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喷雾流化床造粒方法在赖氨酸硫酸盐类产品上应用的分析展望
来源:扬州日发干燥工程有限公司  |  日期: 2014-11-27 9:44:00

干燥设备【摘要】对目前65与70赖氨酸硫酸盐类物料的流化床造粒方法进行统计分析,包括采用压力喷雾制得粉粒产品再采用流化床制备颗粒、内加热器形式的流化床、打散刀形式的流化床、机械搅拌整形式的技术、侧喷和底喷流态化形式的技术,得到目前常用流化床造粒机的共同缺点,对新型专利流化床造粒技术在65赖氨酸硫酸盐类产品上的应用作了分析展望,统计出各种造粒方法的对比数据、及颗粒外形对比图片。指出发展目标是避免温度损失和粉尘损失、避免侵权风险、提高生产线的稳定性、改善产品品质和收率、降低能耗水平、发展自主知识产权。
【关键词】65与70赖氨酸硫酸盐  流化床造粒2  连续式4  喷雾1   干燥1    发明专利  
序论
65与70赖氨酸硫酸盐类固体粉末成品因吸湿特快,需要造成颗粒;温度比如高于70℃对于酸含量有损失,造成温度损失;因原料液含水份在50%左右,造粒时传统能耗消耗极大,蒸发每吨水可达1.8-2.5吨蒸汽、180-250度电;同时因粉尘大,造成粉尘损失、爆炸危险性大、降低收率、造成环境二次污染。
连续式流化床造粒特别适合L-赖氨酸、苏氨酸、色氨酸等行业中的发酵液、尾液调配料的喷雾干燥造粒。
目前65与70赖氨酸硫酸盐流化床造粒方法统计分析
上世纪90年代起,发现了连续式流化床具有绝对性优点,但开始应用时并不成功。分析如下:
(一)、采用压力喷雾制得粉粒产品再采用流化床制备颗粒
此造粒技术成品色泽不好,能耗极大,温度损失和粉尘损失均比较明显。笔者曾经应用有:
2004年安徽丰源集团的4万吨65赖氨酸硫酸盐工程;
2005年山东德固塞凯塞生物技术有限公司的4万吨65与70赖氨酸硫酸盐工程。
(二)、采用内加热器形式的流化床
经笔者实际使用分析,使用带有内加热器形式的流化床之后,效果达到电耗可以降低10-15%,蒸汽消耗可以降低20-40%的范围之内比较合理。
关于内加热器的使用统计分析:从公式Q  = ×A×  可知,内加热器提供的热量Q 受传热系数 、换热面积A、温度差  三方面影响,在实际生产过程中三个变量是互相影响的,需要综合考虑,相比较而言,增加传热系数 和增加温度差  比增加换热面积A更加可行。
(三)、采用打散刀形式的流化床
比如有底古萨公司的专利971130515。其特征主要依靠机械能量,作用是通过机械能的引入以表面处理和压缩的方式对颗粒的生长起作用,结果是密实度增加、表面光滑。
(四)、采用机械搅拌整形式的技术
比如有长春大成专利2004100500174,依次包括喷雾造粒、机械搅拌整形和包衣三个过程。
解决了打散刀形式流化床的不足:一是虽然具有出色的流动性,但颗粒流动性过高、致密性太大,造成混拌时的分布不均;二是还是易于吸潮。分析发现,此技术还是从机械手段上想办法,没有从流化微观造粒的根本上来出发解决问题。
(五)、采用侧喷和底喷流态化形式的技术
为了没有打散刀也能达到连续化生产的目的,并且品质更好,产量更高,能耗更低。这类技术经笔者查询归类,有底喷流态化形式,比如有GLATT的2003801018252;侧喷流态化形式,有Huttlin公司的,专利2007200419218也属于一种。笔者参与过的工程有:
2007年山东巨能金玉米开发有限公司的2万吨喷雾造粒干燥工程;
2007/2008年宁夏伊品生物工程有限公司的2/6万吨喷雾造粒干燥工程。
(六)目前常用流化床造粒机的共同缺点
以上目前正在使用的设备,笔者后期又经过研究,总结这类流化床造粒器应用于连续式生产时不足之处在于以下方面:
1、喷嘴在正下方或侧下方时,因为颗粒会在团聚或包层的作用下越长越大,到一定粒径时沸腾不起来,就算采用了打散刀的方法或强制排出的方法,到一定时间,也会严重破坏流态化。
2、在停机时,喷嘴需要拆出或将流化床内物料全部排出。
3、喷嘴是完全埋在流化层内工作,需要的雾化空气量比较大,气液质量比在1:1~2:1之间。
4、喷嘴在正下方或侧下方时,各路返回的晶种或加入的晶种特别是布袋除尘器的返料,只有一部份通过喷嘴的雾化区。这样造粒主机内的细粉量偏高,直接结果就是颗粒越大成长的越快,颗粒越小成长的越慢,导至需要的成品粒径越小,运行越困难。
5、喷嘴在侧方时,如雾化量较大,容易喷到对面的壁上。
6、内加热器在喷雾流化室的上方,喷嘴与分风网板及内加热器就要保持一安全的距离,以防止糊网和糊管的现象发生,整个料层压差变大,系统电功率也就偏大。
(七)新型专利流化床造粒技术在65与70赖氨酸硫酸盐类产品上应用的分析展望
对于类似65与70赖氨酸硫酸盐、苏氨酸、色氨酸、谷氨酸等行业中的发酵尾液,在造粒方法上,从以上可以看出,已经有不少发明类专利,专利保护性比较强,国内厂家都有必要避免侵权风险,这除了要对相应公司的专利进行研究,还要依靠研究单位对各种造粒原理和各派学说的深入研究、各种造粒设备的认知深度、具有深厚的造粒工程经验可参考。
笔者通过长期研究,对全流态化、混合喷、连续的喷浆造粒工艺进行完善,并在此基础上作出了新的研发,作出了新型专利2010201836361等一系列细节专利发明。
以上几种方法的对比数据统计,
1、经统计分析得到对比生产类数据如下:
造粒方法 系统产量
吨/时 总装机功率KW 压缩空气用量0.8 MPa 蒸汽用量
吨/时 天然气用量m3/h 产品粒径
mm 产品堆密度
吨/m3 产品色泽
粉尘含量
%
一:压力喷雾
+旋流床 5 2027 77.8
m3/min 16.49 466  0.4-
1.8 0.55 深黑色 5
三、四:打散刀和机械搅拌整形式流化床 4 1167 65m3/min 8.6 0.4-
1.8 0.63 偏黑色 2
五:全流态化侧喷形式流化床 4 1050 60m3/min 7 0.6-
1.6 0.6 偏淡黄色 0.5
新型专利流化床 5 1067 50m3/min 7.2 0.6-1.6 0.55-0.65
可调 淡黄色 0.1



