用于管理与提取橡胶胶菊灌木加工相关的废物的系统和方法

申请号 CN201380032039.5 申请日 2013-06-18 公开(公告)号 CN104395350A 公开(公告)日 2015-03-04
申请人 株式会社普利司通; 发明人 黄颖怡; R·W·汉德劳斯; J·L·西华; H·穆里;
摘要 本 发明 提供了用于管理与从 银 胶菊灌木中提取 橡胶 相关的废物的系统和方法。还提供的是用于降低与用于橡胶提取的银胶菊灌木加工相关的运输成本的便携式地方性子站。使用公开的系统、方法和/或地方性子站可降低运输成本,降低加工成本并降低与从银胶菊灌木中提取橡胶相关的下游加工复杂性。
权利要求

1.一种用于管理与用于橡胶提取的胶菊灌木加工相关的废物的方法,所述方法包括:
利用从收获地点收获的银胶菊灌木,所述银胶菊灌木包括叶、树皮、木质材料和任选的根;
利用地方性子站从所述收获的银胶菊灌木去除叶和污垢中的至少一种,由此产生其重量比所述收获的银胶菊灌木的重量低至少10%的半加工的银胶菊材料;和将所述半加工的银胶菊材料运输到远距离橡胶提取工厂,所述远距离橡胶提取工厂能够由所述半加工的银胶菊材料产生橡胶、树脂和废渣滓,其中所述废渣滓包含按重量计至少60%的所述半加工的银胶菊材料。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述地方性子站还用于在运输前将所述半加工的银胶菊材料剁碎成具有1/2”至4”的平均长度的小片。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述地方性子站包括能够在运输前将所述小片压缩成压或团块的压缩机,所述压块或团块具有的密度比未压缩的所述小片高至少150%。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中所述地方性子站位于所述收获地点25英里内。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中所述远距离橡胶提取工厂位于距离所述收获地点至少25英里。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中所述地方性子站是便携式的,并且所述方法还包括使所述地方性子站再定位至所述远距离橡胶提取工厂,并且将废渣滓加工成其密度比所述废渣滓的密度高至少40%的压块。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中所述地方性子站包括选自下述的至少一种装置:切碎器、压块机、空气分离器、脱叶器、精米抛光机、除根器、剥皮机和压缩机。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中所述地方性子站还进行木质材料和树皮与所述收获的银胶菊灌木的分离,由此产生其重量比所述收获的银胶菊灌木的重量低至少20%的半加工的银胶菊材料。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中所述地方性子站是便携式的,并且所述方法还包括使所述地方性子站从在所述收获地点5英里内的第一地方性位置再定位到在第二收获地点5英里内的第二地方性位置。
10.一种用于降低与用于橡胶提取的银胶菊灌木加工相关的运输成本的便携式地方性子站,所述便携式地方性子站包括:
适合于初始加工一定数量的收获的银胶菊灌木的切碎器、剥皮机、压块机、空气分离器、脱叶器和压缩机中的至少一种,由此使所述收获的银胶菊灌木的重量降低至少5%,其中所述子站能够运输至多个位置。
11.根据权利要求10所述的便携式子站,其中所述子站被固定到能够通过货车拖曳的拖车上。
12.根据权利要求10所述的便携式子站,所述便携式子站包括脱叶器、切碎器和压缩机,其中所述压缩机能够使剁碎的银胶菊灌木的密度减少至少40%。
13.一种使用根据权利要求10所述的便携式子站的方法,所述方法包括:
利用从收获地点收获的银胶菊灌木,所述银胶菊灌木包括叶、根、树皮和木质材料;
利用所述便携式子站从所述收获的银胶菊灌木去除所述叶和根污垢中的至少一种,由此产生其重量比所述收获的银胶菊灌木的重量低至少10%的半加工的银胶菊材料;
