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      瓜爾豆膠產品中心 / Product Center

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      新疆油田瓜爾膠產業鏈發展

      發布日期:2015-03-02 14:22:16
      新疆油田瓜爾膠產業鏈發展和瓜爾豆
      新疆油田瓜爾膠產業鏈發展,在美國,價值達數十億美元的頁巖能源工業與印度瓜爾豆的種植息息相關。美國從事頁巖油氣開 采的公司已對瓜爾豆膠形成了龐大的需求,瓜爾豆 膠是從油頁巖中開采油氣的水力壓裂法需要使用的 主要原料之一。水力壓裂法被稱作能夠改變能源地 緣政治的科技,能夠增加北美本地的天然氣供應, 這一地區將很快從天然氣凈進口地區轉變為天然氣 主要出口地區。這一技術使瓜爾豆成為一種珍貴的 商品,能源行業的戰略物資,被印度農民稱為“黑 金”。
      隨著美國頁巖氣水力壓裂開發技術革命的成 功,石油行業對于瓜爾膠的需求量出現了爆發式的 增長,2012年美國使用總量達到46萬t,采購總 量達到57萬t。中國國內瓜爾膠每年用量8萬t左 右,全部依賴進口,其中石油行業用量占一半左右。 隨著中國國土資源部2012年10個頁巖氣勘探區塊 公開招標,標志著我國頁巖氣資源開發的正式啟動, 國內市場對瓜爾膠的需求量也會迅速上升。在這個 大背景推動下,瓜爾膠價格從2011年的1萬元/t開 始啟動,到2012年6月到達最高點,當時中石油集 團公司瓜爾膠招標價最高為15.8萬#^因此, 2012年12月中石油集團公司特別將瓜爾豆胚乳片列 為統一采購進口的重要物資。瓜爾豆及其制品胚乳 片、膠粉如圖1所示。
      瓜爾豆原產地和分布區大部分屬于熱帶沙漠氣 候。印度主要集中在沿著坦爾沙漠周圍的拉賈斯坦 邦、古吉拉特邦、哈里亞納邦等地進行種植,這個 地區年平均氣溫25 ~ 28^,年降水量600 ~ 700mm,已形成了印度的瓜爾豆栽培中心。巴基斯 坦主要集中在年平均氣溫24 ~26t:,年降水量200 ?30〇mm的旁遮普省、信德省地區進行大面積的 瓜爾豆栽培[1]。上述地區氣候特點恰好能滿足瓜
      爾豆的生長需要[2],是目前世界上最好的瓜爾豆 產地,也是最大的產地,全球95%瓜爾豆產量來 源于這一'地區。美國主要分布在西部的得克薩斯 州、俄克拉荷馬州的干熱地帶種植,年平均氣溫在 20 ~23^,年降水量100 ~900mm。瓜爾豆最初種 植主要作為蔬菜食用,逐步發展為詞料和綠肥作 物,自二次世界大戰以來,印度和巴基斯坦才發展 為種子生產,作為工業用膠原料供出口需要,印度 和巴基斯坦種子年產量達200萬t以上,由各個膠 業公司加工成膠片和膠粉出口,年出口量約50萬 t。美國是最大的用膠國家,其次為中國、歐洲、 日本等國家和地區。 
       
