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賴氨酸硫酸鹽類產品應用連續噴霧流化床造粒技術的生產線配置
來源:揚州日發干燥工程有限公司  |  日期: 2014-11-27 10:06:54

干燥設備摘 要 對65與70賴氨酸硫酸鹽類飼料添加劑產品應用連續噴霧流化床造粒的生產線配置進行統計分析,包括生產線產能配置、土建或鋼架形式配置。結果表明:應用連續噴霧流化床造粒技術生產65與70賴氨酸硫酸鹽的生產線,采用1臺造粒床與1臺流化床的配置形式優于多臺造粒床與1臺流化床配置;在選擇生產線數量時,以能滿足生產規模所用采用的生產線的最少數量為最佳方案。設計制造出更高產能的單套生產線,以降低投資、節能、提高穩定安全性、提高產品品質是目前噴霧流化床造粒技術發展目標。
關鍵詞   65與70賴氨酸硫酸鹽,賴氨酸造粒 飼料添加劑,流化床造粒,噴霧,干燥,生產線配置  

    目前,65與70賴氨酸硫酸鹽等已作為飼料添加劑,被廣泛應用于動物的養殖,其對于促進動物的生長,改善動物的肉質,節省飼料,具有顯著的作用。氨基酸發酵過程中會產生大量發酵液,在有效物質提純時,采用常規的干燥[2]方法難以解決,流化床造粒[3]技術在流化床內完成液體物料的噴霧、造粒、干燥、冷卻,直接得到球形產品,且顆粒密實、球形度好,具有出色的流動性、不易吸濕和破碎,可滿足飼料添加劑的要求[1]。因此,噴霧流化床造粒技術特別適合L-賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸等行業中的發酵液、尾液調配料的噴霧干燥造粒。
    連續式流化床,從20世紀90年代出現起,已在氨基酸類添加劑的生產中廣泛應用。隨著流化床技術的不斷發展,單條生產線的年產量逐漸提高,生產企業的投資規模也不斷擴大。目前,一般的65與70賴氨酸硫酸鹽類飼料添加劑企業投資規模已在年產量10~20萬t,配置單條生產線已不能滿足該產量的要求。
    連續式流化床噴霧造粒設備[3],體積小、單機產能高,自動化程度高,節能減排效果顯著,適合大型企業。但是,其高能耗、連續生產時間短、不穩定、易起火爆炸等因素,是企業配置生產線、土建時必須極其關注的問題。

    1 賴氨酸應用噴霧流化床造粒生產線產能配置及適用情況分析
1.1 配置1臺造粒床
    采用1臺造粒床生產65與70賴氨酸硫酸鹽,這種噴霧造粒流化床一般為批次生產,不連續,并且不安裝內加熱器。其成品色澤不好,能耗極大,溫度損失和粉塵損失均比較明顯。
例如筆者[4]參與的2004年安徽豐源集團的4萬噸65與70賴氨酸硫酸鹽工程;2005年山東德固塞凱塞生物技術有限公司的4萬噸65與70賴氨酸硫酸鹽工程,都是應用這種生產配置的實例。
這種配置的優點是:每套生產線集成造粒、干燥、冷卻;生產線最簡單,在產量比較低時、投資最省。
缺點是:因為造粒過程成品率只在40-70%之間,非成品部份需反復經過干燥、冷卻過程,產量越大,能耗越大。蒸發1t水年綜合能耗為:450度電、5t蒸汽、20標方0.4MPa壓縮空氣。
此配置的適用情況為:年產量低于5000t,總投資為150萬左右時,從方便性、投資性、可以考慮采用本方案。
1.2   配置1臺造粒床與1臺流化床
配置1臺造粒床與1臺流化床的組合形式應用普遍。該配置當投資規模比較大時,受單條生產線產能的限制。
國內65與70賴氨酸硫酸鹽類飼料添加劑企業配置單條生產線的情況[5]見表1。
表1   國內65與70賴氨酸硫酸鹽類飼料添加劑企業配置單條生產線的情況統計
建設時間 單條生產線年產規模/萬t 企業工程名稱
2007 2 山東巨能金玉米開發有限公司的2萬噸噴霧造粒干燥工程
2007 2 寧夏伊品生物工程有限公司的2萬噸噴霧造粒干燥工程
2008 3 寧夏伊品生物工程有限公司的6萬噸噴霧造粒干燥工程
2006 3 新希望集團包頭生物有限公司的3萬噸噴霧造粒干燥工程
2011 3 長治市金澤生物工程有限公司的3萬噸噴霧造粒干燥工程
2012 3 山東巨能金玉米開發有限公司的3萬噸噴霧造粒干燥工程
2012 4 歐美投資集團(內蒙古)生物科技有限公司的8萬噸噴霧造粒干燥工程
2011 5~5.5 寧夏伊品生物科技股份有限公司的10萬噸噴霧造粒干燥工程
2012 5~5.5 赤峰伊品生物科技有限公司的16萬噸噴霧造粒干燥工程

