干懸浮劑DF是由農(nóng)藥原藥、助劑等經(jīng)濕法砂磨制得懸浮液,再經(jīng)噴霧干燥造粒,脫去水分直接得到的固體微粒產(chǎn)品。干懸浮劑DF具有良好的分散性和懸浮性,有效成分顆粒細(xì)小,能更均勻地附著在作物表面,提高藥效,減少農(nóng)藥使用量,在防治病蟲害方面效果顯著,受到種植戶的青睞,市場需求不斷增加。該劑型為球狀顆粒,粒度均勻,流動性好,溶解性佳,易于計量和調(diào)配,可滿足不同施藥方式和施藥器械的要求,使用起來更加方便快捷,有助于其在市場上的推廣應(yīng)用。干懸浮劑DF水分含量低,不易結(jié)塊,在儲存和運(yùn)輸過程中更加安全,且有效成分含量高,貯存穩(wěn)定性好,能夠保持較長時間的藥效,降低了因受潮、結(jié)塊等問題導(dǎo)致的農(nóng)藥失效或安全事故的風(fēng)險,進(jìn)一步提升了其市場競爭力。
隨著全球人口的增長以及對糧食需求的不斷增加,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的壓力也在持續(xù)上升,這促使農(nóng)藥市場不斷發(fā)展,進(jìn)而帶動干懸浮劑DF市場需求的增長。環(huán)保政策的日益嚴(yán)格,使得傳統(tǒng)農(nóng)藥劑型因存在粉塵污染、有機(jī)溶劑揮發(fā)等問題而受到限制,而干懸浮劑DF作為一種綠色環(huán)保劑型,其無粉塵、無溶劑的特點使其更符合環(huán)保要求,市場份額有望進(jìn)一步擴(kuò)大。干懸浮劑DF市場前景廣闊,吸引了眾多企業(yè)的關(guān)注和參與,市場競爭將日益激烈。大型農(nóng)藥企業(yè)憑借其技術(shù)、資金和品牌等優(yōu)勢,將在市場競爭中占據(jù)主導(dǎo)地位,不斷擴(kuò)大市場份額;而中小企業(yè)則需要通過技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品差異化等策略來提升自身的競爭力,以在市場中分得一杯羹。
噴霧干燥等制備工藝的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新,可提高干懸浮劑DF的生產(chǎn)效率、降低成本,并提升產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性 。例如,通過優(yōu)化噴霧干燥的參數(shù)和設(shè)備,可得到粒徑更均勻、球形度更好的顆粒,從而更好地發(fā)揮其藥效。江蘇龍鑫對現(xiàn)有的噴霧干燥工藝進(jìn)行改進(jìn),如優(yōu)化噴霧干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作參數(shù),提高干燥效率和產(chǎn)品質(zhì)量。采用新型的噴霧噴頭、改進(jìn)熱風(fēng)分配系統(tǒng)等,使料液能夠更均勻地霧化和干燥,得到粒徑更小、分布更窄、球形度更好的干懸浮劑顆粒。此外,還可以探索低溫噴霧干燥技術(shù),降低干燥過程中對農(nóng)藥活性成分的熱影響,提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。江蘇龍鑫推廣內(nèi)置流化床造粒噴霧干燥工藝在干懸浮劑制備中的應(yīng)用,該工藝具有干燥溫度低、顆粒強(qiáng)度高、潤濕性好等優(yōu)點,能夠克服傳統(tǒng)高塔噴霧造粒工藝中存在的一些問題,如顆粒易碎、潤濕性能不佳等。通過對內(nèi)置流化床造粒噴霧干燥工藝的不斷優(yōu)化和完善,提高其生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的一致性,降低單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,實現(xiàn)干懸浮劑DF的連續(xù)化、規(guī)?;a(chǎn),有助于增強(qiáng)企業(yè)的盈利能力和市場競爭力,也有助于推動國內(nèi)干懸浮劑DF生產(chǎn)技術(shù)的快速發(fā)展。
干懸浮劑DF噴霧造粒干燥機(jī) 工作原理
農(nóng)藥水懸浮劑用高壓泵從切線方向不斷進(jìn)入噴嘴的旋轉(zhuǎn)室,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)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(dāng)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\(yùn)動的液膜功能。由于旋轉(zhuǎn)的速度差,液膜變薄進(jìn)而被拉成細(xì)絲流。在氣流的作用下,細(xì)絲流不斷從較細(xì)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(dāng)這些球狀的小液滴與噴塔內(nèi)熱載體(一般為熱空氣)進(jìn)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(dāng)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(dāng)達(dá)到一定壓力時,內(nèi)部水份會沿著毛細(xì)孔散出,從而形成了中空球狀顆粒干懸浮劑。
