連續(xù)流化床造粒包衣技術(shù)的開(kāi)拓與發(fā)展

儀征日發(fā)干燥設(shè)備有限公司              2013年第3期，《中國(guó)飼料添加劑》
陳林書  王新月 田保玉  楊波  劉合平  移昌民，江蘇  儀征  211408）
摘  要：本文主要介紹了連續(xù)流化床造粒包衣技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，其中包括四代連續(xù)式流化床技術(shù)內(nèi)容、技術(shù)圖表、技術(shù)能耗參數(shù)。
自2003年第一代具有生產(chǎn)靈活性的連續(xù)流化床噴霧干燥技術(shù)面世以來(lái)，連續(xù)流化床造粒包衣技術(shù)的發(fā)展非常迅猛，先后開(kāi)發(fā)出連續(xù)頂噴技術(shù)、帶內(nèi)加熱和打散刀形式的連續(xù)側(cè)噴技術(shù)、帶內(nèi)加熱、全流態(tài)化形式的連續(xù)側(cè)噴技術(shù)、帶內(nèi)加熱、全流態(tài)化形式的連續(xù)側(cè)噴技術(shù)、帶內(nèi)加熱、連續(xù)頂噴技術(shù)，目前已開(kāi)發(fā)出第四代年產(chǎn)單套6.5萬(wàn)噸新型專利申請(qǐng)?zhí)栃问降倪B續(xù)頂噴技術(shù)和其余多種物料應(yīng)用的技術(shù)。
1  四代連續(xù)式流化床技術(shù)內(nèi)容
1.1  第一代連續(xù)式技術(shù)
第一代連續(xù)式技術(shù)是不帶內(nèi)加熱式的流化床造粒包衣技術(shù)，其中有頂噴式、底噴式、側(cè)噴式三種。
對(duì)頂噴、底噴及側(cè)噴這三種噴霧方式來(lái)說(shuō)，在常規(guī)流化床造粒包衣中是各有其特點(diǎn)，現(xiàn)把其比較列表1所示，從中可看到，隨著現(xiàn)代制劑工藝的發(fā)展，單一的床型已無(wú)法滿足要求。 
表1  頂噴、底噴及側(cè)噴三種噴霧方式的技術(shù)參數(shù)比較

床型	風(fēng)量	分散性	流態(tài)化	物料脆碎度	干燥速率	成?？紫堵?/td>	用途	連續(xù)性
頂噴	大	中	隨機(jī)	高	快	大	制粒	好
底噴	中	高	規(guī)則	低	中	中	包衣	差
側(cè)噴	小	低	規(guī)則	低	低	低	制粒	不好

    第一代造粒技術(shù)能耗大，溫度損失和粉塵損失均比較明顯。
1.2  第二代連續(xù)式技術(shù)
帶打刀的流化床造粒包衣技術(shù)，典型的為側(cè)噴式。
第二代技術(shù)典型的是床層和出風(fēng)溫度較高，正常在85~100℃、安全性不高，能耗仍然較大，連續(xù)時(shí)間即穩(wěn)定性也不夠。
依次包括噴霧造粒、機(jī)械攪拌整形和包衣三個(gè)過(guò)程。解決了上述機(jī)械能形式流化床的不足：一是雖然具有出色的流動(dòng)性，但顆粒流動(dòng)性過(guò)高、致密性太大，造成混拌時(shí)的分布不均；二是還是易于吸潮。但是此技術(shù)還是從外部機(jī)械能手段上想辦法，沒(méi)有從流化微觀造粒的根本上出發(fā)想辦法。
1.3  第三代連續(xù)式技術(shù)
帶內(nèi)加熱的全流態(tài)化側(cè)噴技術(shù)：典型的為側(cè)噴/底噴式。
第三代技術(shù)是為了沒(méi)有機(jī)械能也能達(dá)到連續(xù)化生產(chǎn)的目的，并且品質(zhì)更好，產(chǎn)量更高，能耗更低，在同樣進(jìn)風(fēng)溫度的前提下出風(fēng)溫度可以在70~75℃。這類技術(shù)經(jīng)筆者查詢歸類，有底噴流態(tài)化形式，側(cè)噴流態(tài)化形式。
1.4  第四代連續(xù)式技術(shù)：。
第四代連續(xù)式技術(shù)于2009年在行業(yè)內(nèi)推廣、2011年開(kāi)始應(yīng)用,是行業(yè)內(nèi)新型的技術(shù)，保證了生產(chǎn)線的產(chǎn)量大、能耗低、穩(wěn)定性高、產(chǎn)品品質(zhì)好。該技術(shù)解決了以前幾種技術(shù)的固有缺陷：
1)、噴嘴在正下方或側(cè)下方時(shí)，各路返回的晶種或加入的晶種特別是布袋除塵器的返料，只有一部份通過(guò)噴嘴的霧化區(qū)；這樣造粒主機(jī)內(nèi)的細(xì)粉量越循環(huán)越高，直接結(jié)果就是顆粒越大成長(zhǎng)的越快，顆粒越小成長(zhǎng)的越慢，造粒床內(nèi)顆粒很不均勻。
2)、內(nèi)加熱器處在料層上方，噴嘴與分風(fēng)網(wǎng)板及內(nèi)加熱器就要保持一安全的距離，以防止糊網(wǎng)、糊管、塌床等不良現(xiàn)象發(fā)生；結(jié)果就是要么內(nèi)加熱器非完全埋在物料層內(nèi)、造成熱量浪費(fèi)和內(nèi)換熱效率低，要么整個(gè)料層壓差變大、系統(tǒng)電功率偏大，并且出風(fēng)溫度也偏高即進(jìn)出風(fēng)的有效熱利用溫差減小。
3)、噴嘴在正下方或側(cè)下方時(shí)，因?yàn)轭w粒會(huì)在團(tuán)聚或包層的作用下越長(zhǎng)越大，到一定粒徑時(shí)沸騰不起來(lái)；就算采用了打散刀的方法或強(qiáng)制排出的方法，到一定時(shí)間，也會(huì)嚴(yán)重破壞流態(tài)化。
4)、噴嘴是完全埋在流化層內(nèi)工作，需要的霧化空氣量比較大。
5)、在停機(jī)時(shí)，噴嘴需要拆出或?qū)⒘骰矁?nèi)物料全部排出，工作時(shí)也無(wú)法觀察到噴槍的霧化狀態(tài)。
6)、噴嘴在側(cè)方時(shí)，如霧化量較大，容易噴到對(duì)面的壁上，并且拆裝時(shí)因跑粉料而不衛(wèi)生。
 