将所述半加工的银胶菊材料运输到橡胶提取工厂,所述橡胶提取工厂能够由所述半加工的银胶菊材料产生橡胶、树脂和废渣滓,其中所述废渣滓包含按重量计至少60%的所述半加工的银胶菊材料。
14.一种用于管理与用于橡胶提取的银胶菊灌木加工相关的废物的系统,所述系统包括:
用于接受从收获地点收获的银胶菊灌木的子系统,所述银胶菊灌木包括叶、树皮、木质材料和任选的根;
包括地方性子站的预加工子系统,所述地方性子站用于从所述收获的银胶菊灌木去除所述叶和根污垢中的至少一种,由此产生其重量比所述收获的银胶菊灌木的重量低至少
5%的半加工的银胶菊材料。
15.根据权利要求14所述的系统,所述系统还包括用于将所述半加工的银胶菊材料运输到远距离橡胶提取工厂的运输子系统,所述远距离橡胶提取工厂能够由所述半加工的银胶菊材料产生橡胶、树脂和废渣滓,其中所述废渣滓包含按重量计至少60%的所述半加工的银胶菊材料。
16.一种用于在从银胶菊灌木中提取橡胶前预加工所述银胶菊灌木的系统,所述系统包括具有地方性子站的预加工子系统,所述地方性子站用于接受从收获地点收获的银胶菊灌木,并用于从所述收获的银胶菊灌木去除所述叶和根污垢中的至少一种,由此产生其重量比所述收获的银胶菊灌木的重量低至少5%的半加工的银胶菊材料,其中所述地方性加工子系统位于所述收获地点25英里内。
17.根据权利要求14-16中任一项所述的系统,其中所述地方性子站还用于在运输前将所述半加工的银胶菊材料剁碎成具有1/2”至4”的平均长度的小片。
18.根据权利要求14-16中任一项所述的系统,其中所述地方性子站包括能够在运输前将所述小片压缩成压块或团块的压缩机,所述压块或团块具有的密度比未压缩的所述小片高至少40%。
19.根据权利要求14-16中任一项所述的系统,其中所述地方性子站是便携式的,所述系统还包括使所述地方性子站再定位至所述远距离橡胶提取工厂,并且将所述废渣滓加工成其密度比所述废渣滓的密度高至少40%的压块。
20.根据权利要求14-16中任一项所述的系统,其中所述地方性子站包括选自下述的至少一种装置:切碎器、压块机、空气分离器、脱叶器、精米抛光机、除根器、剥皮机和压缩机。
21.根据权利要求14-16中任一项所述的系统,所述系统还包括用于从收获地点收获所述银胶菊灌木的收获子系统。

说明书全文

用于管理与提取橡胶胶菊灌木加工相关的废物的系统

和方法

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本专利申请要求2012年6月18日提交的名称为“Systems and Methods for the Management of Waste Associated with Processing Guayule Shrubs to Extract Rubber”的美国临时专利申请序列号61/660,983的优先权和任何其他权益,所述美国临时专利申请的完整公开内容以引用方式在此并入。

背景技术

[0003] 银胶菊灌木是众所周知的天然橡胶(也称为聚异戊二烯)源。该灌木将橡胶贮存于植物(例如茎、根或叶)的个别细胞内。虽然精确量可根据灌木的年龄、生长条件和物种而改变,但银胶菊灌木一般含有1-10重量百分比的橡胶。用于从银胶菊灌木中取出橡胶的过程一般必需从灌木中提取橡胶和树脂,并且产生主要是不溶性木质材料的大量废料(通常称为渣滓)。发明内容
[0004] 本文提供的是用于管理与从银胶菊灌木中提取橡胶相关的废物的系统和方法。本文还提供的是用于降低与用于橡胶提取的银胶菊灌木加工相关的运输成本的便携式地方性子站(local sub-station)。使用公开的系统、方法和/或地方性子站可降低运输成本,降低加工成本并降低与从银胶菊灌木中提取橡胶相关的下游加工复杂性。
[0005] 在第一个实施例中,提供了用于管理与用于橡胶提取的银胶菊灌木加工相关的废物的方法。该方法包括利用从收获地点收获的银胶菊灌木,所述银胶菊灌木包括叶、树皮、木质材料和任选的根;利用地方性子站从收获的银胶菊灌木去除叶和污垢中的至少一种,由此产生其重量比收获的银胶菊灌木的重量低至少10%的半加工的银胶菊材料;并且将半加工的银胶菊材料运输到远距离橡胶提取工厂,所述远距离橡胶提取工厂能够由半加工的银胶菊材料产生橡胶、树脂和废渣滓,其中所述废渣滓包含按重量计至少60%的半加工的银胶菊材料。
