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赖氨酸硫酸盐类产品应用连续喷雾流化床造粒技术的生产线配置
来源:扬州日发干燥工程有限公司  |  日期: 2014-11-27 10:06:54

干燥设备摘 要 对65与70赖氨酸硫酸盐类饲料添加剂产品应用连续喷雾流化床造粒的生产线配置进行统计分析,包括生产线产能配置、土建或钢架形式配置。结果表明:应用连续喷雾流化床造粒技术生产65与70赖氨酸硫酸盐的生产线,采用1台造粒床与1台流化床的配置形式优于多台造粒床与1台流化床配置;在选择生产线数量时,以能满足生产规模所用采用的生产线的最少数量为最佳方案。设计制造出更高产能的单套生产线,以降低投资、节能、提高稳定安全性、提高产品品质是目前喷雾流化床造粒技术发展目标。
关键词   65与70赖氨酸硫酸盐,赖氨酸造粒 饲料添加剂,流化床造粒,喷雾,干燥,生产线配置  

    目前,65与70赖氨酸硫酸盐等已作为饲料添加剂,被广泛应用于动物的养殖,其对于促进动物的生长,改善动物的肉质,节省饲料,具有显著的作用。氨基酸发酵过程中会产生大量发酵液,在有效物质提纯时,采用常规的干燥[2]方法难以解决,流化床造粒[3]技术在流化床内完成液体物料的喷雾、造粒、干燥、冷却,直接得到球形产品,且颗粒密实、球形度好,具有出色的流动性、不易吸湿和破碎,可满足饲料添加剂的要求[1]。因此,喷雾流化床造粒技术特别适合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。
    连续式流化床,从20世纪90年代出现起,已在氨基酸类添加剂的生产中广泛应用。随着流化床技术的不断发展,单条生产线的年产量逐渐提高,生产企业的投资规模也不断扩大。目前,一般的65与70赖氨酸硫酸盐类饲料添加剂企业投资规模已在年产量10~20万t,配置单条生产线已不能满足该产量的要求。
    连续式流化床喷雾造粒设备[3],体积小、单机产能高,自动化程度高,节能减排效果显著,适合大型企业。但是,其高能耗、连续生产时间短、不稳定、易起火爆炸等因素,是企业配置生产线、土建时必须极其关注的问题。

    1 赖氨酸应用喷雾流化床造粒生产线产能配置及适用情况分析
1.1 配置1台造粒床
    采用1台造粒床生产65与70赖氨酸硫酸盐,这种喷雾造粒流化床一般为批次生产,不连续,并且不安装内加热器。其成品色泽不好,能耗极大,温度损失和粉尘损失均比较明显。
例如笔者[4]参与的2004年安徽丰源集团的4万吨65与70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,都是应用这种生产配置的实例。
这种配置的优点是:每套生产线集成造粒、干燥、冷却;生产线最简单,在产量比较低时、投资最省。
缺点是:因为造粒过程成品率只在40-70%之间,非成品部份需反复经过干燥、冷却过程,产量越大,能耗越大。蒸发1t水年综合能耗为:450度电、5t蒸汽、20标方0.4MPa压缩空气。
此配置的适用情况为:年产量低于5000t,总投资为150万左右时,从方便性、投资性、可以考虑采用本方案。
1.2   配置1台造粒床与1台流化床
配置1台造粒床与1台流化床的组合形式应用普遍。该配置当投资规模比较大时,受单条生产线产能的限制。
国内65与70赖氨酸硫酸盐类饲料添加剂企业配置单条生产线的情况[5]见表1。
表1   国内65与70赖氨酸硫酸盐类饲料添加剂企业配置单条生产线的情况统计
建设时间 单条生产线年产规模/万t 企业工程名称
2007 2 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 2 宁夏伊品生物工程有限公司的2万吨喷雾造粒干燥工程
2008 3 宁夏伊品生物工程有限公司的6万吨喷雾造粒干燥工程
2006 3 新希望集团包头生物有限公司的3万吨喷雾造粒干燥工程
2011 3 长治市金泽生物工程有限公司的3万吨喷雾造粒干燥工程
2012 3 山东巨能金玉米开发有限公司的3万吨喷雾造粒干燥工程
2012 4 欧美投资集团(内蒙古)生物科技有限公司的8万吨喷雾造粒干燥工程
2011 5~5.5 宁夏伊品生物科技股份有限公司的10万吨喷雾造粒干燥工程
2012 5~5.5 赤峰伊品生物科技有限公司的16万吨喷雾造粒干燥工程

