的推广工作,在2012年底,建立了5000吨的分散凝固和集中加工的生产示范基地,所生产的天然橡胶产品质量达到《天然生胶 子午线轮胎橡胶》(NY/T 459-2011)的要求,产品特性比酸凝固要好,且明显高于国家标准GB/T 8081-2008《天然生胶 技术分级橡胶(TSR)规格导则》规定的质量指标,达到子午线轮胎要求,价格较国产5号标准橡胶平均约高1000元/吨。据项目实施单位统计,2010至2012年间,高品质的微生物凝固橡胶产量达到17900吨,产值45020万元,利润新增566万元,税收新增70.04万元,取得了较好的经济社会效益。
    6.市场前景
    本技术可以灵活适用于胶园、收胶站、胶工家庭以及在橡胶加工厂的长槽对鲜胶乳进行快速凝固,生产高品质天然橡胶。目前,海南、云南、广东三大垦区都在建设大型的凝胶标准胶厂,收胶站及胶园凝固问题已成当务之急。采用生物凝固工艺生产标准胶,其产品有稳定、广阔的市场,众所周知,全世界的天然橡胶干胶主要用于轮胎,而轮胎用胶选择自然凝固及生物凝固的胶种已成为轮胎制造业共识,因此,生物凝固胶种比酸凝固胶种有更好的销售前景。 我国年产天然橡胶仅满足国内天然橡胶消耗量的1/3,即使全部用于生产轮胎还远远不够。如能将乳胶标准胶生产工艺改为适应轮胎制造业的生物凝固标准胶生产工艺,将会得到制品工业的欢迎。 
    7.投资估算与经济效益分析
    本技术的生产应用推广情况表明,用微生物凝固的天然橡胶,凝固成本降低50%以上,产品质量明显提高。改建一个年产10000t 的微生物凝固工厂投资约50万元,年节约原材料成本92.5万元(92.5元×10000=92.5万);由于橡胶品质的提高,可以实现产品售价增加200元/吨,实现年收益292.5万元,投产不足一年即可收回全部投资。如果生产规模更大,效益会更好。
    
    合作方式
    技术服务或转让。
    
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