    配置1臺造粒床與1臺流化床的優點:每套生產線完全獨立,可以采用模塊化設計;有多套生產線時,只要有一條線開機,另一條線開停機的加料、出料非常方便,總產量的調配也方便;每條單一生產線的檢修可以錯開。因此,只要單臺造粒床產能可以達到要求,就可以只采用1臺造粒床與1臺流化床的形式。
    但是,如果只有一條生產線,對于產量調節不太方便,而且,當產量不足時能耗偏大。因為一條線開動時,總電耗并不變;同時,超產比較大時有難度;當采用兩套以上生產線時,沒有明顯缺點,但投資會適當加大。
    這種配置,蒸發1t水年綜合能耗為:150度電、1.5t蒸汽、10m3   0.4MPa壓縮空氣。
配置1臺造粒床與1臺流化床,當生產穩定,只要單臺造粒床產能可以達到要求,完全可以采用一條生產線。單臺造粒床產能達不到,配置多條生產線時應采用最新優化方案:除主機外其他設備可以采取部分合并,例如可以將多條線的DCS控制系統、包裝機、部分平臺、公用工程、成品輸送機進行合并,以降低投資成本,優化后投資約可降低10%~15%左右。
   1.3  配置2臺造粒床與1臺流化床
    配置2臺造粒床與1臺流化床的組合形式為一階段時間的過渡形式,在投資規模比較大時,受組合生產線產能限制,組合生產線本身也表現出一系列缺點。
    2008年寧夏伊品生物工程有限公司的6萬噸噴霧造粒干燥工程;2005年希杰(聊城)生物科技有限公司的5萬噸噴霧造粒干燥工程;2009年安徽豐原生物化學股份有限公司的4萬噸噴霧造粒干燥工程[3]。
配置2臺造粒床與1臺流化床的組合,投資會降低一部分:可以節省冷卻床出口的提升機、篩分機、對輥粉碎機、布袋除塵器、氣流輸送、控制系統及冷卻床的自控元件。配置2臺造粒床與1臺流化床的組合比配置2臺造粒床與2臺流化床的組合(即2條單一獨立生產線)的方案約節省投資15%~20%左右,例如10萬噸的生產線,前者總投資為2 500萬元左右,后者為3 000萬元左右。        
當產量不足,只開1臺造粒床時,冷卻床還是滿負荷,此時能耗增加15%;當冷卻床、冷卻床出口提升機、布袋、風送系統、粉碎機等發生故障,所有多臺造粒床即全部生產線將無法生產;冷卻床的細顆粒和細粉需要分配到多臺造粒床,分配均勻性有問題。
配置2臺造粒床與1臺流化床的組合,蒸發1t水年綜合能耗為:170度電、1.7蒸汽、12m3  0.4MPa壓縮空氣。
配置2臺造粒床與1臺流化床的組合與配置1臺造粒床與1臺流化床的組合相比,筆者認為得不償失。綜合能耗后者比前者低10%左右,10萬t生產線一年節省能耗600萬元。原因是,即流化床可以合并,造粒床也可以合并(即變成一加一配置),如造粒床不能合并,最好流化床也不要合并。

3  噴霧流化床造粒生產線土建與鋼構的配置對比
噴霧流化床造粒生產線土建與鋼構的對比見表2.

表2    噴霧流化床造粒生產線土建與鋼構的配置對比(以年產5萬t線為例)
生產線建設要求 配置土建結構 配置鋼架結構
美觀程度 可以采用貼面磚進行美化 差一些
安全程度 好:好做安全隔離、防火、防腐。 差:做安全隔離、防火、防腐比土建困難。
剛度及強度 大、穩定 小、不穩定:整個樓層有振動,
防火性能 好:整個樓層好隔離 差:整個樓層隔離難
制造周期 一般4個月 一般1個半月
維修 基本不需要,少 因為有腐蝕,每年都要注重
防腐性能 好 因為物料常有酸性,導致很差
壽命 長一些:正常為20年 差一些:正常為10年
制造費用、造價 高一些:150萬 低一些:100萬
安裝方便程度 差:吊裝、設備移動為平移 好:可以垂直吊裝
改造方便程度 差:比如梁建好不可更改,不得隨意進行調整、開洞 好:在各部位均可以進行調整、開洞

從表2可以看出,從土建與鋼架結構綜合考慮,當生產線比較穩定時、選用土建結構比較合理;當生產線或其中部份對于拆裝要求很嚴、或不成熟要求以后肯定改造為了方便,選用鋼架結構比較合理。

4  結論
應用連續噴霧流化床造粒技術生產65與70賴氨酸硫酸鹽的生產線,采用1臺造粒床與1臺流化床的配置形式優于多臺造粒床與1臺流化床配置;在選擇生產線數量時,以能滿足生產規模所用采用的生產線的最少數量為最佳方案。
采用多套生產線時,為了節省投資,可以將非主要部件合并,主要耗能及主要部件不能合并;每條生產線的主要部件,包括造粒床、冷卻床、布袋除塵器、提升機、篩分機、粉碎機;每條生產線必須的控制和調節裝置,最好獨立,即模塊化設計,從而休現多條線獨立控制的優勢。
在各種發酵液應用流化床造粒包衣設備迅速發展的今天,對于低溫連續式流化床造粒的設備,設計制造出更高產能的單套生產線,以便降低投資、節能、提高穩定安全性、提高產品品質是發展的主要目標。
對于土建與鋼架形式的配置,針對具體要求采用混合結構是一種趨勢。


參考文獻
1 王遠海 李冬冬 牛虎 郭安強  。大型流化床噴霧造粒干燥裝置在賴氨酸生產中的應用[J] 中國飼料添加劑》,2012,(12):33-36
2劉廣文編.噴霧干燥實用技術大全[M] ,北京:中國輕工業出版,1988   
3陳林書  制粒(丸)技術原理、設備的研究總結 [C]        第十一屆全國干燥會議《論文集》
4陳林書  制粒、包衣的微觀粒子作用機理、及操作要點 [C]  第十一屆全國干燥會議《論文集》
5陳林書  流化制粒包衣設備的原理、組成及操作技術[C]     第十一屆全國干燥會議《論文集》


陳林書   王新月     
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