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              植物膠節能型粉碎系統的研究

              發布日期:2014-10-11 11:50:13
              植物膠節能型粉碎系統的研究介紹
              植物膠節能型粉碎系統的研究
              植物膠節能型粉碎系統的研究,為降低植物膠產品單位能耗,對原有的粉碎系統進行升級改造,保留磨擦剪切型粉碎機,用高 速旋轉超細粉碎機代替粉碎機同時與氣流干燥設備結合形成氣流干燥粉碎系統,使單位能耗降低 30%,臺時處理能力由15kg提高到28kg該系統于2005年3月中旬至8月下旬進行了工業試驗,總共 運行2000h,共得植物膠粉128t產品合格率達到98%,取得了良好效果。
              通過以上分析,為研究指明了方向。首先研究 最佳、最節能的干燥方案,植物膠節能型粉碎系統的研究,同時尋找新型高效粉碎設 備,使得植物果實的超細粉碎變得更有效,更加節 能。
              1干燥研究
              氣流干燥是使加熱介質與濕物料并流直接接 觸,物料顆粒在高度分散懸浮狀態下進行干燥的一 種方法。特點是干燥強度大,干燥時間短,處理量 大,干燥快速,干燥時間一般不超過10s還具有物 料輸送的優點,因此也稱為氣體輸送干燥[1]。
              改性后胚乳片水分為60% ~ 65%,給入粗碎粉
              北京礦冶研究總院天然植物膠發展中心經過 20多年發展,己經形成了年產6000沃然植物膠生 產能力;但是發現單位產量的能耗偏高,其中化學改 性植物膠高達2733 lWh/t分析發現主要有兩方 面原因,第一是受改性物料高水分(60% ~ 65% )的 影響,粉碎機得到每噸產品,必須去掉高達1. 5~
              1. 6t的水分重量;第二是粉碎系統處理能力偏低,原 有的粉碎系統由磨擦剪切型粗碎機和臥式高速旋轉 粉碎機組成,即下文中論述的粉碎機(2)和(3),沒 有專門干燥設備,臺時處理能力只有15kg(干基),
              嚴重制約了生產能力的提高,増加了電能消耗。碎機,粗碎后顆粒也由完整形態變成細小顆粒,直徑常規氣流干燥系統由鼓風機(7.5kW )、翅片加
              由4mm變為1~ 2mm。對粗碎后的細小顆粒進行常熱器(18娜* 2)、螺旋加料器、脈沖氣流干燥管、旋
              規氣流干燥,試驗結果見表1。
              Table 1風分離器、布袋除塵器等組成。 表1氣流干燥試驗結果
              Experiment results of airflow desicca.tbn
              處理能力(濕基)/(kg# h-1) 除水率%比能耗 /(kWh# kg-1(水))出料口風溫/°c
              施14304. 442 2855
              123764. 752 4460
              1e33434. 512 8166
              施43495. 592 2362
              3953. 673 0150
              平均3794. 592 5559
               
              由表1可知粗碎后胚乳片顆粒氣流干燥的試驗 情況,5次平均指標為處理能力379kg/h(濕基);除 水率4 59% ;比能耗2. 551WWkg水。
              2粉碎研究
              粉碎設備最普遍的分類方法是按被粉碎物料的 大小以及所得成品的粒度而分為粗碎設備、中細碎 設備、研磨設備和切割碎解設備[2]。本文討論中細 碎設備,包括粉碎機(1)、粉碎機(2)和粉碎機(3)三 種設備,這三種設備從性能上可分為磨擦剪切型和 高速旋轉型兩類。
              2. 1磨擦剪切型
              粉碎機(1),通常也稱粗碎機,由于干燥效果好 又稱粗碎干燥機。植物膠節能型粉碎系統的研究,粉碎機(1)分別有帶邊、不帶邊 的兩種磨盤結構。帶邊結構適用于物理改性植物膠 粉碎系統;不帶邊結構適用于化學改性植物膠粉碎 系統。帶邊結構磨擦生熱大,具有物理改性増黏作 用,但對化學改性植物膠有損害化學改性的作用,磨 擦力過大會降低黏度、増加水不溶物,這是不希望看 到的。對于化學改性植物膠的粉碎系統,適宜采用 漸進式的粉碎與干燥方式,不能采用突變式的。
              粉碎機(1)處理能力為35kg/h(干基),安裝功 率111W,對于化學改性后的胚乳片,首先采用粉碎 機(1)去除水分,其效果是非常明顯的,比能耗只有 1. 53kWh/kg水。
              22高速旋轉型
              高速旋轉超細粉碎機由于結構和作用力的方式 不同,可分為臥式和立式兩種。粉碎機(2)屬臥式 結構,粉碎機(3)屬立式結構。這兩種粉碎機主要 是利用高速旋轉的部件產生的強沖擊力、剪切力而 使物料被粉碎。粉碎機(2)和(3)試驗結果見表2„
              從表2可以看出,在物料水分相同條件下,粉碎 
              表2粉碎機(2)和(3)試驗結果 Table 2 Experiment results of grinder ( 2) and (3)
              物料水分%處理能力(干基)/(kg# h-1)-0. 074mm占有率視
              粉碎機(2)粉碎機(3)粉碎機 ( 2)粉碎機(3)
              5515280~ 0. 2490
              25356560 ?70495
               