[0006] 在第二个实施例中,提供了用于降低与用于橡胶提取的银胶菊灌木加工相关的运输成本的便携式地方性子站。便携式地方性子站包括适合于初始加工一定数量的收获的银胶菊灌木的切碎器、剥皮机、压机、空气分离器、脱叶器和压缩机中的至少一种,由此使收获的银胶菊灌木的重量降低至少5%。地方性子站能够运输至多个位置
[0007] 本文还提供的是与用于橡胶提取的银胶菊灌木加工有关的系统。在第一个系统实施例中,提供了用于管理与用于橡胶提取的银胶菊灌木加工相关的废物的系统。该系统包括用于接受从收获地点收获的银胶菊灌木的子系统,所述银胶菊灌木包括叶、树皮、木质材料和任选的根;包括地方性子站的预加工子系统,所述地方性子站用于从收获的银胶菊灌木去除叶和根污垢中的至少一种,由此产生其重量比收获的银胶菊灌木的重量低至少5%的半加工的银胶菊材料。
[0008] 在第二个系统实施例中,提供了用于在从银胶菊灌木中提取橡胶前预加工银胶菊灌木的系统。该系统包括具有地方性子站的预加工子系统,所述地方性子站用于接受从收获地点收获的银胶菊灌木,并用于从收获的银胶菊灌木去除叶和根污垢中的至少一种,由此产生其重量比收获的银胶菊灌木的重量低至少5%的半加工的银胶菊材料,其中所述地方性加工子系统位于收获地点25英里内。

具体实施方式

[0009] 本文提供的是用于管理与从银胶菊灌木中提取橡胶相关的废物的系统和方法。本文还提供的是用于降低与用于橡胶提取的银胶菊灌木加工相关的运输成本的便携式地方性子站。使用公开的系统、方法和/或地方性子站可降低运输成本,降低加工成本并降低与从银胶菊灌木中提取橡胶相关的下游加工复杂性。
[0010] 定义
[0011] 如本文所述的术语仅用于描述实施例,并且不应解释为限制就整体而言的本发明。
[0012] 如本文使用的,术语非三叶胶植物意欲包含在植物的个别细胞内包含天然橡胶的植物。
[0013] 如本文使用的,术语“渣滓”用于指来自非三叶胶植物的地上或剁碎的植物物质部分,所述地上或剁碎的植物物质部分是不溶性的并且因此通过有机溶剂悬浮而不是溶解。如本文使用的,渣滓应理解为包括污垢和灰,除非另有说明。
[0014] 如本文使用的,术语“植物物质”意指得自非三叶胶植物的材料。除非另有说明,否则植物物质可包括根、茎、树皮、木质材料、髓、叶和污垢。
[0015] 如本文使用的,术语“木质材料”意指得自非三叶胶植物的维管组织和分生组织材料。除非另有说明,否则木质材料不包括树皮。
[0016] 如本文使用的,术语“树皮”指在某些(特别是木质或灌木样)非三叶胶植物的茎和根上存在的坚韧外层覆盖物,并且应理解为包括在维管形成层外部的所有组织。并非所有非三叶胶植物均含有树皮。
[0017] 如本文使用的,术语“树脂”意指非三叶胶植物物质中存在的天然存在的非橡胶化学实体,包括但不限于树脂(例如萜类)、脂肪酸蛋白质和无机材料。
[0018] 如本文使用的,术语“污垢”(例如与通过本文公开的方法产生的固体纯化橡胶结合使用的)意指特别是在收获后可与非三叶胶植物结合的非植物材料,例如土壤、砂粒、粘土和小石头。固体纯化橡胶中的污垢含量可通过将固体橡胶完全再溶解并将溶液倾倒通过45微米筛进行测定。筛随后用另外的溶剂清洗并干燥。保留在筛上的材料重量代表固体纯化橡胶的“污垢”含量。
[0019] 在第一个实施例中,提供了用于管理与用于橡胶提取的银胶菊灌木加工相关的废物的方法。该方法包括利用从收获地点收获的银胶菊灌木,所述银胶菊灌木包括叶、树皮、木质材料和任选的根;利用地方性子站从收获的银胶菊灌木去除叶和污垢中的至少一种,由此产生其重量比收获的银胶菊灌木的重量低至少10%的半加工的银胶菊材料;并且将半加工的银胶菊材料运输到远距离橡胶提取工厂,所述远距离橡胶提取工厂能够由半加工的银胶菊材料产生橡胶、树脂和废渣滓,其中所述废渣滓包含按重量计至少60%的半加工的银胶菊材料。(应当理解如就第一个实施例而言使用的术语过程和方法在本文中可互换使用。)
[0020] 在第一个实施例中的第一个子实施例中,提供了用于管理与用于橡胶提取的银胶菊灌木加工相关的废物的方法。该方法包括利用从收获地点收获的银胶菊灌木,所述银胶菊灌木包括叶、根、树皮和木质材料;利用地方性子站从收获的银胶菊灌木去除叶和根污垢中的至少一种,由此产生其重量比收获的银胶菊灌木的重量低至少5%的半加工的银胶菊材料;并且将半加工的银胶菊材料运输到远距离橡胶提取工厂,所述远距离橡胶提取工厂能够由半加工的银胶菊材料产生橡胶、树脂和废渣滓,其中所述废渣滓包含按重量计至少60%的半加工的银胶菊材料(在干重基础上)。