    配置1台造粒床与1台流化床的优点:每套生产线完全独立,可以采用模块化设计;有多套生产线时,只要有一条线开机,另一条线开停机的加料、出料非常方便,总产量的调配也方便;每条单一生产线的检修可以错开。因此,只要单台造粒床产能可以达到要求,就可以只采用1台造粒床与1台流化床的形式。
    但是,如果只有一条生产线,对于产量调节不太方便,而且,当产量不足时能耗偏大。因为一条线开动时,总电耗并不变;同时,超产比较大时有难度;当采用两套以上生产线时,没有明显缺点,但投资会适当加大。
    这种配置,蒸发1t水年综合能耗为:150度电、1.5t蒸汽、10m3   0.4MPa压缩空气。
配置1台造粒床与1台流化床,当生产稳定,只要单台造粒床产能可以达到要求,完全可以采用一条生产线。单台造粒床产能达不到,配置多条生产线时应采用最新优化方案:除主机外其他设备可以采取部分合并,例如可以将多条线的DCS控制系统、包装机、部分平台、公用工程、成品输送机进行合并,以降低投资成本,优化后投资约可降低10%~15%左右。
   1.3  配置2台造粒床与1台流化床
    配置2台造粒床与1台流化床的组合形式为一阶段时间的过渡形式,在投资规模比较大时,受组合生产线产能限制,组合生产线本身也表现出一系列缺点。
    2008年宁夏伊品生物工程有限公司的6万吨喷雾造粒干燥工程;2005年希杰(聊城)生物科技有限公司的5万吨喷雾造粒干燥工程;2009年安徽丰原生物化学股份有限公司的4万吨喷雾造粒干燥工程[3]。
配置2台造粒床与1台流化床的组合,投资会降低一部分:可以节省冷却床出口的提升机、筛分机、对辊粉碎机、布袋除尘器、气流输送、控制系统及冷却床的自控元件。配置2台造粒床与1台流化床的组合比配置2台造粒床与2台流化床的组合(即2条单一独立生产线)的方案约节省投资15%~20%左右,例如10万吨的生产线,前者总投资为2 500万元左右,后者为3 000万元左右。        
当产量不足,只开1台造粒床时,冷却床还是满负荷,此时能耗增加15%;当冷却床、冷却床出口提升机、布袋、风送系统、粉碎机等发生故障,所有多台造粒床即全部生产线将无法生产;冷却床的细颗粒和细粉需要分配到多台造粒床,分配均匀性有问题。
配置2台造粒床与1台流化床的组合,蒸发1t水年综合能耗为:170度电、1.7蒸汽、12m3  0.4MPa压缩空气。
配置2台造粒床与1台流化床的组合与配置1台造粒床与1台流化床的组合相比,笔者认为得不偿失。综合能耗后者比前者低10%左右,10万t生产线一年节省能耗600万元。原因是,即流化床可以合并,造粒床也可以合并(即变成一加一配置),如造粒床不能合并,最好流化床也不要合并。

3  喷雾流化床造粒生产线土建与钢构的配置对比
喷雾流化床造粒生产线土建与钢构的对比见表2.

表2    喷雾流化床造粒生产线土建与钢构的配置对比(以年产5万t线为例)
生产线建设要求 配置土建结构 配置钢架结构
美观程度 可以采用贴面砖进行美化 差一些
安全程度 好:好做安全隔离、防火、防腐。 差:做安全隔离、防火、防腐比土建困难。
刚度及强度 大、稳定 小、不稳定:整个楼层有振动,
防火性能 好:整个楼层好隔离 差:整个楼层隔离难
制造周期 一般4个月 一般1个半月
维修 基本不需要,少 因为有腐蚀,每年都要注重
防腐性能 好 因为物料常有酸性,导致很差
寿命 长一些:正常为20年 差一些:正常为10年
制造费用、造价 高一些:150万 低一些:100万
安装方便程度 差:吊装、设备移动为平移 好:可以垂直吊装
改造方便程度 差:比如梁建好不可更改,不得随意进行调整、开洞 好:在各部位均可以进行调整、开洞

从表2可以看出,从土建与钢架结构综合考虑,当生产线比较稳定时、选用土建结构比较合理;当生产线或其中部份对于拆装要求很严、或不成熟要求以后肯定改造为了方便,选用钢架结构比较合理。

4  结论
应用连续喷雾流化床造粒技术生产65与70赖氨酸硫酸盐的生产线,采用1台造粒床与1台流化床的配置形式优于多台造粒床与1台流化床配置;在选择生产线数量时,以能满足生产规模所用采用的生产线的最少数量为最佳方案。
采用多套生产线时,为了节省投资,可以将非主要部件合并,主要耗能及主要部件不能合并;每条生产线的主要部件,包括造粒床、冷却床、布袋除尘器、提升机、筛分机、粉碎机;每条生产线必须的控制和调节装置,最好独立,即模块化设计,从而休现多条线独立控制的优势。
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,设计制造出更高产能的单套生产线,以便降低投资、节能、提高稳定安全性、提高产品品质是发展的主要目标。
对于土建与钢架形式的配置,针对具体要求采用混合结构是一种趋势。


参考文献
1 王远海 李冬冬 牛虎 郭安强  。大型流化床喷雾造粒干燥装置在赖氨酸生产中的应用[J] 中国饲料添加剂》,2012,(12):33-36
2刘广文编.喷雾干燥实用技术大全[M] ,北京:中国轻工业出版,1988   
3陈林书  制粒(丸)技术原理、设备的研究总结 [C]        第十一届全国干燥会议《论文集》
4陈林书  制粒、包衣的微观粒子作用机理、及操作要点 [C]  第十一届全国干燥会议《论文集》
5陈林书  流化制粒包衣设备的原理、组成及操作技术[C]     第十一届全国干燥会议《论文集》


陈林书   王新月     
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