              機(2)處理能力只有粉碎機(3)的50% ~ 55%,通 過-0.074mm的產品量,粉碎機(2)比(3)也相差很
              遠。
              分析原因是這樣的。粉碎機(2)有4個轉子, 打擊物料的次數稍多,因此對去除水分是有幫助的。 但是線速度低,80m/s正常情況下產品粒度和 水分無法達到要求,只能通過減少出口風管直徑,降 低轉子與定子間隙,延長物料在粉碎機內停留時間 來實現,當物料水分大于35%時,會發生堵塞現象。 粉碎機(3)是一種立式高速旋轉粉碎機,有一 個粉碎盤,質量較輕,線速度達到100m /s粉碎能量 利用較好,能夠用最少次數使物料粉碎。它有一個 內置分級葉輪,使物料在粉碎機內就能夠得到循環 粉碎,通過電磁調頻器調節轉速,能夠得到需要的產 品粒度。由于它集粉碎與分級于一體,所以應用場 合、粉碎范圍是比較廣的,可以對不同粒度、不同水 分的物料進行粉碎,直接得到合格的產品。對于水 分大于35%的物料,也不致堵塞。它與旋振篩構成 粉碎閉路,更能確保改性植物膠產品的粒度、水分等 指標符合要求。粉碎機(2)和(3)技術參數見表。
              工業試驗
              將磨擦剪切型粉碎機(1)和高速旋轉超細粉碎 機(3)與氣流干燥設備結合形成氣流干燥粉碎系 統,植物膠節能型粉碎系統的研究,本系統的任務是將粒度由原料胚乳片4mm變成 產品膠粉0.074mm,含水率由原料胚乳片50% ~ 65%降至產品膠粉8%左右,同時要求在胚乳片的 粉碎過程中,物料溫度不能超過60°C,否則將破壞 化學改性粉的性質,導致膠粉黏度下降、水不溶物増 多,造成廢品。其流程見圖1。
               
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              接布袋除塵器
               
              圖1粉碎系統流程圖 F g. 1 F Ow chart of grind ing system
              在試驗初期,系統管路時常發生堵塞情況,經檢 查發現,這是由于系統管道風量不足及管路中水汽 冷凝所致,為此一方面加大了粉碎機進風口尺寸,經 實測,系統管道風量増加了 3(%。另一方面,在系 統管道上包覆隔熱材料,減緩了管路中水汽的冷凝 速度。試驗表明,系統工作狀態良好,未再發生堵塞 情況。在試驗期間,粉碎機軸承出現一次損壞情況, 經檢查發現,是由于軸承質量不合格所致,經換用日 本進口軸承后,工作情況良好。
              試驗表明,該系統使改性植物膠產品產量大幅 度提高,單位產能的電耗降低30%,臺時處理能力 達到28kg(干基)。該系統于2005年3月初安裝完 畢,從3月中旬至8月下旬進行了改性植物膠粉碎 與干燥工業試驗。試驗期間雙班作業,系統總共運 行2000h共得植物膠粉128t產品合格率達到 98%,取得了良好效果。植物膠節能型粉碎系統的研究,2006年4月4日,節能型 植物膠粉碎系統通過了國家有色冶金機電產品質量 監督檢驗中心的檢驗,結果見表4
              表4節能型植物膠粉碎系統檢驗結果
              Ta)e 4Inspection results of energy saving
              grinding system ofguar gum
              檢驗項目設計要求檢驗結果本項結論
              生產能力/(kg# h-、老粉碎系統實測12. 8/
              新粉碎系統\ 4041. 6達到
              單位產量能耗/(kWh# kg-丨)老粉碎系統實測2. 80/
              新粉碎系統[1.71. 68達到
              4結論和建議
              植物膠生產線采用氣流干燥粉碎技術達到了節 能效果,真正實現了集粉碎與干燥于一體的生產工 藝,節能效果顯著。氣流干燥粉碎系統應用廣泛,不 僅在植物膠生產上,而且在纖維素、淀粉等產品的生 產中都能推廣應用,使得高能耗的粉碎系統變得更 加經濟節能。
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