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氨基酸固体颗粒制剂稳定的喷雾流化床制备方法
来源:扬州日发干燥工程有限公司  |  日期: 2014-11-27 10:28:35

干燥设备【摘要】对目前连续喷雾流化床制备方法应用比如65与70赖氨酸硫酸盐,从稳定性的主要影响因素,比如喷雾流化床主体、雾化喷枪、布袋除尘器、配套设备可靠性、控制方式等进行分析,单一技术已不能适应。指出发展方向是开发出运行稳定安全、产品品质可控、运行节能的综合性流化床技术。
【关键词】流化床造粒1  微观机理2  设备原理3  赖氨酸造粒  颗粒形态5  配置6   分代技术7  高品质8  低能耗9   稳定  安全   专利  
序论
    喷雾流化床颗粒制备方法属于干燥作业,涉及国民经济的广泛领域,多种设备均出现过起火、爆炸、人身伤亡等事故,干燥生产线的稳定性、安全性十分重要。
    生物发酵产品工厂大部份已转移到了中国、东南亚等发展中国家,比如我国赖氨酸盐类的总产量已占世界总产量的75%左右,生物发酵过程的节能减排、清洁生产和资源化利用在国家“十一五”和“十二五”规划中均被列为技术进步的重要领域。
    流化床造粒特别适合L-赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、尿素、复合肥等行业中的发酵液、尾液调配料的喷雾干燥造粒、喷雾干燥结晶,包括氨基酸的硫酸盐和盐酸盐;形式有连续喷雾流化床造粒(结晶)包衣机、流化床造粒、流化床造丸、流化床包衣,应用行业有食品、饲料、中药、西药、保健品、农药、化工、肥料、添加剂、冶金等各种行业。
    喷雾流化床制备方法从稳定性考虑,存在喷雾流化床主机塌床、大颗粒多或排不出、雾化喷枪堵塞、主机压制粉尘能力差、布袋除尘器起火爆炸、配套设备不可靠、自控能力不足等各种不稳定性缺陷。
结合产品品质和运行能耗的因素考虑,发展方向是开发出运行稳定安全、产品品质可控、运行节能的综合性流化床技术。
    稳定性的影响因素
    生产线稳定性:体现在喷雾流化床主机、床内颗粒生长状态、雾化喷枪、系统内粉尘和温度、布袋除尘器、配套设备、自控水平、工艺流程。
    1、喷雾流化床主机
    主要体现在造粒微观原理和流化原理的选用,采用以“涂层”造粒为主的原理,实现程度越高,颗粒会越密实;采用以“团聚”为主的原理,实现程度越高,颗粒越疏松;两种原理选用不正确、或两种原理实现程度不够,将直接导致运行不稳定,这是喷雾流化床主机运行稳定的第一个根本基础。
    较少采用机械能或不采用机械能,可以增加稳定性。
    2、床内颗粒生长状态
    对于连续喷雾流化床而言,因为床内所有颗粒只要能经过雾化区,都具有不停生长特性,最后流化区会有一定的结块、大颗粒物料出现,甚至出现超大颗粒物的产生导致流化不正常,造成不确定时间停机或爆炸危险。同时如物料为低燃点性质,加上床内温度偏高,将更加不稳定。
    笔者认为,只有具备大颗粒生长变慢、小颗粒生长加快、超大颗粒不长的智能化效果,床内流化效果不受根本性影响,保证流化良好,连续式喷雾流化床才具备稳定运行的第二个根本基础。
    3、雾化喷枪
    雾化喷枪必须可靠,如果存在不确定性的、频繁的清理因素,也会导致喷雾流化床的不确定停机现象,这是连续式喷雾流化床具备稳定运行的第三个根本基础。
    4、系统内粉尘和温度
    系统内粉尘量过大、因大颗粒和细粉粒径相差过大,将直接导致流化不稳定,粉尘过大会导致布袋除尘器阻力过大,此时生产线就需要停机清理。
    当床内温度偏高时,允许的粒径相差更小,生产线会更加不稳定。物料耐温不高、温度越高越容易焦化并且爆炸危险性越大,加上床内结块或大颗粒现象,造成运行难度增大,必然导致不确定的停机。
    5、布袋除尘器
    因现在布袋除尘器使用越来越广泛,如何保证进入布袋内的粉尘量稳定并且偏少、即如何保证布袋除尘器的稳定运行,这是保证生产线稳定运行的第四个根本基础。
