噴霧流化床造粒方法在賴(lài)氨酸硫酸鹽類(lèi)產(chǎn)品上應(yīng)用的分析展望

噴霧流化床造粒方法在65與70賴(lài)氨酸硫酸鹽類(lèi)產(chǎn)品上應(yīng)用的分析展望
作者：陳林書(shū)   王新月                      儀征日發(fā)干燥設(shè)備有限公司    郵編211408
【摘要】   對(duì)目前65與70賴(lài)氨酸硫酸鹽類(lèi)物料的流化床造粒方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包括采用壓力噴霧制得粉粒產(chǎn)品再采用流化床制備顆粒、內(nèi)加熱器形式的流化床、打散刀形式的流化床、機(jī)械攪拌整形式的技術(shù)、側(cè)噴和底噴流態(tài)化形式的技術(shù)，得到目前常用流化床造粒機(jī)的共同缺點(diǎn)，對(duì)新型專(zhuān)利流化床造粒技術(shù)在65賴(lài)氨酸硫酸鹽類(lèi)產(chǎn)品上的應(yīng)用作了分析展望，統(tǒng)計(jì)出各種造粒方法的對(duì)比數(shù)據(jù)、及顆粒外形對(duì)比圖片。指出發(fā)展目標(biāo)是避免溫度損失和粉塵損失、避免侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)、提高生產(chǎn)線的穩(wěn)定性、改善產(chǎn)品品質(zhì)和收率、降低能耗水平、發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
【關(guān)鍵詞】 65與70賴(lài)氨酸硫酸鹽  流化床造粒²  連續(xù)式⁴  噴霧¹   干燥¹    發(fā)明專(zhuān)利 
序論
65與70賴(lài)氨酸硫酸鹽類(lèi)固體粉末成品因吸濕特快，需要造成顆粒；溫度比如高于70℃對(duì)于酸含量有損失，造成溫度損失；因原料液含水份在50%左右，造粒時(shí)傳統(tǒng)能耗消耗大，蒸發(fā)每噸水可達(dá)1.8-2.5噸蒸汽、180-250度電；同時(shí)因粉塵大，造成粉塵損失、爆炸危險(xiǎn)性大、降低收率、造成環(huán)境二次污染。
連續(xù)式流化床造粒特別適合L-賴(lài)氨酸、蘇氨酸、色氨酸等行業(yè)中的發(fā)酵液、尾液調(diào)配料的噴霧干燥造粒。
目前65與70賴(lài)氨酸硫酸鹽流化床造粒方法統(tǒng)計(jì)分析
上世紀(jì)90年代起，發(fā)現(xiàn)了連續(xù)式流化床具有優(yōu)點(diǎn)，但開(kāi)始應(yīng)用時(shí)并不成功。分析如下：
（一）、采用壓力噴霧制得粉粒產(chǎn)品再采用流化床制備顆粒
此造粒技術(shù)成品色澤不好，能耗大，溫度損失和粉塵損失均比較明顯。曾經(jīng)應(yīng)用有：
2004年安徽豐源集團(tuán)的4萬(wàn)噸65與70賴(lài)氨酸硫酸鹽工程；
2005年山東德固塞凱塞生物技術(shù)有限公司的4萬(wàn)噸65與70賴(lài)氨酸硫酸鹽工程。
（二）、采用內(nèi)加熱器形式的流化床
經(jīng)筆者實(shí)際使用分析，使用帶有內(nèi)加熱器形式的流化床之后，效果達(dá)到電耗可以降低10-15%，蒸汽消耗可以降低20-40%的范圍之內(nèi)比較合理。
關(guān)于內(nèi)加熱器的使用統(tǒng)計(jì)分析：從公式Q = ×A× 可知，內(nèi)加熱器提供的熱量Q 受傳熱系數(shù) 、換熱面積A、溫度差 三方面影響，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中三個(gè)變量是互相影響的，需要綜合考慮，相比較而言，增加傳熱系數(shù) 和增加溫度差 比增加換熱面積A更加可行。
（三）、采用打散刀形式的流化床
其特征主要依靠機(jī)械能量，作用是通過(guò)機(jī)械能的引入以表面處理和壓縮的方式對(duì)顆粒的生長(zhǎng)起作用，結(jié)果是密實(shí)度增加、表面光滑。
（四）、采用機(jī)械攪拌整形式的技術(shù)
依次包括噴霧造粒、機(jī)械攪拌整形和包衣三個(gè)過(guò)程。
解決了打散刀形式流化床的不足：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。分析發(fā)現(xiàn)，此技術(shù)還是從機(jī)械手段上想辦法，沒(méi)有從流化微觀造粒的根本上來(lái)出發(fā)解決問(wèn)題。
（五）、采用側(cè)噴和底噴流態(tài)化形式的技術(shù)
為了沒(méi)有打散刀也能達(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。這類(lèi)技術(shù)經(jīng)筆者查詢(xún)歸類(lèi)，有底噴流態(tài)化形式；側(cè)噴流態(tài)化形式，有Huttlin公司的。工程有：
2007年山東巨能金玉米開(kāi)發(fā)有限公司的2萬(wàn)噸噴霧造粒干燥工程；
2007/2008年寧夏伊品生物工程有限公司的2/6萬(wàn)噸噴霧造粒干燥工程。
（六）目前常用流化床造粒機(jī)的共同缺點(diǎn)
以上目前正在使用的設(shè)備，筆者后期又經(jīng)過(guò)研究，總結(jié)這類(lèi)流化床造粒器應(yīng)用于連續(xù)式生產(chǎn)時(shí)不足之處在于以下方面：
1、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。
2、在停機(jī)時(shí)，噴嘴需要拆出或?qū)⒘骰矁?nèi)物料全部排出。
3、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，氣液質(zhì)量比在1：1～2：1之間。
4、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)粉量偏高，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，導(dǎo)至需要的成品粒徑越小，運(yùn)行越困難。
5、噴嘴在側(cè)方時(shí)，如霧化量較大，容易噴到對(duì)面的壁上。
6、內(nèi)加熱器在噴霧流化室的上方，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)和糊管的現(xiàn)象發(fā)生，整個(gè)料層壓差變大，系統(tǒng)電功率也就偏大。
（七）新型專(zhuān)利流化床造粒技術(shù)在65與70賴(lài)氨酸硫酸鹽類(lèi)產(chǎn)品上應(yīng)用的分析展望
對(duì)于類(lèi)似65與70賴(lài)氨酸硫酸鹽、蘇氨酸、色氨酸、谷氨酸等行業(yè)中的發(fā)酵尾液，在造粒方法上，從以上可以看出，已經(jīng)有不少發(fā)明類(lèi)專(zhuān)利，專(zhuān)利保護(hù)性比較強(qiáng)，國(guó)內(nèi)廠家都有必要避免侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)，這除了要對(duì)相應(yīng)公司的專(zhuān)利進(jìn)行研究，還要依靠研究單位對(duì)各種造粒原理和各派學(xué)說(shuō)的深入研究、各種造粒設(shè)備的認(rèn)知深度、具有深厚的造粒工程經(jīng)驗(yàn)可參考。
通過(guò)長(zhǎng)期研究，對(duì)全流態(tài)化、混合噴、連續(xù)的噴漿造粒工藝進(jìn)行完善，并在此基礎(chǔ)上作出了新的研發(fā)。
以上幾種方法的對(duì)比數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，
1、經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析得到對(duì)比生產(chǎn)類(lèi)數(shù)據(jù)如下：進(jìn)風(fēng)溫度160度時(shí)的情況。