[0021] 在第一个实施例中的第二个子实施例中,提供了用于管理与用于橡胶提取的银胶菊灌木加工相关的废物的方法。该方法包括利用从收获地点收获的银胶菊灌木,所述银胶菊灌木包括叶、树皮和木质材料;利用地方性子站从收获的银胶菊灌木去除叶和根污垢中的至少一种,由此产生其重量比收获的银胶菊灌木的重量低至少5%的半加工的银胶菊材料;并且将半加工的银胶菊材料运输到远距离橡胶提取工厂,所述远距离橡胶提取工厂能够由半加工的银胶菊材料产生橡胶、树脂和废渣滓,其中所述废渣滓包含按重量计至少60%的半加工的银胶菊材料(在干重基础上)。
[0022] 在第一个实施例中的第三个子实施例中,提供了用于管理与用于橡胶提取的银胶菊灌木加工相关的废物的方法。该方法包括利用从收获地点收获的银胶菊灌木,所述银胶菊灌木包括叶、树皮和木质材料;利用地方性子站来进行叶去除、根污垢去除以及木质材料和树皮与收获的银胶菊灌木分离中的至少一种,由此产生其重量比收获的银胶菊灌木的重量低至少20%的半加工的银胶菊材料;并且将半加工的银胶菊材料运输到远距离橡胶提取工厂,所述远距离橡胶提取工厂能够由半加工的银胶菊材料产生橡胶、树脂和废渣滓,其中所述废渣滓包含按重量计至少60%的半加工的银胶菊材料(在干重基础上)。
[0023] 在第二个实施例中,提供了用于降低与用于橡胶提取的银胶菊灌木加工相关的运输成本的便携式地方性子站。便携式地方性子站包括适合于初始加工一定数量的收获的银胶菊灌木的切碎器、剥皮机、压块机、空气分离器、脱叶器和压缩机中的至少一种,由此使收获的银胶菊灌木的重量降低至少5%。地方性子站能够运输至多个位置。
[0024] 本文还提供的是与用于橡胶提取的银胶菊灌木加工有关的系统。在第一个系统实施例中,提供了用于管理与用于橡胶提取的银胶菊灌木加工相关的废物的系统。该系统包括用于接受从收获地点收获的银胶菊灌木的子系统,所述银胶菊灌木包括叶、树皮、木质材料和任选的根;包括地方性子站的预加工子系统,所述地方性子站用于从收获的银胶菊灌木去除叶和根污垢中的至少一种,由此产生其重量比收获的银胶菊灌木的重量低至少5%的半加工的银胶菊材料;以及用于将半加工的银胶菊材料运输到远距离橡胶提取工厂的运输子系统,所述远距离橡胶提取工厂能够产生橡胶、树脂和废渣滓,其中所述废渣滓包含按重量计至少60%的半加工的银胶菊材料(在干重基础上)。
[0025] 在第二个系统实施例中,提供了用于在从银胶菊灌木中提取橡胶前预加工银胶菊灌木的系统。该系统包括具有地方性子站的预加工子系统,所述地方性子站用于接受从收获地点收获的银胶菊灌木,并用于从收获的银胶菊灌木去除叶和根污垢中的至少一种,由此产生其重量比收获的银胶菊灌木的重量低至少5%的半加工的银胶菊材料,其中所述地方性加工子系统位于收获地点25英里内。
[0026] 在第三个系统实施例中,提供了用于加工银胶菊灌木以从灌木中提取橡胶的系统,所述系统包括远距离橡胶提取工厂,所述远距离橡胶提取工厂用于接受来自预加工地点的预加工的银胶菊灌木材料,并用于进一步加工预加工的银胶菊灌木材料,以产生橡胶、树脂和废渣滓。在远距离橡胶提取工厂处接受的预加工的银胶菊灌木材料已进行预加工,以去除叶和根污垢中的至少一种,由此消除或降低在远距离橡胶提取工厂处的此类去除的需要。在此类实施例中,远距离橡胶提取工厂位于距离预加工地点超过10英里。
[0027] 如先前讨论的,在本文公开的方法的第一个实施例的第一个子实施例中,收获的银胶菊灌木包括叶、根、树皮和木质材料,并且第一个实施例的地方性子站用于从收获的银胶菊灌木去除叶和根污垢中的至少一种。在本文公开的方法的第一个实施例的第二个子实施例中,收获的银胶菊灌木包括叶、树皮和木质材料,并且地方性子站用于从收获的银胶菊灌木去除叶和根污垢中的至少一种。在本文公开的方法的第一个实施例的第三个子实施例中,收获的银胶菊灌木包括叶、树皮和木质材料,并且地方性子站用来进行叶去除、根污垢去除以及木质材料和树皮分离中的至少一种。