賈 丹，趙紹松，郝 斌，王懷宇

(1.黑龍江省森林工程與環(huán)境研究所，哈爾濱 150081；2.森林持續(xù)經(jīng)營與微生物工程重點實驗室，哈爾濱 150081)

紫膠產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗的研究

賈 丹1,2，趙紹松1，郝 斌1，王懷宇1

(1.黑龍江省森林工程與環(huán)境研究所，哈爾濱 150081；2.森林持續(xù)經(jīng)營與微生物工程重點實驗室，哈爾濱 150081)

紫膠是一種聚合酯混合物，因其自身特點被廣泛應(yīng)用。我國紫膠生產(chǎn)量居世界第三位。對紫膠產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗的研究，特別是對加工工藝、產(chǎn)品種類不同的研究，為降低紫膠生產(chǎn)的能耗，提高企業(yè)能源管理水平及經(jīng)濟效益提供一定的理論依據(jù)。

紫膠；加工工藝；綜合能耗；單位產(chǎn)量綜合能耗

0 引 言

紫膠是紫膠蟲吸取寄主樹樹液后分泌出的紫色天然樹脂。是由多羥基脂肪酸和倍半萜烯酸組成的一種聚合酯混合物[1]。紫膠的主要組成物質(zhì)為紫膠樹脂, 此外, 還含有少量紫膠色素和紫膠蠟等物質(zhì)。紫膠樹脂是羥基脂肪酸和羥基倍半萜烯酸構(gòu)成的酯和聚酯混合物, 其平均分子量為1000, 分子式可用C60H90O5 表示, 每個分子中至少含有1個游離羧基、5個羥基、3個酯基和1個醛基[2-3]。

紫膠產(chǎn)品又稱片膠，項目研究主要指片膠中的普通片膠和脫色片膠。普通片膠是紫膠的初級產(chǎn)品, 膠片本身為紫色，用于絕緣、防潮等用途。脫色片膠是指用物理方法去除紫膠中的顏色物質(zhì)后得到的紫膠片, 主要是用活性炭吸附顏色物質(zhì),最終得到脫色的膠片[4]。

世界上主要紫膠生產(chǎn)國家有印度、泰國、中國、緬甸、巴基斯坦、越南、老撾、柬埔寨、斯里蘭卡、孟加拉和尼泊爾等。印度紫膠產(chǎn)量為世界最高, 泰國次之,中國第3,中國紫膠主產(chǎn)區(qū)分布在云南、貴州、四川等8省。云南是中國紫膠主產(chǎn)區(qū), 產(chǎn)量占全國紫膠產(chǎn)量的90%以上[5]。

紫膠因其粘著力強，光澤好，對紫外線穩(wěn)定，電絕緣性能良好，兼有熱塑性和熱固性，能溶于醇和堿，耐油、耐酸，對人無毒、無刺激，可用作清漆、拋光劑、膠粘劑、絕緣材料和模鑄材料等特點，被廣泛應(yīng)用于國防 、電氣 、涂料 、橡膠、塑料、醫(yī)藥、制革、造紙、印刷、食品等工業(yè)部門。

綜合能耗是指規(guī)定的耗能體系在一段時間內(nèi)實際消耗的各種能源實物量，按規(guī)定的計算方法和單位，分別折算為一次能源后的總和。本項研究主要折算為標(biāo)準(zhǔn)煤，單位為千克標(biāo)準(zhǔn)煤(kgce)。為了統(tǒng)計方便，通常使用單位產(chǎn)量綜合能耗，本項研究中單位產(chǎn)量為噸[6-10]。

1 紫膠加工工藝

目前，常用的加工工藝主要為熱濾法和溶劑法[4]。

1.1 熱濾法

熱濾法是指將顆粒膠加熱溶化, 在一定壓力下通過過濾介質(zhì), 除去雜質(zhì)及蟲尸后經(jīng)雙輥壓片機制成片膠。該方法適合生產(chǎn)普通紫膠產(chǎn)品。

1.2 溶劑法

溶劑法是指將顆料膠在溶膠釜中于室溫在機械攪拌下用酒精溶解, 過濾雜質(zhì)后在蒸餾釜中蒸餾回收酒精, 然后經(jīng)雙輥壓片機壓制成片。該項方法適合生產(chǎn)普通紫膠和脫色紫膠。

2 實驗區(qū)域

項目研究選定了3家位于云南的紫膠生產(chǎn)企業(yè)，由于商業(yè)原因，將企業(yè)名稱用A～C代替。

3 實驗方法

3.1 綜合能耗的計算

綜合能耗的計算公式為：

(1)

式中：E為紫膠生產(chǎn)綜合能耗；n為消耗的能源品種數(shù)；ei為生產(chǎn)和服務(wù)活動中消耗的第i種能源實物量；pi為第i種能源的折算系數(shù)，按能量的當(dāng)量值或能源等價值折算。

3.2 單位產(chǎn)量綜合能耗的計算

單位產(chǎn)量綜合能耗的計算公式為：

(2)

式中：q為紫膠生產(chǎn)單位產(chǎn)量綜合能耗；M為統(tǒng)計期內(nèi)合格紫膠產(chǎn)品產(chǎn)量。

3.3 統(tǒng)計方法

取得連續(xù)生產(chǎn)三年的綜合能耗值取均值，然后再計算出單位產(chǎn)量綜合能耗。

4 結(jié)果與分析

4.1 不同生產(chǎn)工藝下單位產(chǎn)量綜合能耗的差別

A公司同時使用熱濾法與溶劑法制備普通紫膠片，產(chǎn)量、消耗能源量及產(chǎn)品單位綜合能耗經(jīng)過統(tǒng)計、折算后所得數(shù)據(jù)見表1。

