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常州市广博干燥设备有限公司(http://www.yfdry.cn)专业生产双锥回转真空干燥机,喷雾干燥机,热风循环烘箱等干燥设备。产品广泛应用于化工、制药、食品、冶金、建材、农副等行业,深受用户好评。 ·English ·网站地图
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双锥回转真空干燥机
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纳米碳酸钙粉体干燥技术

  摘要:简要介绍了纳米碳酸钙工业生产中的烘房干燥、输送带式干燥、盘式干燥、回转圆筒干燥、喷雾干燥、真空耙式干燥、旋转快速干燥等一级干燥技术。讨论了输送带式干燥和旋转快速干燥、桨叶式干燥和旋转快速干燥、桨叶式干燥和微粉干燥、双螺旋输送干燥和盘式干燥等两级组合干燥技术。
  关键词:纳米碳酸钙;干燥;两级组合干燥

  前言
  纳米碳酸钙粉体是指粒径在1~100mm,并且具有与常规碳酸钙性能不同的无机粉体产品。由于其独特的电学、磁学、热学及光学性能,被广泛应用于塑料、橡胶、涂料、油墨、造纸、化妆品、医药、粘结剂等行业作为颜料和填充物。纳米碳酸钙不仅具有填充作用,还具有半补强或补强作用,广泛引起世人瞩目。
  当采用湿化学法合成纳米碳酸钙粉体时,一般都要涉及沉淀物干燥这一后处理过程。由于纳米碳酸钙粉体的粒度小,表面能高,处于热力学非稳定状态,如果干燥方法选择不当,就会出现纳米碳酸钙颗粒的团聚,这将对它的使用性能产生不良影响。因此,如何保证纳米碳酸钙颗粒在干燥过程中保持分散而不团聚“长大”,是纳米碳酸钙粉体生产的关键步骤之一。此处,在纳米碳酸钙粉体的应用过程中,特别强调其疏水亲油性能,即对产品的最终含水量要求很高(亦即产品的水分含量要求很低)。
  1、纳米碳酸钙工业干燥技术现状
  1.1 一级干燥
  在纳米级碳酸钙的工业生产过程中,干燥操作过程除了要防止颗粒间的团聚外,最大难题是如何降低干燥温度,同时又使装置具备一定的生产规模。纳米碳酸钙粉体通常都要进行粒子表面的包覆改性处理,而有机物的热稳定性能一般较差,温度过高易使其焦化变质,直接影响颗粒的分散性白度等。例如,硬脂酸或硬脂酸盐在135℃的条件下,可以在很短时间内焦化,使产品的白度降低7~8%,焦化的程度与时间和温度呈对应关系。因此,要保证产品不焦化,必须对干燥温度和时间加以控制,根据表面改性剂的特性,寻求适宜的干燥温度和干燥时间。
  目前国内生产纳米级碳酸钙的企业常采用烘房干燥、输送带式干燥、盘式干燥、回转圆筒干燥、喷雾干燥、真空耙式干燥、旋转快速干燥等一级干燥设备。但几乎每种干燥设备都遇到产品颗粒的二次团聚问题,致使一些纳米级碳酸钙粒子无法以一次颗粒或接近于该状态而存在,最终影响其产品的功能和应用。此处,在一级干燥后一般都要有再磨分级和过筛等过程。
  尽管烘房干燥比较经济、简便,但为间歇操作,生产能力低,能耗较大,操作环境恶劣,工人劳动强度大,很容易引入杂质,且干燥不均匀,干燥后还需有粉碎和分级等操作过程。所以,这种干燥设备已逐步被新的干燥技术所取代。
  输送带式干燥实际上是一种改良的烘房干燥,它使干燥过程实现了连续化。但该设备占地面积大,热效率不高。
  盘式干燥机虽然解决了输送带式干燥机占地大、热效率不高的问题,但设备结构复杂、维修困难,为减轻物料在料盘上的黏结而增设的抄板对料盘的磨损比较严重,由此产生的杂质对产品质量有较大影响。