造粒方法	系統(tǒng)產(chǎn)量 噸/時(shí)	總裝機(jī)功率KW	壓縮空氣用量0.8 MPa	蒸汽用量 噸/時(shí)	天然氣用量m3/h	產(chǎn)品粒徑 mm	產(chǎn)品堆密度 噸/m3	產(chǎn)品色澤	粉塵含量 %
一：壓力噴霧 +旋流床	5	2027	77.8 m3/min	16.49	466	0.4- 1.8	0.55	深黑色	5
三、四：打散刀和機(jī)械攪拌整形式流化床	4	1167	65m3/min	8.6		0.4- 1.8	0.63	偏黑色	2
五：全流態(tài)化側(cè)噴形式流化床	4	1050	60m3/min	7		0.6- 1.6	0.6	偏淡黃色	0.5
新型專(zhuān)利流化床	5.5	1067	50m3/min	7.2		0.6-1.6	0.55-0.65 可調(diào)	淡黃色	0.1

 
 
 
2、經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析對(duì)比操作類(lèi)數(shù)據(jù)如下：

造粒方法	噴霧進(jìn)出風(fēng)溫 ℃	流化床層溫度 ℃	溫度損失 %	粉塵損失 %	系統(tǒng)連續(xù)生產(chǎn)時(shí)間 天	噴槍清理周期 天	布袋清理周期 天
一、壓力噴霧 +旋流床	250/95	90	2	1.5	5	0.1	5
三、四：打散刀和機(jī)械整形式流化床		85-92	2	1	7	1	7
五：全流態(tài)化側(cè)噴形式流化床		70	0	0.5	30	5	30
新型專(zhuān)利流化床		65	0	0.1	60	15	60

3、經(jīng)筆者進(jìn)行微觀照片分析顆粒外觀如下：

 

采用打散刀形式和機(jī)械攪拌整形的此類(lèi)產(chǎn)品，圖片見(jiàn)下彩圖。平均直徑2mm。

采用全流態(tài)化側(cè)噴形式流化床此類(lèi)產(chǎn)品，圖片見(jiàn)以下彩圖。平均直徑0.6-1.6mm。

 
 
 
 
 
 
 
 

 

采用新型專(zhuān)利流化床，成品圖片見(jiàn)右彩圖。平均直徑0.6-1.6mm。

結(jié)束語(yǔ)
在各種發(fā)酵液應(yīng)用流化床造粒包衣設(shè)備迅速發(fā)展的今天，對(duì)于低溫連續(xù)式流化床造粒的設(shè)備，發(fā)展目標(biāo)是避免溫度損失和粉塵損失、避免侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)、提高生產(chǎn)線的穩(wěn)定性、改善產(chǎn)品品質(zhì)和收率、降低能耗水平、發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
參考文獻(xiàn)：

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