      我國于20世紀70年代末,在南方的湖北、云 南、廣東等省引種瓜爾豆,但由于這些地區氣候特 征屬于潮濕熱帶、亞熱帶氣候,這與原產地干熱氣 候差異很大,種植沒有獲得經濟產量,加之這些地 區種植成本高,政府和農民沒有種植的積極性,因 此沒有得到大面積的推廣種植。2001年2月28 日,北京礦冶研究總院與新疆油田合作,雙方共同 出資成立經營瓜爾豆及其相關產品的專業公司克拉 瑪依市金豆科貿有限公司;同時建成了克拉瑪依市 希望高新技術開發公司瓜爾膠廠,年產瓜爾膠 3000t。由金豆公司全面負責運行管理,采用公司 +基地+農戶的訂單農業運行機制。在種植期間各 地都是由當地的農業主管部門牽頭,農業技術推廣 部門進行種植的布點,技術措施的制定以及各生育 期的技術督導,使瓜爾豆種植得到了順利進行。金 豆公司按合同要求保證瓜爾豆的收購,并在資金上 給予種植地區扶持,產前賒銷種子、化肥、農膜等 農資,最終形成種植、加工、銷售一條龍經營。
      1種植
      新疆地處亞歐腹地,遠離海洋,四周環山,濕 潤氣流不易進入,干早少雨的溫帶大陸性氣候是新 疆氣候的基本屬性。其突出的特點是:積溫較多, 在農作物的生長期,除北疆北部的部分地區溫度略 低外,其他地區的日平均氣溫都大于10T,高于 國內同緯度的地區,絕大部分地區的年積溫都大于 3000^,其中塔里木盆地和吐魯番盆地年積溫分 別4000尤和500(n:,這就為農作物的生長發育提 供了可靠而充足的熱量。無霜期短,南疆多為200 天左右,北疆在160天上下,略短于同緯度的華北 地區,但因這期間日照長,積溫多,不僅適應糧、 棉、油等作物生長的需要,而且促成了新疆農作物 品質好的特點。日溫差大,非常有利于光合物質的 積累,這也是新疆農產品質量好、瓜果甜的重要因 素。氣溫夏高冬低春升快,春季升溫快有益于早春 作物的播種,作物生長月份平均氣溫較高,有利于 喜溫作物的生長發育。
      這些有利條件都有利于瓜爾豆的生長,從 1997年開始,瓜爾豆先后在北疆的克拉瑪依、福 海、額敏、烏蘇、昌吉、石河子等地,南疆的和 田、澤普、莎車、庫車等地進行了試種,到2〇〇4 年累積種植面積達到10000余畝。瓜爾豆大田平均 畝產在120 ~ 150kg,胚乳含量為37% ~ 39%,半 乳甘露聚糖含量為78% ~ 80%。
      1.1品種選育
      瓜爾豆在新疆的種植過程中,選育出5個品種, 以不分枝、自封頂、結莢多的品種作為主栽品種。
      1.2播種技術
      這一階段工作包括播前選地、播前整地、播前 灌溉、播前封閉除草等幾項工作。重點是:①合理 密植。要求每畝保苗2. 5萬株左右,株距6 ~ 8cm, 穴距12cm,每穴留苗2株,播深2 ~ 3cm。②保 苗。瓜爾豆出苗時對土壤的溫度、濕度要求非常嚴 格,種子發芽時要求5cm的地溫必須穩定在20丈 以上,種子吸水量相當于自身重量的5 ~8倍,達 到上述條件瓜爾豆種子才能正常發芽出土。新疆油田瓜爾膠產業鏈發展,如果鋪 地膜種植必須整地前澆足底墑水;如果不鋪地膜種 植可以采用先播種后澆水的辦法,水量要小,不能 拉溝,待地表稍干,用小四輪拖帶釘齒耙松表土, 破除板結,采取干播濕出的方法。
      1.3生長前期
      這一階段工作包括及時解放苗、復土、補苗、 間定苗、中耕除草、防治蟲害等。重點是:保證苗 全、苗勻、苗壯;疏松土壤促進發根壯苗,早分 枝,早開花,多開花;防蚜蟲,用氧化樂果、久效 磷600 ~ 700倍液進行防治2次。
      1.4生長中期
