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噴霧造粒干燥設(shè)備運用于干懸浮劑烘干的技術(shù)探討

信息來源:本站 | 發(fā)布日期: 2019-01-16 09:35:11 | 瀏覽量:880485

      由于農(nóng)藥懸浮劑(SC)具有粒徑小、活性表面大、懸浮率高、生物活性作用發(fā)揮好等優(yōu)點,在20世紀80年代,國際農(nóng)藥加工業(yè)形成了對農(nóng)藥懸浮劑研究開發(fā)的熱潮。但由于農(nóng)藥懸浮劑是一種在熱力學(xué)上不穩(wěn)定的分散體系,因此許多懸浮劑產(chǎn)品的物理貯存穩(wěn)定性難以保證,造成了制劑在容器中的殘留和容器清理的困難,給環(huán)境帶來污染,這樣增加了懸浮劑開發(fā)的難度。為此,考慮能否將懸浮劑進一步干燥造粒,使用時用水稀釋,成為與懸浮劑相同的懸浮液,從這種思路出發(fā),成功研制開發(fā)了一種新的固體劑型,這種劑型稱之為干懸浮劑(代號為DF)。干懸浮劑為新興劑型,市場前景廣闊。



        干懸浮劑通過按照水懸浮劑的生產(chǎn)方法,首先制備成水懸浮劑,然后通過噴霧干燥(造粒)的方法制得產(chǎn)品,據(jù)介紹,干懸浮劑在國外的產(chǎn)量較大,占所有粒狀產(chǎn)品的14.5%,僅次于擠出成型法(27.5%)。 而我國目前只有少數(shù)品種加工成這種劑型。 隨著農(nóng)藥劑型的不斷進步,相信干懸浮劑這種新劑型一定大有前途。干懸浮劑有如下特點:
    1) 干懸浮劑是濕粉碎后再經(jīng)過噴霧干燥(造粒)制得的產(chǎn)品,活性物質(zhì)的粒子很細,具有水懸浮劑的一切特點;
    2) 干懸浮劑通常制成顆粒狀產(chǎn)品,具有無粉塵、流動性能好、節(jié)省包裝材料及費用,方便運輸、貯存等特點;
    3) 干懸浮劑可以大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn),生產(chǎn)環(huán)境好,工人勞動強度低,能實現(xiàn)農(nóng)藥的綠色化生產(chǎn);
    4) 干懸浮劑可以噴霧法施藥,也可以拌土法施藥,施藥方法靈活。  
      當然,生產(chǎn)干懸浮劑也有一定的局限,設(shè)備一次性投資較大,生產(chǎn)操作的技術(shù)性較強。因此,只有產(chǎn)品產(chǎn)量達到一定規(guī)模時才適用這種生產(chǎn)方法。

干懸浮劑噴霧造粒干燥設(shè)備  工作原理    

      農(nóng)藥水懸浮劑用高壓泵從切線方向不斷進入噴嘴的旋轉(zhuǎn)室,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動。越靠近中心,旋速越大。在噴嘴中央形成了一股等大氣壓的空氣旋流“空氣芯”(直徑約1.5毫米)。當懸浮液從噴嘴噴出時,立即會圍繞“空氣芯”旋轉(zhuǎn)并形成環(huán)形液膜(厚度約為0.5~4.0微米)。料液的靜壓能在噴嘴處轉(zhuǎn)變?yōu)橄蚯斑\動的液膜功能。由于旋轉(zhuǎn)的速度差,液膜變薄進而被拉成細絲流。在氣流的作用下,細絲流不斷從較細處被拉斷。由于表面張力的作用,這些小短絲不斷變成球狀的小液滴(直徑約為60~100微米)。而當這些球狀的小液滴與噴塔內(nèi)熱載體(一般為熱空氣)進行接觸時,便開始熱量和質(zhì)量的交換,球狀液滴的表面水份不斷的蒸發(fā)。而當內(nèi)部水份向外遷移受阻時,在液滴外部形成一層硬殼。隨著溫度的上升,液滴硬殼內(nèi)部開始汽化膨脹。當達到一定壓力時,內(nèi)部水份會沿著毛細孔散出,從而形成了中空球狀顆粒干懸浮劑。


