深冷粉碎技術開發與運用
發布時間：2015-12-22 點擊次數：1079次深冷粉碎技術開發與運用1、 概述:粉碎是借助機械力將大塊固體物料破碎成適宜程度或細粉的過程,其目的在于減小粒度,增加比表面積,提高難溶性藥物的溶出度和生物利用度,提高藥物在 制劑中的分散 。在眾多的粉體工程中,物料的物理性能限制了其粉碎方式的運用。熱敏性物料的細粉運用在各個領域中越來越廣泛。在熱熔膠方面我們需要熔點低、粘合力強、參 透性強的膠體材料,我們就需要將較大顆粒狀的熱熔膠粉碎到一定細度的細小顆粒,因其熔點低、軟化點低,故在常溫下是無法粉碎的。在塑膠激光燒結材料方面, 我們需要更細的粉末來進行燒結成型,在防腐工業涂層領域;軍工吸波材料運用方面;機械緩沖涂層;塑膠改性、染色;保健品成分保全粉體加工工藝等領域都需要 運用到低溫環境下粉碎物料。2、低溫深冷粉碎技術開發:在多種多樣的低溫粉碎機械中,我們需要、節能的低溫深冷式粉碎機械,大家都知道在粉碎原理中, 通過撞擊式粉碎時最實效的粉碎方法,采用液態氮氣作為冷謀是最理想的,在大氣中氮氣的含量是最多的,其占大氣的70%還多,而且氮氣是無毒無味的惰性氣 體,使用安全,液氮的溫度是零下196度,對絕大多數物料都是很好的冷謀。物料在液氮氣化的作用下達到了我們需要的粉碎溫度,也就是我們所講的催化點,但 物料在破碎分裂過程中它所釋放的能量將轉化成熱能,機械動力作用所消耗的動能也將轉化成熱能,而且液體狀的氮氣轉化成氣體狀他的膨脹比是液態體積的800 多倍,所以制造出性能優佳的低溫粉碎設備是我們的關鍵所在。氮氣氣化后將迅速升到常溫,在低溫深冷粉碎過程中我們利用液態氮氣氣化時所等到的熱交換,排放 的氮氣以在低溫深冷粉碎過程中已無利用價值。膨脹的氣體氣流控制、機械承受的低溫、物料撞擊的動力、合理的熱交換點是我們設計機械的關鍵。如何在能耗上得 到節約是機械合理性的關鍵!3、機械設計要求在國內外眾多的粉碎機生產廠家,在常溫粉碎方面已經達到了一個歷史頂峰,但在低溫深冷方面還只是起步階段。通 過吸收國內外多家粉碎機械制造商的工作經驗,實踐理論,我們將重點放到了空氣流動、機械結構承受的低溫、機械結構合理性、熱交換位置、預冷均勻、撞擊環 境、低溫的可控性、冷源的再利用等進行突破。4、粉碎原理:通過采用冷源與物料進行熱交換;使物料降溫到脆化狀態;脆化后的物料在粉碎腔中通過粉碎機構進 行無數次的撞擊最后成為細小顆粒狀,粉碎后的物料細度可以達到微米等級(600~2000目)。可根據物料的性能選擇冷謀,如使用液氮作為冷媒其最低的冷 卻溫度可達到零下196度,其冷卻速度是非常快的,對某些需要急速冷卻、脆化溫度低的物料是首選的冷卻劑。對冷卻脆化溫度要求不高的物料可選用壓縮空氣或 冷氣機的預冷空氣與物料產生熱交換。5、結構組成:a、YM系列粉碎機采用預冷料倉對物料進行預冷,預冷料倉安裝精密液態氣體氣化裝置,在液態氣體氣化過 程中對物料強制冷卻。b、采用螺旋式進料機將已均勻達到冷卻脆化的物料送入粉碎機腔。c、獨立的滾動副保證機器在低溫環境下的運轉正常,冷媒再注入式補償 對物料在粉碎過程中產生的熱量相抵消,冷媒的注入量通過低溫閥門調節,粉碎物料時產生的高壓氣流與冷媒失壓膨脹的氣流通過粉碎機靜止分級器的旋向窗口排出 機腔。物料粉碎后達到所需要的細度同時順同氣流進入出料系統,交粗的物料撞擊到靜止分級器葉片反彈回粉碎機腔,達到粗步分級效果。d、出料牽引系統:采用 空氣牽引方式通過管道將經過主機粉碎的物料排出主機。e、內氣流分級:通過引風機將物料連同膨脹氣流送入外分級器,調節分級器葉輪轉速,可以達到我們需要 的細度。內分級器的使用對用戶在分篩時減去了物料回溫的時間、減少人工、縮短生產周期、減少使用場地,粉碎后的物料可以直接進行包裝運輸。