  回转圆筒干燥机在普通轻质碳酸钙生产中应用较为广泛,其生产能力较高,一台直径1.8m、长21m的回转圆筒干燥机年产量可达1.5-2万吨。但其干燥温度一般为600-700℃,无法适应湿法活化的纳米碳酸钙生产,因为在此高温下,几乎找不到不会焦化的表面改性剂。此处,回转圆筒干燥只适用于含水量在30%-40%的纳米级碳酸钙的干燥。
  喷雾干燥可以将含水量60%以上的湿碳酸钙快速干燥至含水0.5%以下的产品,且产品的分散状态良好,也不需要再磨粉碎。但对活性纳米碳酸钙的适应性较差,这是因为纳米碳酸钙喷雾干燥所需的温度较高(一般在400℃以上),极易将表面改性剂烧掉。
  真空耙式干燥在纳米碳酸钙生产中被采用的不多,其优点是干燥温度低,热效率高,但其辅助设备较多,多为间歇操作,生产能力受到制约。
  目前,旋转快速干燥(又称旋转闪蒸干燥)在纳米碳酸钙生产中应用较为广泛,该技术在解决颗粒团聚问题上已取得一定的进展,但尚存在粘壁和干燥后仍需粉碎研磨等问题。
  1.2组合干燥
  为解决纳米碳酸钙的工业干燥技术问题,两级干燥技术越来越被许多企业所看好,它较好地解决了低温干燥与生产能力之间的矛盾,同时在第二级干燥设备中引入颗粒分散解聚功能,减少了产品干燥后的再磨工序。常见的有输送带式干燥机和旋转快速干燥、桨叶式干燥和旋转快速干燥、桨叶式干燥和微粉干燥、双螺旋输送干燥和盘式干燥等的两级干燥的组合。
  1.2.1输送带式干燥和旋转快速干燥的组合
  纳米级碳酸钙的输送带式干燥和旋转快速干燥的两级组合工艺流程如图1所示。压滤后的纳米级碳酸钙经挤条机成型后进入输送带式干燥机中,除去大部分湿分。当半成品湿含量≤20%时,离开输送带式干燥机,经螺旋输送机进入旋转快速干燥机的加料器中,再被送入旋转快速干燥机内,在搅拌和旋转热气流的作用下被进一步干燥及破碎。干燥好的细粉与上升的气流一起经分级器进入旋风分离器和袋滤器,分离下来的即为产品。废气经引风机、烟囱排空。
  1.2.2桨叶式干燥和旋转快速干燥的组合
  纳米级碳酸钙的桨叶式干燥和旋转快速干燥的两级组合工艺流程如图2所示。比较图1和图2可见,这两种流程的主要差别是由桨叶式干燥机代替了输送带式干燥机。压滤后的滤饼先被加入到桨叶式干燥机中,在空心桨叶的旋转搅动下边前进边干燥。水蒸气(或导热油)从空心桨叶和干燥机夹套中通过,以热传导方式对纳米碳酸钙湿物料进行干燥。半干产品离开桨叶式干燥机后,再进入旋转快速干燥机中,被进一步干燥成合格产品。
  1.2.3桨叶式干燥和微粉干燥的组合
  如果把上述的桨叶式干燥和旋转快速干燥的两级组合中的旋转快速干燥机用微粉干燥机来代替,这就构成了桨叶式干燥和微粉干燥的两级组合流程。经一级桨叶式干燥后得到的松散物料由螺旋输送机连续均匀地加入到微粉干燥机内,进一步干燥成为合格产品。这种微粉干燥机主要由筒体、回转搅拌器和分级器等组成。它是一种集干燥、破碎、分级于一体的多功能干燥机。回转搅拌器的主要作用是将软团聚颗粒打散,使大的软团聚颗粒变成粒径符合要求的产品。分级器为离心机式气流分级结构,依靠叶轮高速旋转而产生的离心力和气流向心力之间的作用对粒子进行分级,粒径符合要求的物料经过分级器,由热风送入旋风分离器和袋滤器,分离得到合格产品;而粒径较大的物料在离心力的作用下,撞击在设备筒体内壁后返回到底部,在回转搅拌器和热风的作用下被进一步干燥及破碎,直到合格后进入后续的收集装置。
  1.2.4双螺旋输送干燥和盘式干燥的组合
  纳米碳酸钙的双螺旋输送干燥和盘式干燥的两级组合工艺流程如图3所示。滤饼经皮带输送机送至料仓,经粉碎机破碎后进入双螺旋输送干燥机的尾部排出;再经斗式提升机、料仓和电子皮带秤计量后,连续加入盘式干燥机顶部,在盘式干燥机内逐盘下落,干燥好的产品从底部卸出。