      這一階段的工作包括中耕松土、追肥與灌溉、 葉面追肥、病害防治等。重點是:①追肥與灌溉。 在瓜爾豆第一次澆水前進行機械追肥,一般每畝追 肥尿素8?10kg,緊接著進行開溝、打埂子準備澆 水,埂子距離一般25?30m,便于澆水。第一次澆 水時間在瓜爾豆開花8 ~ 10天,土壤含水量低于 65%時,應及時進行澆水。第二次澆水一般在第一 水后15天左右進行,此間氣溫高,蒸發量大,水 量可大些,但應注意瓜爾豆怕淹,田間不準積水, 如有積水,必須及時排掉。②病害防治。瓜爾豆易 發生病害,主要病害有立枯?。ǜ。?、枯萎病 和細菌病等,及時進行防治是瓜爾豆增產的關鍵。 瓜爾豆的病害一般發生在中后期,要提前防治,不 要等到病害發生后再采取防治。采用70%的甲基 托布津,用量為60 ~80g/畝;50%多菌靈,用量 為50~70g/畝;農用鏈毒素,用量為20~25g/畝, 三者混合使用對枯萎病、葉斑病防效較好。每7~ 10天噴藥一次,連續防治2 ~3次。防治病毒病除 進行種子處理以外,更重要的是消滅田間一些傳毒 昆蟲,如葉蟬、蚜蟲等。
      1.5生長后期
      這一階段的工作包括拔草、澆增重水、噴葉 肥、打頂等。重點是:①澆增重水。鼓粒期豆粒增 大,需水量大,當土壤含水量低于田間最大持水量 70% ~75%時,必須及時澆水,整個生育期需澆水 3 ~4次。②打頂尖。瓜爾豆是無限花序,為了使 其成熟一致,可在9月初人工打頂尖或用縮節銨、 矮壯素控制生長,采用后者為最好。
      1.6收獲技術
      這一階段的工作包括人工收割、脫粒、揚凈 等。重點是:①收割。瓜爾豆有結莢部位低和容易 掉莢的缺點,給收獲帶來一定困難,加之當年沒有 專用收割機械,所以瓜爾豆的收割還主要靠人工完 成。②最佳收割期。應在瓜爾豆角莢90%以上干 黃,上部角果己經鼓粒飽滿,莢皮黃綠時,抓緊在 每天早晨11點以前的有利時間或在陰天、雨天后 進行人工搶收,這樣可以減少掉莢和浪費。③脫 粒。將收割的瓜爾豆拉運到場上或堆放在地里3~ 5天,讓其上部角果完成后熟后,攤開曬干,用康 拜因在田間行走脫粒,之后揚凈人倉。瓜爾豆種植 各個階段的情況如圖2。 
       
      2膠片加工
      首先對原料瓜爾豆進行清選,除去里面的草 棍、石子、鐵器等。然后破開瓜爾豆,使帶皮的胚 乳片與胚芽脫離,然后將粒徑小的胚芽篩分出去。 對帶皮的胚乳片進行加熱,利用胚乳片韌性好,而 豆皮性脆易碎的特點,進行錘擊使豆皮破碎,再通 過風選分離,最后得到純凈胚乳片。下面主要針對 重點工序進行說明。
      2.1清選
      瓜爾豆要經過篩選,去除塵土、石塊、沙礫、 金屬屑、谷殼和破碎的種子。清選工序由斗式提升 機和多功能清選機組成。斗式提升機是一種最常用 的垂直提升設備,適合向上輸送瓜爾豆。斗式提升 機結構簡單,占地面積小,動力消耗低,輸送能力 大。主要設備參數如下:整機尺寸長x寬x高為 760mm x 260mm x 6090 mm,斗距 100mm,電機功 率3kW,提升量2500kg/h瓜爾豆。
      多功能精選機集風選、篩選等功能為一體,該 機的風選功能主要是靠立式空氣篩來完成,它根據 種子的空氣動力學特性,按照種子和雜質臨界速度 的不同,通過調整氣流的速度,實現分離的目的, 較輕的雜質被吸人沉降室集中排出,較好的種子通 過空氣篩后進人振動篩。振動篩有上下兩層篩,設 有三種出口,可以分別將大雜、小雜和獲選種子排 出。•振動篩的分選原理是按照種子的幾何尺寸特性確 定的,種子的種類和品種不同,各尺寸也有所不同, 選擇不同規格的篩片,新疆油田瓜爾膠產業鏈發展,就能滿足分選的要求。設有螺 旋除塵系統,能將粉塵、輕雜質等沉降后集中排放, 無污染。主要設備參數如下:處理量30001cg/h,整機 尺寸長x寬x高為3950mm x 2920mm x 3550mm,篩面 尺寸長x寬為2000mm x 1500mm,凈度英97%,總功 率 10_5 kW,重量 1900 kgo 2.2破碎