(在本文公开的系统的第二个实施例中以及在本文公开的系统的第一个、第二个和第三个实施例中利用的收获的银胶菊灌木可具有前述组成中的任一种。)一般地,叶去除可能是期望的,因为与木质材料相比较,银胶菊灌木的叶含有相对更低百分比的橡胶。类似地,还可能期望从收获的银胶菊灌木去除根污垢,以防止污垢进入最终的橡胶提取过程,因为污垢的细颗粒可污染银胶菊橡胶,并导致级别更低的更不期望的橡胶产品。在根据第一个实施例的某些实施例中,树皮和木质材料与收获的银胶菊灌木的分离可能是期望的,以形成可从其中提取橡胶的两个材料流。在某些实施例中,树皮流和木质材料流可经受不同的后续处理,例如在远距离橡胶提取工厂处不同类型的压缩成为压块以及甚至不同的橡胶提取操作。在根据本文公开的方法和本文公开的系统的第一个实施例的第一个、第二个和第三个子实施例以及本文公开的第二个实施例的某些实施例中,便携式子站用于从收获的银胶菊灌木去除叶和根污垢。一般地,在与橡胶提取在其中发生的场所分开的场所处,掺入预加工过程例如叶去除、根污垢去除、剁碎、压缩以及树皮和木质材料分离中的一种或多种,可简化橡胶提取过程,因为在橡胶提取过程期间需要相对更少的步骤(并且因此相对更少的设备)。
[0028] 在根据本文公开的方法和本文公开的系统的第一个实施例的第一个、第二个和第三个子实施例以及本文公开的第二个实施例的某些实施例中,可能期望在子站处去除死亡植物物质的小枝和小片,因为这些组分具有或更低的总体橡胶含量和/或含有降解的橡胶(即,更低的分子量)。
[0029] 在根据本文公开的方法和本文公开的系统的第一个实施例的第一个、第二个和第三个子实施例以及本文公开的第二个实施例的优选实施例中,地方性子站位于相对接近于银胶菊灌木在其中生长并收获的收获地点,以便促进收获的银胶菊灌木容易递送至地方性子站。在某些实施例中,子站位于收获地点25英里、5英里、1英里、1/2英里或甚至1/4英里内。相反,远距离橡胶提取工厂位于相对远离收获地点,使得如果没有在地方性子站处的预加工,整个银胶菊灌木的运输可导致高运输成本。在某些实施例中,远距离橡胶提取工厂位于距离收获地点和/或子站位于其中的地点超过10英里、超过25英里或甚至超过100英里。特别考虑远距离橡胶提取工厂可采取多种形式,并且采用多种过程用于从银胶菊灌木中提取橡胶,包括但不限于性提取和有机溶剂提取。用于来自银胶菊灌木的有机溶剂橡胶提取的示例性方法公开于美国专利申请序列号61/607,448、61/607,460和61/607,469中,所述专利申请各自的完整公开内容以引用的方式并入本文。
[0030] 在根据本文公开的方法的第一个实施例的第一个、第二个和第三个子实施例以及根据本文公开的系统的第一个、第二个和第三个实施例的某些实施例中,子站是便携式的。便携性程度可改变。在优选实施例中,便携式地方性子站可在可运输的平台或表面例如拖车床定位并利用。在此类实施例中,子站至用于收获的银胶菊灌木的初始加工的新子站位置的再定位和/或子站至远距离橡胶提取工厂的再定位将是相对容易的。在其他实施例中,子站在下述方面可以是便携式的:能够被装载到货车上或经由另一种运输装置移动,用于递送至合适的子站位置或远距离橡胶提取工厂,从运输装置上卸载并且在置于地面上后可使用,在平台(含或不含固定夹具)上定位在收获地点或远距离橡胶提取工厂处或者接近收获地点或远距离橡胶提取工厂,或者可临时性安装在收获地点或远距离橡胶提取工厂处或者接近收获地点或远距离橡胶提取工厂的建筑物或其他居所(再次,含或不含固定夹具)中。优选地,便携式子站这样配置,使得它可在移动到新位置不超过数小时(即,2-4小时或更少)内使用。在根据本文公开的方法和本文公开的系统的第一个实施例的第一个、第二个和第三个子实施例以及根据本文公开的第二个实施例的某些实施例中,子站从第一地方性位置再定位到第二地方性位置,所述第一地方性位置距离第一收获地点不超过5英里(优选不超过1英里),所述第二地方性位置距离第二收获地点不超过5英里(优选不超过1英里)。此类实施例允许地方性子站移动到超过一个收获地点,其中收获地点可以是彼此定位不同距离(例如相隔超过10英里、相隔超过20英里或甚至相隔超过100英里)的不同农场位置,并且还各自距离远距离橡胶提取工厂相对遥远(例如各自距离远距离橡胶提取工厂超过10英里)。此类适应不同收获地点的移动可具有实现设备的更有效使用的优点,因为特定收获地点可能仅在一年的某一个或多个时期过程中收获银胶菊灌木。