(1) 料液加壓與霧化:首先,料液通過高壓均質(zhì)機(jī)或隔膜泵等設(shè)備進(jìn)行高壓輸入,一般壓力在2~20MPa之間。在高壓作用下,料液被強(qiáng)制送入壓力式霧化器,霧化器內(nèi)的特殊結(jié)構(gòu)使料液分散成微小的霧狀液滴。這些液滴的直徑通常在幾十微米到幾百微米之間,表面積相比料液大幅增加,為后續(xù)的快速干燥創(chuàng)造了有利條件。
(2) 與熱空氣并流接觸:與此同時,空氣經(jīng)過濾器過濾后進(jìn)入加熱器,被加熱成為熱空氣。熱空氣進(jìn)入干燥塔頂部的空氣分配器,呈螺旋狀或均勻地進(jìn)入干燥室,并與霧化后的料液霧滴并流下降。在并流過程中,熱空氣與霧滴充分混合,使霧滴中的水分迅速蒸發(fā)。
(3) 干燥與造粒:由于霧滴與熱空氣的接觸面積大,且熱空氣溫度較高,水分在10~30秒內(nèi)快速蒸發(fā),料液中的固體成分逐漸形成干燥的顆粒。根據(jù)工藝要求,可以通過調(diào)節(jié)料液泵的壓力、流量以及霧化器噴孔的大小等參數(shù),控制霧滴的大小和干燥速度,從而得到所需大小比例的球形顆粒產(chǎn)品,完成干燥與造粒的過程。
(4) 產(chǎn)品收集與廢氣處理:大部分干燥后的粉粒在重力作用下由塔底排料口收集。而廢氣及其攜帶的微小粉末則經(jīng)旋風(fēng)分離器進(jìn)行分離,廢氣由抽風(fēng)機(jī)排出,粉末則由設(shè)在旋風(fēng)分離器下端的授粉筒收集。為了進(jìn)一步提高回收率,風(fēng)機(jī)出口還可裝備二級除塵裝置,使產(chǎn)品的回收率達(dá)到96%~98%以上。
干懸浮劑DF噴霧造粒干燥機(jī) 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,龍鑫干燥設(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(jìn)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(yùn)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(jìn)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。龍鑫干燥經(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(yùn)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(jìn)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(dāng)直管進(jìn)風(fēng)時,上錐角為70°,當(dāng)切向進(jìn)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。其開孔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(jìn)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(kuò)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(dá)95%左右,成粒率也高,從而可節(jié)約能源。
⑥ 細(xì)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,不可能得到百分之白的粒子,一定會有些細(xì)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0.7克/厘米3。未成粒的細(xì)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(yáng)。
龍鑫干燥采用了新開發(fā)成功的細(xì)粉回收技術(shù),可使成粒率達(dá)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) 提高噴塔的進(jìn)出口溫差
根據(jù)熱效率計算公式可知,提高進(jìn)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zui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(dāng)?shù)靥岣邿犸L(fēng)的進(jìn)口溫度是允許的。進(jìn)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zui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(fù)荷
農(nóng)藥水懸浮液在進(jìn)入干燥塔之前,必須先用過濾、蒸發(fā)等方法進(jìn)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(fù)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(jìn)入噴塔之前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱,這既可減少干燥塔的負(fù)荷,也使料液的粘度有所降低,有利用料液的霧化。
噴霧造粒干燥機(jī)調(diào)整和優(yōu)化干懸浮劑DF產(chǎn)品品質(zhì)
(1) 原料準(zhǔn)備階段