      通常各種干豆都可以通過石磨機(圖3)進行 破碎加工,處理量大,破碎完整。清選干凈后的瓜 爾豆,通過上部的料斗均勻落入石磨機,進人兩個 平行的石磨中間,一個石磨靜止,另一個以900ipm 速度旋轉,將種子破裂為兩瓣胚乳片和胚芽,豆皮 依然黏附在胚乳片上??刂苾墒ブg的間距,可 以控制未被破裂的種子少于5%。破裂的種子混合 物被輸送到篩子上,胚芽通過10目的篩網被分離 掉。本工序是生產優質、純凈、高黏度胚乳片的關 鍵。主要設備參數如下:處理量3000kg/h,整機尺 寸長 x 寬 x 高為 1250mm x 1250mm x 1500mm,石磨 直徑750mm,電機功率llkW,轉速960rpm。除石 磨機外,還可以選擇其他破碎設備例如針磨機,它 由相鄰表面上具有針棒的兩個鋼盤組成。內盤固定 不動,外盤作高速轉動破碎。主要設備參數如下: 處理量3000 kg/h,整機尺寸長x寬x高為750mm x 700_x 900mm,鋼磨直徑450mm,電機功率7. 5 kW,轉速 1440rpm。
      2.3脫皮
      瓜爾豆經過破裂得到兩瓣胚乳片,豆皮依然黏 附在胚乳片上。脫皮過程是使胚乳片在90s的時間 里通過加熱爐。
      加熱爐(圖3)利用燃氣加熱,含有適當濕度 的胚乳片被迅速加溫至l〇5t:,此時胚乳片變得有 韌性和彈性,而豆皮依然是脆性易碎,容易被錘擊 粉碎并被氣動去除。胚乳在高溫時易發生降解,影 響膠體黏度。為避免熱損傷,胚乳加溫不能超過 115^。通過加熱爐后,胚乳片溫度要快速降低到 60^,然后被輸送到脫皮機(圖3)。脫皮機通常 是一個有兩層的倉,每層有一個旋轉的鋸齒刀片, 使豆皮與胚乳分離。豆皮被風選去除,完整的胚乳 片由一個20目的篩網分離出來。通常情況下,如 果沒有很好地控制加熱溫度和時間,以及加熱后沒 有迅速降溫到60T,會造成熱損傷。這種胚乳片 的得粉率、水合速度以及化學改性能力都會降低。 脫殼率用含鐵量來測定,一般應大于93%。
      加熱爐主要設備參數如下:加熱溫度100 ~ 115^,處理量4500kg/h,整機尺寸長x寬x高為 3800mm x 1100mm x 1250mm,電機功率 5. 5kW, 轉速960 rpm。脫皮機主要設備參數如下:處理量 2000kg/h,整機尺寸長x寬x高為3940mm x ll45mmx3l7〇mm,刀片直徑750mm,電機功率 4kW,轉速960 rpm,減速比45 : 1。
      3膠粉加工
      首先對原料胚乳片進行清選,除去里面的草 棍、石子、鐵器等,向反應釜中加入胚乳片、堿 液,向夾套中通人熱水保溫,開啟攪拌完成堿化反 應,然后加人環氧丙烷進行醚化反應,最后加人酸 液進行中和。改性反應結束后,胚乳片經增黏、干 燥、粉碎、篩分、均質等加工步驟得到成品羥丙基 瓜爾膠粉。下面主要針對重點工序進行說明。
      3.1改性工序