[0031] 地方性子站可包括多种类型的设备,以便从收获的银胶菊灌木去除叶、根和树皮中的至少一种。用于从灌木去除叶的多种方法是已知的,并且本文公开的方法不应视为具体局限于任何个别方法。例如,在某些实施例中,叶去除可通过使用吹、摇动或两者的组合得到促进。在某些实施例中,叶去除可通过允许收获的银胶菊灌木在野外干燥(例如几天直到2-3周)得到促进,由此叶趋于变得干燥脆弱并更容易去除。存在用于从灌木根去除污垢的多种方法,并且本文公开的方法不应视为具体局限于任何个别根污垢去除方法。例如,在某些实施例中,根污垢去除可通过摇动、振动、吹气、空气分离器和使用水压来实现。用于使灌木的树皮与木质材料分离或从灌木的木质材料去除树皮的多种方法是已知的,并且本文公开的方法不应视为具体局限于任何个别树皮去除或分离方法。在某些实施例中,树皮去除/分离可通过使用精米抛光机、滚筒剥皮机或液压剥皮机得到促进。滚筒剥皮机使用旋转滚筒来去除树皮。液压剥皮机使用高压水来去除树皮。
[0032] 在根据本文公开的方法和本文公开的系统的第一个实施例的第一个、第二个和第三个子实施例以及本文公开的第二个实施例的某些实施例中,地方性子站还可包括切碎器,所述切碎器能够将收获的银胶菊灌木剁碎成具有1/4”至4”的平均长度的小片。(优选地,任何剁碎均在叶去除和/或根污垢去除之后进行。然而,在某些实施例中,取决于利用的叶去除和/或根污垢去除类型,在叶去除和/或根污垢去除前,将收获的银胶菊灌木剁碎成小片可以是可行的。)剁碎的小片可更容易运输至远距离橡胶提取工厂,并且还可减少在橡胶提取过程期间在远距离橡胶提取工厂处所需的加工量。存在用于剁碎木质材料例如银胶菊灌木的多种方法,并且本文公开的方法不应视为具体局限于任何个别方法。例如,获得剁碎的植物物质的一种示例性方法是将原始植物材料进料到切碎机、造粒机或锤磨机内。造粒机是众所周知的设计用于将材料剁碎或磨碎成多种尺寸的机器。大多数造粒机含有多个刀具(通常为刀)和一个或多个具有多种直径孔以决定最终产物的尺寸的筛子(有时可互换)。存在多种尺寸造粒机并且可用于剁碎植物物质例如含有3/8”、1/4”和1/8”开口的造粒机。锤磨机一般可描述为含有锤固定在其上的垂直或水平转轴或桶的钢桶;锤“重击”经过磨机的材料。存在多种尺寸的锤磨机,并且可用于剁碎植物物质例如含有3/8”、1/4”和1/8”开口的锤磨机。
[0033] 在根据本文公开的方法和本文公开的系统的第一个实施例的第一个、第二个和第三个子实施例以及根据本文公开的第二个实施例的某些实施例中,地方性子站还包括压缩机,所述压缩机能够将剁碎的植物物质压缩成更致密形式例如压块或团块。在某些实施例中,经压缩的材料是压块或团块,所述压块或团块具有的密度比未压缩的剁碎的植物物质的密度高150-325%。在对一个或多个收获地点地方性的位置处产生此类压块可导致降低的运送和运输成本,因为相对更多的压块(和因此更多的橡胶)可在相同体积的运送或贮存容器内运输到远距离橡胶提取工厂或贮存(在地方性子站的位置处、在远距离橡胶提取工厂处或在另一个位置处)。在另外其他实施例中,压块具有的密度比未压缩的剁碎的植物物质的密度高40-100%。具有此类密度的压块可提供在更容易产生以及更容易磨碎并溶解于有机溶剂方面的优点。在某些实施例中,压块具有3至8.5磅/加仑(0.4至1kg/升)的密度。该密度是压块的真密度(排除孔的体积)而不是堆密度。存在用于测定多孔固体的真密度的多种方法(例如光学、气体膨胀和液体吸胀),并且是本领域技术人员已知的,但它们一般均必需测量多孔固体内存在的孔体积,使得该体积可从用于计算真密度的体积中排除。
[0034] 在其中地方性子站包括压缩机或压块机的本文公开的方法和本文公开的系统的第一个实施例的第一个、第二个和第三个子实施例以及本文公开的第二个实施例的那些实施例中,产生的压块、团块或其他压缩形式可含有一定量的水。在某些实施例中,压块含有按重量计2-20%的水(基于压块的总重量)。在其他实施例中,压块含有按重量计5-15%的水。在压块内的水具有如其来自植物物质的原始源残留水。在压块中存在的水量可例如通过在将剁碎的植物物质压紧成压块前使其干燥进行调整。在某些实施例中,在将剁碎的植物物质压紧成压块前,使剁碎的植物物质干燥,以使其水分含量降低至少2重量%、至少4重量%或甚至至少6重量%。可利用实现剁碎的植物物质干燥的多种方法,包括但不限于晒干、强制通风干燥(使用干燥和/或加热的空气)。在某些实施例中,植物物质可在剁碎前进行干燥。可存在于压块中的水的另一个潜在源是在收获后加入植物物质中的添加剂。