控制原料粒度:在選擇原料時,盡量確保農(nóng)藥原藥和助劑等原材料的粒度符合要求。如果原料粒度太粗,可以先進(jìn)行預(yù)粉碎處理。例如,對于一些固體原藥,可以使用球磨機(jī)、氣流粉碎機(jī)等設(shè)備將其粉碎到合適的粒度范圍,為后續(xù)形成均勻的懸浮劑粒度打下基礎(chǔ)。
篩選合適的原料配比:研究不同原料的配比組合對zui終產(chǎn)品粒度分布的影響。不同的農(nóng)藥原藥、分散劑、潤濕劑等成分的比例會改變體系的物理化學(xué)性質(zhì),從而影響顆粒的形成和生長過程。通過實驗設(shè)計和優(yōu)化,找到能夠產(chǎn)生理想粒度分布的原料配比。
(2) 生產(chǎn)工藝過程調(diào)整
選擇合適的研磨設(shè)備:砂磨機(jī)是干懸浮劑DF生產(chǎn)中常用的研磨設(shè)備。不同類型和規(guī)格的砂磨機(jī)(如臥式砂磨機(jī)、立式砂磨機(jī))對顆粒研磨效果不同。根據(jù)產(chǎn)品要求選擇合適的砂磨機(jī),其研磨介質(zhì)(如氧化鋯珠、玻璃珠等)的大小和裝填量也會影響研磨效果,較小的研磨介質(zhì)有助于得到更細(xì)的顆粒。
控制研磨參數(shù):研磨時間、研磨轉(zhuǎn)速和物料流量是關(guān)鍵的研磨參數(shù)。延長研磨時間、提高研磨轉(zhuǎn)速和適當(dāng)降低物料流量通常可以使顆粒變得更細(xì)。但需要注意避免過度研磨導(dǎo)致顆粒團(tuán)聚或破壞有效成分的結(jié)構(gòu)。通過實驗和生產(chǎn)經(jīng)驗,確定zui佳的研磨參數(shù)組合,以獲得期望的粒度分布。
調(diào)整霧化器參數(shù):在噴霧干燥過程中,霧化器的類型(如壓力式霧化器、離心式霧化器)和參數(shù)對液滴大小和粒度分布起著關(guān)鍵作用。對于壓力式霧化器,可以通過調(diào)節(jié)霧化壓力來控制液滴大??;離心式霧化器則主要通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)速度來實現(xiàn)。適當(dāng)降低霧化壓力或旋轉(zhuǎn)速度可以使液滴變大,反之則使液滴變小。
優(yōu)化干燥條件:進(jìn)風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度和熱風(fēng)風(fēng)速等干燥條件也會影響顆粒的形成。較高的進(jìn)風(fēng)溫度和風(fēng)速可以使液滴快速干燥,形成較小的顆粒,但可能導(dǎo)致顆粒表面硬化和內(nèi)部水分難以蒸發(fā)完全。合理調(diào)整這些參數(shù),使液滴在干燥過程中形成均勻的粒度分布。例如,在保證產(chǎn)品干燥的前提下,適當(dāng)降低進(jìn)風(fēng)溫度和風(fēng)速,有助于形成粒度稍大且分布均勻的顆粒。
添加防團(tuán)聚劑:在噴霧干燥的料液中添加適量的防團(tuán)聚劑,如一些高分子聚合物或表面活性劑。這些防團(tuán)聚劑可以吸附在顆粒表面,提供空間位阻或靜電排斥作用,防止顆粒在干燥過程中相互碰撞團(tuán)聚,從而優(yōu)化粒度分布。
(3) 后處理工藝優(yōu)化
機(jī)械篩選:使用振動篩、旋風(fēng)分離器等設(shè)備對干燥后的產(chǎn)品進(jìn)行篩選和分級。振動篩可以根據(jù)不同的篩網(wǎng)孔徑將顆粒按大小進(jìn)行分離,去除過大或過小的顆粒,使產(chǎn)品粒度分布更集中。旋風(fēng)分離器則主要用于分離細(xì)粉和粗顆粒,將不符合粒度要求的部分分離出來,返回生產(chǎn)流程進(jìn)行重新加工。
氣流分級:利用氣流分級機(jī),根據(jù)顆粒在氣流中的沉降速度差異進(jìn)行分級。通過調(diào)整氣流速度和分級輪轉(zhuǎn)速等參數(shù),可以精que地分離出不同粒度范圍的顆粒,進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品的粒度分布。
顆粒團(tuán)聚與解聚操作:如果產(chǎn)品中存在過多的細(xì)顆粒導(dǎo)致粒度分布不理想,可以采用適當(dāng)?shù)膱F(tuán)聚方法,如通過添加粘結(jié)劑或在特定濕度和溫度條件下使細(xì)顆粒團(tuán)聚成合適大小的顆粒。相反,如果有團(tuán)聚的大顆粒,可使用解聚設(shè)備(如高速攪拌器、氣流粉碎機(jī)等)將其打散,使粒度分布更加均勻。
(4) 質(zhì)量監(jiān)控與反饋調(diào)整
建立粒度監(jiān)測體系:在生產(chǎn)線上安裝在線粒度分析儀,實時監(jiān)測產(chǎn)品的粒度分布情況。同時,定期進(jìn)行離線粒度檢測,采用激光粒度儀、顯微鏡等工具對產(chǎn)品進(jìn)行全面的粒度分析,確保粒度分布符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
反饋優(yōu)化生產(chǎn)工藝:根據(jù)粒度監(jiān)測結(jié)果,及時反饋并調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù)。如果發(fā)現(xiàn)粒度分布偏離目標(biāo)范圍,分析可能的原因(如原料變化、設(shè)備故障、工藝參數(shù)波動等),并針對性地調(diào)整原料、研磨、干燥或后處理等環(huán)節(jié)的參數(shù),持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品的粒度分布。