      瓜爾膠胚乳片是一種粒狀固體物料,其比重 大,導熱率低,新疆油田瓜爾膠產業鏈發展,遇水后黏性較大。與液體物料相 比,物料翻動困難,反應溫度不易保證。若使用液 體物料反應釜裝置對瓜爾膠胚乳片進行加工處理, 由于反應溫度波動大,物料攪拌不均勻,物料在釜 壁上大量黏附,使得加工的產品黏度低,水不溶物 過高。由此可見,為生產出優質的瓜爾膠產品,必 須研制專用的瓜爾膠反應設備。本反應釜(圖4) 是我們為滿足改性瓜爾膠工業化生產而研制的專用 設備,它具有獨特的結構,可完全滿足瓜爾膠反應 的要求。
      反應釜的主要設備參數如下:整機高度和直徑 分別為3988mm、2500mm,罐體高和直徑為 2527mm、2452 mm,物料裝填量200kg,加熱方式 為熱水加熱,電動機為隔爆型三相異步電動機,額 定功率7. 5kW;減速機為立式行星擺線針輪減速 機,傳動比59: 1,額定工作溫度50 ~100^,額 定工作壓力〇• 3MPa,最高工作壓力0• 5MPa。
      3.2增黏工序
      本工序的工藝要求是將水合后的胚乳片進行增 黏,增黏工序是采用對輥破碎機對水合后的胚乳片 進行搓碾和剪切,使完整的胚乳片被磨碎成小顆粒 狀或小細條狀,新疆油田瓜爾膠產業鏈發展,既能夠破壞胚乳細胞的細胞壁,使 膠質滲透出來,又能夠破壞半乳甘露聚糖的結晶狀 態,使大分子完全由卷曲的螺旋狀態伸展開來,獲 得最佳的理化性能。對輥式破碎機(圖4)主要由 輥輪、輥輪支撐軸承、壓緊和調節裝置以及驅動裝 置等部分組成。水合后的物料從進料口通過輥輪, 經碾壓而破碎,然后從底架下面排出。輥子直徑 600 ~ 1000mm,輥子長度900 ~ 1500mm,電機功率 30x2kW,處理量為 1500~ 2000kg/h。
      3.3粉碎工序
      本工序的工藝要求是將初步干燥的物料進行粉 碎,達到規定的細度要求。主要設備是立軸反射型 超細粉碎機(圖4),能同時完成微粉碎和微粒分 選,而且能不停機調節粒度,能加工一般微粉碎機 難于粉碎的靭性物料。物料從粉碎機下口負壓吸 人,粉碎分級,上口出料,細度達到99%通過120 目,95%通過200目,粉碎轉子盤電機功率75kW, 轉速 1500rpm’ 處理能力 2000 ~ 2500kg/ho 
       
      4發展前景
      該項目的實施可以對新疆農業產業結構進行調 整,帶動種植區農民共同致富,對促進農村繁榮穩 定具有重要的戰略意義。瓜爾豆在新疆的種植,不 僅填補了我國大面積種植瓜爾豆的空白,而且改變 了我國瓜爾膠原料全部依賴進口的局面,給新疆農 民帶來經濟上的豐厚收益,為新疆開發一個新的經 濟增長點,開拓一個新的產業。
      瓜爾膠是石油工業和頁巖氣開發的戰略物資和 重要原料,瓜爾膠加工產業是石油工業產業鏈的延 伸,在新疆進行瓜爾豆種植、加工和全產業鏈開 發,將對我國油氣資源開發及今后頁巖氣勘探、開 發起到保障和促進作用。
      本文推薦企業:山東東達生物化工有限公司(http://www.pradabag-outlet.com/),是專業的瓜爾膠和瓜爾豆膠生產廠家,專業生產瓜爾膠和瓜爾豆膠。擁有雄厚的技術力量,先進的生產工藝和設備。山東東達生物化工有限公司全體員工為海內外用戶提供高技術,高性能,高質量的瓜爾膠和瓜爾豆膠產品。熱忱歡迎國內外廣大客戶合作共贏。
       
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