2. 四代連續(xù)式流化床技術(shù)比較 (見(jiàn)圖1)

 

 

圖1  四代連續(xù)式流化床技術(shù)比較
3  四代連續(xù)式流化床技術(shù)能耗參數(shù)
考察連續(xù)式流化床技術(shù)能耗參數(shù)優(yōu)劣的簡(jiǎn)單方法是比較進(jìn)出風(fēng)的有效溫差，指進(jìn)風(fēng)與造粒機(jī)出口溫度差，以此可以看出設(shè)備的節(jié)能性和先進(jìn)性。
另外，從設(shè)備可以噴多大干物含量的料液方面也可以體現(xiàn)技術(shù)的先進(jìn)性，適應(yīng)濃度越大，越先進(jìn)。
經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析得到的數(shù)據(jù)比較如表2所示：
表2  四代連續(xù)式流化床技術(shù)能耗參數(shù)比較

造粒方法	造粒進(jìn)出風(fēng)溫 ℃	用電能	蒸汽用量 環(huán)境溫度 15℃時(shí)	連續(xù)時(shí)間 天	產(chǎn)品堆密度 噸/m3	產(chǎn)品色澤
		KW/ 噸成品	T/ 噸成品
第一代技術(shù)	160/  95	320	3.2	1	0.55	深黑色
第二代技術(shù)	160/  90	210	2.1	5-15	0.63	偏黑色
第三代技術(shù)	160/  70	180	1.6	20-30	0.6	淡黃色
第四代技術(shù)	160/  65	160	1.45	大于30	0.55-0.65可調(diào)	淡黃色
第四代技術(shù)能耗共可節(jié)省100~120元/噸。
第四代技術(shù)可以適應(yīng)干物含量達(dá)60%以上（比如賴氨酸鹽類），這是以前的一、二、三代技術(shù)不具有的優(yōu)勢(shì)，能耗可以進(jìn)一步降低。

4  應(yīng)用范圍
經(jīng)過(guò)多年的不斷開(kāi)發(fā)創(chuàng)新，采用連續(xù)式流化床造粒技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)的四種顆粒形態(tài)主要有：雪花狀顆粒、實(shí)心顆粒、類球形顆粒、金糖平狀顆粒，其形狀見(jiàn)圖2所示。將連續(xù)式流化床造粒技術(shù)應(yīng)用到賴氨酸鹽酸鹽類產(chǎn)品生產(chǎn)中得到的顆粒微觀照片見(jiàn)圖3。
                


圖2  連續(xù)流化床造粒的四種顆粒形態(tài)
 

  2008年產(chǎn)品                              新產(chǎn)品
圖3  賴氨酸鹽酸鹽類產(chǎn)品的顆粒形態(tài)（類球形顆粒二  現(xiàn)在65產(chǎn)品）
連續(xù)式流化床造粒技術(shù)在賴氨酸硫酸鹽、鹽酸鹽方面的應(yīng)用非常廣泛，主要應(yīng)用工程有：賴氨酸硫酸鹽、鹽酸鹽的噴霧造粒干燥工程、霧化噴槍改造工程、高含量賴氨酸鹽酸鹽和硫酸鹽連續(xù)結(jié)晶及連續(xù)造粒工程等；除此之外，連續(xù)式流化床造粒技術(shù)還在中藥流化床造粒、蘇氨酸工程、草甘磷工程、玉米漿干粉噴霧干燥工程中等到成功應(yīng)用；以及在腐植酸連續(xù)造粒、氨基酸連續(xù)造粒、味精廢水連續(xù)造粒、蘇氨酸連續(xù)造粒、蛋白液連續(xù)造粒、磷酸鹽連續(xù)造粒、大蒜粉連續(xù)造粒、色氨酸連續(xù)造粒、藕粉連續(xù)造粒、氯化銨連續(xù)造粒、氫氧化鋁連續(xù)造粒、賴氨酸廢水連續(xù)造粒、谷氨酰胺連續(xù)造粒、三氯蔗糖連續(xù)造粒等科學(xué)研究實(shí)例中得到很好應(yīng)用。

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