表1 A公司紫膠產(chǎn)品單位綜合能耗統(tǒng)計表

注:1.A公司使用的煤的平均發(fā)熱量為3 000千卡，因此折算系數(shù)為0.428 6 kgce/kg 2.電的平均低位發(fā)熱量為860千卡，因此折標(biāo)煤系數(shù)為0.122 9 kgce/kW·h

從表中可以看出熱濾法生產(chǎn)紫膠所用的能耗較溶劑法要多，主要是因為熱濾法在加工過程中需要對原料進行加熱，使其融化。同時，溶劑法消耗電能較熱濾法高。

4.2 不同產(chǎn)品的單位產(chǎn)量綜合能耗的差別

由于紫膠產(chǎn)品不同，所消耗的能源也有所不同，A公司生產(chǎn)的為普通紫膠和漂白紫膠，而B、C公司生產(chǎn)的為漂白紫膠，且三個公司均使用溶劑法進行生產(chǎn)，產(chǎn)量、消耗能源量及產(chǎn)品單位綜合能耗經(jīng)過統(tǒng)計、折算后所得數(shù)據(jù)見表2。

從表中可以看出普通紫膠與漂白紫膠生產(chǎn)能耗差別較大，而不同企業(yè)生產(chǎn)漂白紫膠的單位產(chǎn)量綜合能耗相差不大。

表2 同紫膠產(chǎn)品單位綜合能耗統(tǒng)計表

注1：B公司使用的煤的平均發(fā)熱量為3 500千卡，因此折算系數(shù)為0.5 000 kgce/kg

4.3 不同年產(chǎn)量下單位產(chǎn)量綜合能耗的差別

研究發(fā)現(xiàn)由于年生產(chǎn)量的不同，使得紫膠產(chǎn)品單位綜合能耗有一定的差別。針對C公司的三年數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、折算后所得數(shù)據(jù)見表3。

表3 不同年產(chǎn)量下紫膠產(chǎn)品單位綜合能耗統(tǒng)計表

注1：C公司使用的煤的平均發(fā)熱量為3 500千卡，因此折算系數(shù)為0.5 000 kgce/kg

從表3中可以看到年產(chǎn)量增加時，產(chǎn)品的單位產(chǎn)量綜合能耗有降低的趨勢，這可能是由于設(shè)備的啟動、運轉(zhuǎn)所消耗的能源基本是恒定的，在產(chǎn)量低的情況下，能源除了滿足產(chǎn)品生產(chǎn)之外，其余部分以熱能或其他形式流失了。

5 結(jié)束語

通過對云南省4家紫膠生產(chǎn)廠家的調(diào)研，可以得到如下結(jié)論：1)目前，生產(chǎn)紫膠主要使用熱濾法和溶劑法，且熱濾法生產(chǎn)產(chǎn)品的單位綜合能耗高于溶劑法；2)生產(chǎn)普通紫膠的單位綜合能耗高于生產(chǎn)漂白紫膠； 3)年產(chǎn)量與產(chǎn)品的單位產(chǎn)量值成反比；4)在3家企業(yè)的橫向?qū)Ρ戎?，有一定的能耗差距，說明在紫膠的生產(chǎn)過程中還有一定的節(jié)能降耗的提升空間。

[1] 陳曉明，陳又清，張 弘，等.紫膠蟲培育與紫膠加工[M].北京：中國林業(yè)出版社，2008.

[2] 吳統(tǒng)芳. 紫膠加工及應(yīng)用[M]. 北京: 中國林業(yè)出版社, 1990.

[3] 姚德富. 紫膠蟲和紫膠生產(chǎn)[M] . 北京: 科學(xué)出版社,1992.

[4] 廖亞龍.國內(nèi)外紫膠深加工技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢[J].林業(yè)科學(xué)，2007,43(7)，93-100.

[5] 陳又清.世界紫膠資源現(xiàn)狀與利用[J].世界林業(yè)研究，2007,20(1)，61-65.

[6] 曹軍.降低實木地板生產(chǎn)能耗有效途徑及對策探討[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2004.

[7] 劉濱凡.加強我省森工企業(yè)能源標(biāo)準(zhǔn)化是節(jié)能降耗的有效途徑[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2003.

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[9] 郝 斌.纖維板生產(chǎn)能耗指標(biāo)的確定及節(jié)能措施[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2009.

[10] 王秀波.刨花板生產(chǎn)能耗指標(biāo)的確定及節(jié)能措施[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2010.

Study on the Comprehensive Energy Consumption of Unit Product of Lac

JIA Dan1,2, ZHAO Shao-song1, HAO Bin1, WANG Huai-yu1

(1.Heilongjiang Forestry Engineering and Environment Institute, Harbin 150081,China; 2.Key Laboratory of Forest Sustainable Management and Environmental Microorganism Engineering,Harbin 150081,China)

Lac is a kind of polymeric ester mixture, and it has been widely applied because of its characteristics. The amount of lac production in China ranked the third in the world. Research on the comprehensive energy consumption yield production of Lac, especially for the study on the processing technology, different product categories, in order to reduce the energy consumption of lac production, provide a theoretical basis to improve energy management level of enterprises and economic benefits.

Lac; The processing technology; The comprehensive energy consumption; The comprehensive energy consumption of unit product

2014-12-25

2015-01-18

賈 丹(1981-)，男，博士研究生，助理研究員。

10.3969/j.issn.1009-3230.2015.02.003

S759.3.3

B

1009-3230(2015)02-0012-03