客戶可根據實際 需要選用內篩網式分級法;此法適用于超細粉分級,在200目以上的無料分級達到了完美的效果,同時將冷源完全的利用起來。f、內網篩分級法:內網篩分級法 是通過在系統內安裝的動力篩網分級的方式進行分級。它與內氣流分級方法相同,此法適用于我們生產200目以下的顆粒分級。g、分級后粗料通過管道匯入送料 機構進入粉碎機重新粉碎,細料進入旋風分離器,旋風分離器將物料與空氣分離、物料通過旋轉沉積于旋風分離器底部。h、回流增壓泵:一般的機械在生產過程中 的回流氣體是大部分冷源會隨著我們的成品外流到出料口。我們采用了回流增壓泵將回氣收集,重新增壓輸入系統前區,增壓泵輸出功率調節達到出料口平衡出氣, 最有效的利用了冷源。i、回流補氣與再利用系統:采用衛生級管道與閥門輸送回流氣體,通過遇冷倉底部輸入上部放空的方式降物料遇冷,同時給于主機的補氣。 各功能區域安裝閥門進行調節。j、采用傾斜角出料系統出料,傾斜螺旋出料系統保障旋風分離器的空氣不會從出料口流出。k、從旋風分離器上方流出的含稀少物 料顆粒的氣物混合體重新進入第二道旋風分離,最終分離將具有一定冷源作用的空氣氣流通過管道輸送到粉碎機主機進料進氣口。l、電器控制:采用全變頻電源供 應、控制各區域電機轉速,實現送料速度超寬范圍調節;主機線速度調節(粉碎不同的物料、達到不同的顆粒狀態需要不同的先速度),調節氣流牽引功率;回流增 壓功率調節;出料速度調節等效果。6、優點:本機通過高性能的液態氣體氣化裝置,在氣化過程中冷媒劑與物料產生熱交換,對剩余冷氣采用回流方式進行收集, 各部采用管道閥門調節回流冷氣對粉碎機腔的空氣補償,物料的預冷、封閉輸送、封閉式分級、出料回流、冷媒使用率、動力源機構、粉碎運送過程的保溫已經達到 了最佳效果。在能耗方面達到了水平!7、運用領域:a、化工、涂層領域:金屬壁涂層領域:鐵氟龍、PA、PC、PU、PP、PE涂層用粉末;塑膠 涂料:粘化物涂層、高結合涂料;靜音涂層:彈性體、納米吸音涂層;防腐涂層;吸波涂層等使用的原材料超細粉碎。在原色粉碎工藝(天然色母粒粉碎)上達到國 際先進水平。b、食品、保健品領域:植物果實、動植物提取物、中成藥、天然、合成元素的粉碎能保證其原有元素在粉碎干燥過程中不流失。c、回收利用領域: 低熔點塑料、高自潤滑性物料、廢舊橡膠、生膠原膠的低溫粉碎方式。本系列機械屬于微粉技術,運用于高分子材料類如:聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚 四氟乙烯、ABS、彈性體、原橡膠、橡膠、酚基、聚酯類等粉碎到100~600目。對高含水量類如:動植物提取物、中成藥、合成纖維、海藻提取物等;強纖 維性物料、動物胎盤素、蜂巢、體液的特殊物料粉碎。在聚酯類粉末涂料運用廣泛,羊胎素口服膠囊運用是一大突破。8、粉碎消耗:在聚酯類粉末的粉碎對液氮消 耗達到了理想效果。(以50型為例)粉碎時液氮消耗300~10000L/噸(根據粉碎的物料性能不同),電能消耗在50~400千瓦時/噸,機械易損件 10~30元人民幣/噸。由于物料性能的差異、粉碎要求的差異,在粉碎過程中對能源的消耗有所不同。9、機械自動化:機械使用微電腦控制主機供量和氮氣供 量。可根據客戶需要設定微電腦控制系統自動化等級,用戶只需要設定出料細度值的一個參數點,智能化控制系統根據這一參數點為基礎,通過主機電流、機腔壓 力、管道流量、物料溫度自動調節各點電源頻率、冷媒閥門大小、空氣補償閥門、出料速度、升溫系統等,達到智能化控制。10、展望: YM系列深冷式粉碎系統克服了特殊物料在常溫下無法粉碎的難題,通過冷卻回流、出料空氣補償、系統內分級等降低了傳統冷凍粉碎機消耗大的缺點,是國內外先 進的粉碎機種,填補了國內外此類技術的空白,是物料的粉碎過程必不可少的工具。超微粉碎機,低溫粉碎機,