如下文更详细地讨论的,这些添加剂可包括可任选经由活性成分的水性溶液施加的抗化剂和/或粘合剂
[0035] 在根据本文公开的方法和本文公开的系统的第一个实施例的第一个、第二个和第三个子实施例以及根据本文公开的第二个实施例的某些实施例中,地方性子站包括切碎器。在某些此类实施例中,植物物质包含剁碎的银胶菊灌木,所述银胶菊灌木包括来自灌木的树皮和木质组织,但不超过5重量%、优选不超过4重量%或不超过3重量%或甚至更优选不超过1重量%的植物物质包含来自银胶菊灌木的叶。在前述实施例的某些中,用于植物物质的银胶菊灌木最初包含灌木的地上部分和地下部分两者(即茎(含树皮、木质组织和髓)和根)。在前述实施例的其他中,用于植物物质的银胶菊灌木最初仅包含灌木的地上部分(换言之,根不包括在植物物质中)。银胶菊灌木的叶可使用多种方法例如野外干燥随后为摇动去除。可利用其他用于在将植物物质掺入压块内之前从银胶菊灌木的植物物质去除叶的方法,因为用于去除叶的特定方法不视为本文公开的方法和系统的显著限制。
[0036] 在根据本文公开的方法和本文公开的系统的第一个实施例的第一个、第二个和第三个子实施例以及根据本文公开的第二个实施例的某些实施例中,地方性子站由含有渣滓、橡胶和树脂的组合的植物物质制备压块。在某些实施例中,用于压块中的植物物质包括树皮、木质材料、橡胶和树脂。在某些实施例中,木质材料包含至少70重量%、至少80重量%、至少85重量%或甚至至少90重量%的压块,并且剩余压块量包含树皮和叶。为了实现在压块内的植物物质的前述构成,可能需要去除或限制用于植物物质内并压实成压块的树皮和叶的量。在另外其他实施例中,树皮包含至少50重量%、至少60重量%、至少70重量%或甚至至少80重量%的压块,并且剩余压块量包含木质材料和叶。为了实现在压块内的植物物质的前述构成,可能需要去除或限制用于植物物质内并压实成压块的木质材料和叶的量。在某些实施例中,压块包含至少80重量%的树皮、小于20重量%的木质材料和小于1重量%的叶。为了实现在压块内的植物物质的前述构成,可能需要去除或限制用于植物物质内并压实成压块的木质材料和叶的量。在另外其他实施例中,压块含有小于5重量%的木质材料,而剩余压块量包含高达95重量%的树皮和优选小于2重量%的叶,甚至更优选小于1重量%的叶。在压块内使用的每份植物物质(即,树皮、木质材料、根和叶)将含有不同量的渣滓、橡胶、树脂和水。
[0037] 如本文使用的,术语压块和团块可互换使用,并且应广泛解释为包含多种形式或形状,包括但不限于团块、立方体、矩形固体、球形固体、蛋形固体、块和饼。存在用于将植物物质压紧成压块的多种方法。一种由植物物质制备压块的方法是利用商业压块机来制备压块。多个公司制造这些机器并且它们可以多种尺寸和规格获得。示例性压块机包括由K.R.Komarek,Inc.(Wood Dale,IL)制造的压块机,包括辊型压块机型号B100R和BR200QC。一般地,压块机利用辊型系统来压紧材料,伴随或不伴随对被压缩的材料添加粘合剂。压可通过机器以不同量施加,取决于利用的机器、切片的植物物质的特性和压块中所需的特性。在某些实施例中,来自银胶菊灌木的植物物质的压块使用压块机制备。在前述实施例的某些中,在切片的植物物质被压缩成压块前,对切片的植物物质施加粘合剂。其他由非三叶胶植物制备剁碎的植物物质压块的方法可用于本文公开的方法和系统的范围内。
在这方面,名称为“Processes For Recovering Rubber From Non-Hevea Plants Using Briquettes”的美国专利申请序列号61/607,475的公开内容以引用的方式并入本文。
[0038] 在某些实施例中,通过地方性子站制备的压块由剁碎的植物物质进行制备,所述剁碎的植物物质在压缩成压块前已用一种或多种粘合剂进行处理。可利用多种类型的粘合剂,包括但不限于基于有机物质的粘合剂(例如木材产品、粘土、淀粉和灰)、基于化学品的粘合剂(例如磺酸酯、石灰和皂土钠以及液体例如水。与切片的植物物质一起使用的粘合剂的量可根据被形成的压块类型而改变。在某些实施例中,与压块一起使用的粘合剂的量是0.1-5重量%(基于压块的总重量)。
