在运动的输送带上造粒

作者:Michael Kaiser博士 文章来源:Esico公司 发布时间:2014-11-20

颗粒状原材料可以在沸腾冷却设备中生产和制造出来。造粒可以防止凝聚,有利于定量服用,而且一般来讲在下一步的输送过程中更不容易粘合在一起。与压片、碎片和喷雾造粒技术不同,这种沸腾冷却造粒技术具有流动性、很高的堆积密度和很少的粉尘量。

在液体原材料的沸腾冷却造粒过程中,熔融状的初始化学品连续地被分解成一滴滴的液滴,在一条周而复始、往复循环的不锈钢输送带上变成了一颗颗均匀的颗粒。一般来讲,沸腾冷却设备的“冷却”是利用输送带下方的水进行冷却的,也可辅助地利用输送带上方的冷却气流来进行冷却。在输送带的运送过程中,液体原材料开始向固态转变,当产品到达输送带回转处时,都已经变为固态颗粒。由于这些颗粒是间接冷却的,因此无需再进行干燥处理,也可以进一步制作成吸水和水溶性的化学品,例如MSA。

颗粒形状和大小的影响因素

当大批量连续性生产的条状、薄膜状的产品最终在冷却后经裁剪分成小块包装时,造粒后的产品已经具有一定的颗粒形状和颗粒大小了,成为无需后续加工的最终成品。

Esiform公司开发的造粒技术的生产效率不是由熔融液体输出量的大小来决定的,相反是由沸腾冷却设备可用的冷却面积来决定的,一般来讲大多都在每台设备每小时100~5000kg之间。沸腾冷却设备的转速和所需的冷却时间由产品的流变学性质和物理性质决定。因此,生产效率的高低与颗粒直径所决定的体积之间有着双曲线函数关系。

另一些与颗粒产量、形状和大小有关的参数是成品温度、粘度和表面张力。颗粒的尺寸一般都在3~8mm之间,而这又与产品的泵送速度、穿孔外缸的旋转速度和孔径大小有关。

这一设备中,围绕固定内缸旋转的穿孔外缸是整套设备的核心部件。熔融的液体产品经内缸中心的通道进入,经迷宫式的输送通道从旋转的外缸挤出,形成了大小相同的液滴并均匀分布在整个输送带的宽度内。产品的输送通道用专用密封与内缸连接,并与旋转的外缸内表面相互接触。熔融的液体产品经外缸的小孔强制性的挤出来,散布到冷却输送带上。

工作原理

外缸安装在不锈钢冷却输送带上方几毫米的位置上,其自转速度与冷却输送带速度之间的相对速度几乎为零,这样,撒布到不锈钢冷却输送带上的液体始终都是半球形的。利用变频器可以对冷却输送带和造粒装置进行无级调速。可以通过简单的高度和倾角调节调整外缸与冷却输送带之间的相互位置关系。具有加热功能的产品刮板用于去除外缸表面的产品,这保证了外缸每旋转一次之后产品挤出的通道都畅通无阻。

Esiform造粒系统可以在卫生清洁和维护保养时向外旋转180度。在这一位置上,可以简单、快捷地完成外缸和产品刮板密封件的更换。在这一位置上,无需重新调整外缸的高度尺寸,因此在完成卫生清洁或者维护保养后可以马上回位、继续生产。

造粒设备生产企业Esico公司还专门针对这一造粒设备开发了专用轴承,从而有效地避免了熔融液体产品的进入。另外,这一系统的轴承都可以快速简单地更换。整套设备基本都是由不锈钢制造的,就连它后端连接的冷却设备也可以用不锈钢代替普通的优质钢制造。据生产企业介绍,这一设备严格按照国际通用的安全标准、卫生标准和精细化工领域标准设计、制造。

在冷却时,大多数情况下冷却输送带的前半段采用的是温暖的蒸汽冷却,后半段为冷水冷却。也正是由于这一原因,大多数冷却区都是单独的冷却区。

应用范围

这一造粒系统的典型应用领域是蜡、石蜡、硫、酚醛树脂、环氧树脂、热熔粘接剂、聚氯乙烯稳定剂、催化剂、添加剂、脂肪酸、化肥、精细化工、MSA、树脂胶和抗氧化剂等生产领域。当造粒生产出来的产品不是自己使用,而是作为中间产品或者最终产品销售时,应根据产品的产量、能源消耗、造粒持续时间和可能受到的热损害来确定液体产品输送的间隔大小。当造粒产品不是自己使用的原材料时,应在冷却成形后采用合适的包装形式加以包装。而这种造粒技术提供的优点是:灵活、均匀的定量包装,没有粉尘。

这一造粒设备适合于不成丝状液体的熔融液体造粒,熔融液体的粘度范围为<5MPas和>50000MPas,外缸出料温度可达350℃。一般情况下,造粒设备的宽度尺寸在600~1500mm之间,冷却输送带轴间距6~20m。造粒时可以对熔融液体进行合适的预处理,包括那些具有低温趋势的液体。这一系统和冷却输送带设备还可以配用氮气或者其他气体进行气密的辅助装置。当生产车间的场地面积有限时,或者像环氧树脂这类具有夹杂倾向的产品时,还可以把设备建造成双输送带的结构形式,提高冷却面积。

与其他造粒方法相比较的优点

将溶液灌装的桶装容器中会产生很高的后续生产、加工费用。它除了要花费时间熔化原材料之外还要有相应的设备,但每次定量控制的量很小。像利用冷压设备或者薄膜设备生产出来的碎小颗粒、薄膜等不规则形状原材料则有着较差的流动性、较低的堆积密度和很高的粉尘量。而湿式粉质原材料造粒时则有粘结和结块的可能。例如,PE喷涂粉末流动时的堆积密度为0.2t/m3,用1000hPa压实后的堆积密度为0.3t/m3。而造粒后的堆积密度则超过了0.5t/m3。

造粒后的产品其粉尘量和结块的风险几乎为零,与此相应的是很好的流动性。可以简单地实现高精度的定量控制,颗粒状的原材料也很容易熔化成溶液或者颗粒药的初级混合物。平整的、封闭式的不锈钢输送带,使熔融液体成为颗粒状并冷却成形,保障了最佳的热传导,也不会在产品上留下生产过程中的划痕,不会受到损伤。

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