2、经统计分析对比操作类数据如下:
造粒方法 喷雾进出风温
℃ 流化床层温度
℃ 温度损失
% 粉尘损失
% 系统连续生产时间 
天 喷枪清理周期
天 布袋清理周期

一、压力喷雾
+旋流床 250/95 90 2 1.5 5 0.1  5
三、四:打散刀和机械整形式流化床 85-92 2 1 7 1 7
五:全流态化侧喷形式流化床 70 0 0.5 30 5 30
新型专利流化床 65 0 0.1 60 15 60
结束语
在各种发酵液应用流化床造粒包衣设备迅速发展的今天,对于低温连续式流化床造粒的设备,发展目标是避免温度损失和粉尘损失、避免侵权风险、提高生产线的稳定性、改善产品品质和收率、降低能耗水平、发展自主知识产权。
参考文献:
1刘广文编   喷雾干燥实用技术大全  ISBN7-5019-3310-3/TS.1988  中国轻工业出版社    
2陈林书  制粒(丸)技术原理、设备的研究总结         第十一届全国干燥会议《论文集》
3陈林书  制粒、包衣的微观粒子作用机理、及操作要点   第十一届全国干燥会议《论文集》
4陈林书  流化制粒包衣设备的原理、组成及操作技术     第十一届全国干燥会议《论文集》
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作者:陈林书   王新月      邮编211408 
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