  2、结语
  国内现有的纳米碳酸钙干燥技术尚未很好解决干燥过程颗粒的团聚问题,几乎每种干燥设备都存在二次粒子的团聚问题。所以,因团聚而引起的粒子分散性差的问题已成为当前纳米碳酸钙生产和研究中急待解决的重点和难点。此外,目前纳米碳酸钙的干燥技术已滞后于其他技术,正成为其工业生产的瓶颈。因此,必须加强纳米碳酸钙粉体的干燥机理和干燥理论研究,为新型干燥装置的开发提供依据和方向,进而开发出适用于大规模工业化生产的大型纳米碳酸钙干燥设备;要加大新型干燥技术(如共沸蒸馏干燥、冷冻干燥等)的研发工作力度。


· 行业聚焦:

     混合均匀度是配合饲料的重要质量指标,它是饲料产品真实反映饲料配方水平的保证。要生产出高品质的配合饲料,必须最大限度地提高配合饲料产品的混合均匀度。本文通过分析影响配合饲料混合均匀度的因素,提出了提高配合饲料混合均匀度的有效途径。
  配合饲料的混合均匀度对于饲料产品质量的重要性是不容置疑的,因为配合饲料中各种原料的配比可能相差十分悬殊,在有的配方中,某些组分在配方中所占的比例有可能超过60%或者更多,而某些微量元素的添加量又仅有百万分之几甚至更低,如果混合不均匀,某一单位配合饲料的配比就不一样,特别是微量组分的差异就更加显著了,这就意味着   水含量的增加会逐渐降低物料的剪切黏度。在加工过程中,由于熔体流动性能的变化,产品的质量以及一系列的加工工艺参数也会随之发生相应的变化。例如,停滞时间过长会使残余水分含量太低从而造成黏度的增加,这将导致填模不充分,同时也会造成物料发黄。另外,某些性能的变化并不能直接用肉眼观察到,而只有通过对材料进行相关的测试才能发现,如机械性能和介电强度的改变。
  在选择干燥设备过程时,鉴别材料的干燥性能具有至关重要的意义。物料可以分成吸湿性和非吸湿性两种。吸湿性物料能够从周围环境吸收水分,非吸湿性材料不能从环境中吸收水分。对于非吸湿性物料,任何环境中存微波化工干燥设备微波加热与传统的加热方法相比有很大的区别,传统加热方法是依靠热源,通过辐射、传导、对流等途径,首先使物体的表面加热,然后经热传导,使内部的温度由表及里逐步升高。大多数物体内的热量传递速度很慢,如橡胶材料,因此达到物体整体加热需很长时间。同时容易造成物体加热的不均匀性,影响加热物体的质量,甚至改变加热物体的色泽、营养成分和物化性能,而微波化工干燥设备微波加热具有独特的加热方式- 物料整体加热,因此微波加热具有以下优点:
  1、 穿透性加热,加热速度快,均匀加热。其穿透的距离,在理论上与电磁波波长同数量级。因此宏观上表现为真空带式干燥机是一种连续进料、连续出料形式的接触式真空干燥设备,待干燥的料液通过输送机构直接进入处于高度真空的干燥机内部,摊铺在干燥机内的若干条干燥带上,由电机驱动特制的胶辊带动干燥带以设定的速度沿干燥机筒体方向运动,每条干燥带的下面都设有三个相互独立的加热板和一个冷却板,干燥带与加热板、冷却板紧密贴合,以接触传热的方式将干燥所需要的能量传递给物料。当干燥带从筒体的一端运动到另一端时,物料已经干燥并经过冷却,干燥带折回时,干燥后的料饼从干燥带上剥离,通过一个上下运动的铡断装置,打落到粉碎装置中,粉碎后的物料通过两个气闸式的出料斗出料。由于物料直接进入高真空度下可大可小。简易的形式可如“图表一”,复杂的自动化生产线也可以“图表二简易的流程可有单一的混合机平台结构,配置螺旋上料机提升上料,以电器控制运行,包装装袋简易,是很经济、实用的流程。
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