干懸浮劑噴霧造粒干燥設(shè)備  工藝流程
       農(nóng)藥水懸浮液通過過濾器,由隔膜泵,提升經(jīng)穩(wěn)壓后送至干燥塔頂由噴嘴霧化后噴入干燥塔中進行干燥,同時冷空氣經(jīng)蒸汽加熱器,電加熱器,加熱后進入塔內(nèi)與物料并流由上向下進行質(zhì)、熱交換,其溫度接近于純粹的^溫度,而其物料在高溫區(qū)具有很大的表面。即物料在瞬時完成干燥,從而得到空心球狀的粒狀產(chǎn)品。尾氣經(jīng)旋風(fēng)分離器由引風(fēng)機導(dǎo)向濕式捕集器。尾氣中夾帶的細粉由旋風(fēng)分離器捕集回收。剩余的微少細粉由濕式除塵器捕集回收。整個系統(tǒng)是在負壓、密閉狀態(tài)下運行。

干懸浮劑噴霧造粒干燥設(shè)備  優(yōu)化設(shè)計
      干懸浮劑是一種很有發(fā)展前途的環(huán)保型新劑型,百得干燥設(shè)計開發(fā)的噴霧造粒干燥技術(shù),不僅開發(fā)了多種農(nóng)藥干懸浮劑的干燥工藝,而且通過合理選用噴塔及其輔助設(shè)備,根據(jù)不同的農(nóng)藥原藥品種,調(diào)控進出口溫度等對節(jié)約能源、保證和提高DF的質(zhì)量和得率,取得了很好的效果。
    1) 節(jié)約能源提高熱效率
      噴霧干燥的過程是一個高能耗的運行過程。在噴霧造粒干燥技術(shù)中,熱效率是一個突出的問題。一般來講,因為進入干燥器(噴塔)內(nèi)部的空氣溫度為180℃,排出的尾氣溫度為90℃,而它們用于蒸發(fā)水分的熱量為總熱量的39%,尾氣損失為34%,噴塔壁損失的熱量為7.5%,加熱器的熱損失為18%,可見大部分熱能損失掉了。百得干燥經(jīng)過多年的研究、開發(fā)、生產(chǎn)實踐過程中取得了豐富的經(jīng)驗。對噴塔和其相關(guān)設(shè)備的合理設(shè)計和選用介紹如下。
    ① 合理的塔形設(shè)計
      噴塔的形狀會直接影響到塔內(nèi)風(fēng)速的分布和其均勻性。經(jīng)多年比較,并根據(jù)國內(nèi)大量實際試用結(jié)果,將噴塔設(shè)計為直筒形,這樣能保證風(fēng)速的均勻分布和平穩(wěn),避免在塔內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動,也就保證了熱量分布均勻,使質(zhì)、熱交換充分,有效地利用了熱能。同時,直筒形的噴塔,不會造成物料的粘壁。
    ② 熱風(fēng)分布器的效用
      熱風(fēng)分布器對進入塔內(nèi)的熱風(fēng)的風(fēng)向、風(fēng)速、熱能的利用起到重要的作用。所以,要將熱風(fēng)分布器上的錐角設(shè)計成可變的。當直管進風(fēng)時,上錐角為70°,當切向進風(fēng)時,其上錐角為60°,其目的是將熱風(fēng)都轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷黠L(fēng),以保證噴嗒內(nèi)的風(fēng)速均勻、平穩(wěn),使質(zhì)、熱交換充分,從而使熱能得到充分利用。
    ③ 特殊的整流板
