实现低温流程工艺

文章来源:PROCESS《流程工业》 点击数:124 发布时间:2017-11-21
轻松实现低温流程工艺技术。
实现低温流程工艺

许多对温度非常敏感的产品都要在低温环境中生产出来,而现在对提高粒度分布均匀性、减小粒度大小等要求,都增大了流程工艺技术的开发难度,也提高了生产成本,但利用成熟的低温技术则可以对这类产品生产的技术进行优化。

在许多产品中,更细小的颗粒粒度是决定产品质量和可加工性的关键。为了达到这样微小的粒度,今天许多对温度非常敏感的产品,例如3D打印用的合成材料、化学添加剂或者营养强化剂等都要在低温环境中生产加工。A.Ebbecke流程工艺技术公司的负责人Jörn Winkelmann先生坚信:“随着市场的进一步发展以及对精细颗粒更高的要求,低温工艺技术在不同的流程工艺领域中都有着越来越重要的意义了。”为了强化企业在这一领域中的能力,它们与液化天然气生产厂Air Liquide公司进行了合作。2017年夏季,Ebbecke公司的低温研磨技术中心搬迁到德国法兰克福市的Schöneck地区并在技术中心里补充一些新的流程工艺技术方法和所需设备。此举的目的是为了建立起一个能够满足不同行业(诸如食品、牙科、动物、化学、塑料和橡胶)要求的研发中心。

打造研发中心

Ebbecke公司新建的低温技术研发中心,不仅能够完成客户订单最大几千吨的合同生产、制造任务,也能够完成新产品的实验测试等开发任务。研发中心将有12套不同的低温技术设备供开发试验使用,而所补充进来的设备是一些既可在低温环境中工作运行,也可以在常温环境下工作的设备。在按照客户合同进行微粉化和研磨时,有不同的生产工艺技术设备可以使用,包括了从细筛、喷射磨机、逆流针磨机、锤式破碎机和锤磨机到天然产品的喷雾造粒机,直至Stiftweitkammer研磨机、粒度分级器和气流粉碎机等先进设备。

在低温混合搅拌时,生产厂家可以在制药时在Thyssen-Henschel混合搅拌机、Lödige犁铧混合机、容器式混合机、双锥混合搅拌机以及小型的滚筒式搅拌机几种设备中进行选择。此外,还有许多可以配用压力喷嘴以及双组份喷嘴和冲洗喷嘴的喷淋塔可供使用。低温压缩时,可以使用不同生产厂家生产的轧辊式压实设备,还有既能用于烘干也能应用冷却的转筒式烘干机,有了这些设备之后,研发中心能全面地完成低温技术的种种研发试验任务了。

不成熟的低温技术

许多产品受其性质影响只能在低温环境中进行粉碎和研磨。为了尽可能获得均匀一致的微细颗粒,研磨后的半成品常常要进行筛分。而在筛选前这些半成品要在加温环境下保存一段时间,否则周围环境中的潮气就会凝聚在半成品粉末中,导致半成品结块。而半成品原材料的中间储存会延长产品的生产时间,降低产品生产能力。

如果要把这类粉质产品的生产过程纳入流程工艺生产技术中去,有多少优化改进的潜力呢? Netzsch公司开发了一整套全新的流程工艺技术方案,从原材料的冷却到低温研磨,直至最后的在线筛分,都在惰性循环气体系统中完成。在低温研磨之后,产品随着氮气被送入筛分设备中去,在循环的惰性气体环境中,筛分和干燥都是在惰性气体中进行,这样筛分(过滤和气旋分离)的新鲜粉末就可以直接送到筛分机里继续加工了。

Netzsch公司的筛分机是利用气体进行清洗的。筛分机的筛板直接利用惰性的循环气体进行清理。循环气体是从筛分机下方送入的,像喷气筛一样吹动着微细的研磨粉末材料流动。筛板上方低于筛板下方的压力差保证了半成品在筛网上传输。必要时,生产厂家可以将筛分机配置成多层筛板,同时在几层筛板上进行筛分。

这一筛分技术的诀窍就在于,它利用了循环气体鼓风机的热量为循环气体加热,而这一加热过程恰恰是对刚刚研磨出来的温度较低的半成品微粒进行加热。这就保证了研磨后的半成品颗粒在离开筛分机后不会在微粒表面凝聚有潮气了。根据季节和气候条件,微粉颗粒的温度要保持在15至25℃之间,以避免潮气凝聚在微粉表面。正如Netsch公司所强调的,大多情况下仅仅靠循环气体喷嘴的加热是不足以让微粉干燥的。在特殊情况下,当微粉粒度和流量较大时,需要利用加热器加热循环气体。例如在流量明显减少时,如果离心式通风机能够向微粉颗粒传输更多的热量,筛分过程中辅助的惰性氮气能够补偿和平衡过剩的热量,这也就避免了微粉颗粒的温度超过规定的临界温度了。

小结

费时费力的低温工艺技术不仅降低了生产能力,而且也加大了新产品开发的难度。因此,这一技术领域需要成熟的低温技术和战略合作伙伴。

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