    6、生产线配套设备
    配套设备的可靠运行,是保证生产线稳定运行的第五个基础,比如输送机、筛分机、粉碎机均属于机械运动部件,有两个方案,出现故障时可以在线快速清理、选型时对可靠性要求提高。
    7、控制方式
    目前赖氨酸盐生产线,离自动控制还差的很远,即各种互锁、自诊断、逻辑关系还有很大的提升空间;系统连续稳定运行时间,随技术的不同,在4-60天之间,差别很大,笔者提出:生产线自动化程度越高,人工干扰越小,生产线运行越稳定。
比如每支喷枪均有独立的料液流量、空气流量测量、喷量实现自动调整,以实现精确的雾化状态和最少的能量需要,并且喷枪一旦异常,系统会自动报警。
    对逻辑关系进行排定,使操作呈现智能化。比如对床层温度(关系到成品水份)、床层料位、严重故障现象的自动停机,均有自动控制逻辑关系。
    8、工艺流程
喷雾流化床开机时,床层料位快速到位,并且不需要启动提升机、筛分机等设备,提高开机操作的稳定性;停机时,可以快速清空物料,或物料停留在床内一段时间、也不影响下次开机;这是工艺流程增加操作稳定性的两点因素。
安全性的影响因素
安全性:除体现在生产线稳定性,其余有粉尘、温度、静电等有多大危险源,突发事件发生时的应急方案,操作、运行、检修合理的操作程序。
1、系统内粉尘
对于连续喷雾流化床而言,粉尘源是产生起火爆炸危险的第一因素,只有将粉尘降低到爆炸浓度以下,才是避免爆炸的根本点。
2、系统内温度
对于连续喷雾流化床而言,粉尘温度是产生起火爆炸危险的第二因素,只有将尽可能将粉尘温度降低,才能增加爆炸浓度,也就是可以将粉尘浓度降低到爆炸浓度以下。
3、起火点
系统内静电(特别是粉尘堆集产生的静电)是开启起火爆炸的导火索,严格保证设备接电、保证不产生静电火花,是避免起火爆炸的第三因素。
提高稳定安全性的思路
增加操作稳定性,笔者提出以下几个方案:
首先研究不合格的中小颗粒在到出料口前后,能自动向反方向运动的方案,属于原理创新;
研究不合格的中小颗粒不到出料口的方案,属于原理创新;
研究床中不产生不合格的大颗粒的方案,属于原理创新;
研究床体进风室可以在线清理的方案;
研究生产线各部份辅机可靠运行的方案。
结束语
在喷雾流化床造粒包衣设备迅速发展的今天,单一技术已不能适应需求,指出发展方向是开发出运行稳定安全、产品品质可控、运行节能的综合性流化床技术。
参考文献:
1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》
2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》
3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》
4陈林书  王新月   喷雾流化床造粒方法在65与70赖氨酸硫酸盐类产品上应用的分析展望
2012年10月,《发酵科技通讯》
5陈林书  王新月  65与70赖氨酸硫酸盐类产品应用喷雾流化床造粒得到的颗粒形态分析展望
2012年第10期,《中国饲料添加剂》
6陈林书  王新月  65与70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
2012年第9期,《食品与发酵工业》
7陈林书  王新月 田保玉  杨波  刘合平  移昌民  连续流化床造粒包衣技术的开拓与发展
2013年第3期,《中国饲料添加剂》
8陈林书  王新月  刘合平  移昌民  季久树  田保玉  杨波   
氨基酸固体颗粒制剂的高品质喷雾流化床制备方法    
2013年第四届全国氨基酸研究开发与综合应用新技术、新设备交流研讨会  论文集
9倪宁  马学军  陈林书  王新月 
氨基酸固体颗粒制剂的低能耗喷雾流化床制备方法  2013年第4期《发酵科技通讯》
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