[0039] 在某些实施例中,通过地方性子站制备的压块由剁碎的植物物质进行制备,所述剁碎的植物物质在压缩成压块前已用一种或多种抗氧化剂进行处理。在某些实施例中,用作一种或多种抗氧化剂的合适化合物包括但不限于2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(也被称为2,6-二叔丁基-对甲酚);N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-1,4-苯二胺;十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)-丙酸酯(作为 1076商购可得);4,6-双(辛基硫甲基)-邻甲酚(作为 1520商购可得),一元受阻酚例如6-叔丁基-2,4-二甲苯酚、苯乙烯化酚、丁基化辛基酚;双酚例如4,4'-亚丁基双(6-叔丁基-间甲酚)、聚丁基化双酚A、受阻氢醌例如2,4-二叔戊基氢醌;多酚例如丁基化对甲酚-双环戊二烯共聚物;苯酚硫化物例如4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、烷基化芳基化双酚磷酸酯例如三(壬基苯基)亚磷酸酯、三嗪三例如三(2-羟乙基)-三嗪三酮、三(烷基羟基苄基)-三嗪三酮的烷基化羟基肉桂酸三酯;季戊四醇酯例如四(亚甲基-3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)甲烷;取代的二苯胺例如辛基化二苯胺、对-(对甲苯磺酰基)-二苯胺、壬基化二苯胺、二异丁烯-二苯胺反应产物;二氢喹啉例如6-十二烷基-1,2-二氢-2,2,4-三甲基喹啉;二氢喹啉聚合物例如1,2-二氢-2,2,4-三甲基喹啉聚合物;巯基苯并咪唑例如2-巯基苯并咪唑;金属二硫代氨基甲酸盐例如二丁基二硫代氨基甲酸镍、二异丁基二硫代氨基甲酸镍、二甲基二硫代氨基甲酸镍;酮/-芳基胺反应产物例如苯胺-丁醛缩合产物、二芳基胺-酮-醛反应产物;以及取代的对苯二胺例如二-b-基-对次苯基苯二胺和N-苯基-N'-环己基-对苯二胺。用于利用至少一种抗氧化剂的这些实施例中的抗氧化剂的总量可以在通过该方法最终产生的纯化固体橡胶0.2-2重量%的范围内(基于含有小于0.8重量%溶剂的纯化固体橡胶的重量)。
[0040] 在某些实施例中,通过地方性子站压缩成压块的植物物质不仅已剁碎,还已经受辊磨机/破碎机、刨片磨机/刨片机、锤磨机和/或其他能够破裂含有天然橡胶的细胞的细胞壁的机械处理。辊磨机/破碎机一般可描述为具有两个或更多个辊的装置,所述辊各自含有纵向凹槽,所述纵向凹槽帮助进料通过磨机的材料的进一步粉碎。刨片磨机或刨片机一般可描述为具有两个或更多个辊的装置,所述辊各自具有平滑表面,通常以不同的速度操作,在辊间具有限定和可调整的间隙,所述辊主要帮助提供植物细胞壁的进一步破裂。锤磨机一般可描述为含有锤固定在其上的垂直或水平转轴或桶的钢桶;锤“重击”经过磨机的材料。这类机械处理趋于增加最终可从植物物质中回收的天然橡胶的量。在某些实施例中,来自银胶菊灌木的剁碎的植物物质用于压块,并且在压缩成压块前使切片的植物物质经受辊磨、刨片磨和锤磨中的至少一种。在其中对切片的植物物质使用辊磨、刨片磨或锤磨中的至少一种的那些实施例中,剁碎的植物物质在被压缩成压块前优选用至少一种抗氧化剂(抗氧化剂的量依照先前抗氧化剂讨论)进行处理。
[0041] 在某些实施例中,压块能够在压紧后贮存至少90天,同时压块内含有的橡胶仍具有至少800,000、优选至少1,000,000的分子量。压块可贮存于子站位置处或子站位置附近,在橡胶提取工厂处或附近,或在分开的位置例如能够提供温度或其他环境控制的位置处。在某些优选实施例中,压块由来自银胶菊灌木的剁碎的植物物质制成,并且压块能够在压紧后贮存至少90天,同时压块内含有的橡胶仍具有至少800,000、优选至少1,000,000的
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