      將整流板設(shè)計成折流柵板型的。其干孑L率可以從先前三角排列園孔板的25%提高到60%~70%,這樣熱流的阻力小,導(dǎo)流效果好,不會產(chǎn)生亂流、錯流及旋流,使熱風(fēng)經(jīng)整流板后能均勻垂直向下進入塔內(nèi),改善了質(zhì)熱交換條件,減少了熱量損失。
    ④ 噴嘴及其防漏裝置
      目前設(shè)計并采用的是旋轉(zhuǎn)式壓力噴嘴,它是由噴嘴體、噴嘴體密封墊、噴霧盤、旋轉(zhuǎn)室、端片、螺旋插頭、表面密封墊、陽性匹配器等組成,改變了先前旋轉(zhuǎn)體和霧化體連在一起、切向流量難、霧化角小、噴嘴壽命短、開車、停車頻繁、浪費能源,影響正常生產(chǎn)等弊端。
    ⑤ 節(jié)能型塔底結(jié)構(gòu)
      合理的塔底設(shè)計是節(jié)約能源的重要措施。選擇噴塔時,必須考濾塔底的結(jié)構(gòu),空氣必須經(jīng)過整個干燥室,干燥室的容積應(yīng)充分滿足水分的蒸發(fā),應(yīng)保證熱空氣流直到塔底部和氣流流型的穩(wěn)定。帶有擴大段的塔底結(jié)構(gòu),可使塔底的出料量從50%~60%提高到80%~85%,而旋風(fēng)結(jié)構(gòu)的塔底,塔底的出料率可達95%左右,成粒率也高,從而可節(jié)約能源。
    ⑥ 細粉回收技術(shù)裝置
      干懸浮劑液經(jīng)噴霧造粒干燥后,由于設(shè)備工藝、助劑、操作上等因素的影響,不可能得到^的粒子,一定會有些細粉或微粒的存在,微粒的平均料徑為20微米,粒度分布范圍為5~60微米之間,比重小于O.7克/厘米3。未成粒的細粉的產(chǎn)生,會使生產(chǎn)、包裝及使用時產(chǎn)生染料粉塵飛揚。
      百得干燥采用了新開發(fā)成功的細粉回收技術(shù),可使成粒率達到99%以上,同時推出了一套新型防塵裝置,操作簡便,減少了防塵劑的用量,改善了操作環(huán)境,更重要的是減少了染料的損耗,對客戶來說是一筆可觀的財富。
    2) 提高噴嗒的進出口溫差
      根據(jù)熱效率計算公式可知,提高進出口溫差,對于氣液兩相由上而下質(zhì)、熱交換的干燥方式是節(jié)約能源的^佳選擇。實踐證明,在高溫區(qū),含有水分的染料液,其瞬問表面溫度通常在40~60℃之間,所以適當?shù)靥岣邿犸L(fēng)的進口溫度是允許的。進口溫度的提高有利于熱效率的提高,但并非越高越好,需通過試驗來確定。不同種類的染料,甚至同一種類不同品種的染料。而尾氣帶走的熱量,要占整個能耗中較大的比例,故要盡量降低尾氣的溫度,以減少尾氣的熱量損失。但只能在保證產(chǎn)品^終含水量的前提下,而且要控制在露點溫度以上20~30℃。
    3) 降低干燥塔的蒸發(fā)負荷

      農(nóng)藥水懸浮液在進入干燥塔之前,必須先用過濾、蒸發(fā)等方法進行預(yù)脫水,提高染料液的含固率。這可以降低干燥塔的蒸發(fā)負荷,提高設(shè)備的生產(chǎn)能力,節(jié)約能源。根據(jù)新的設(shè)計,蒸發(fā)可以利用設(shè)備本身的循環(huán)廢熱,使熱量得到了充分利用。染料液在進入噴塔之前應(yīng)進行預(yù)熱,這既可減少干燥塔的負荷,也使料液的粘度有所降低,有利用料液的霧化。



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