干悬浮剂DF是由农药原药、助剂等经湿法砂磨制得悬浮液,再经喷雾干燥造粒,脱去水分直接得到的固体微粒产品。干悬浮剂DF具有良好的分散性和悬浮性,有效成分颗粒细小,能更均匀地附着在作物表面,提高药效,减少农药使用量,在防治病虫害方面效果显著,受到种植户的青睐,市场需求不断增加。该剂型为球状颗粒,粒度均匀,流动性好,溶解性佳,易于计量和调配,可满足不同施药方式和施药器械的要求,使用起来更加方便快捷,有助于其在市场上的推广应用。干悬浮剂DF水分含量低,不易结块,在储存和运输过程中更加安全,且有效成分含量高,贮存稳定性好,能够保持较长时间的药效,降低了因受潮、结块等问题导致的农药失效或安全事故的风险,进一步提升了其市场竞争力。
随着全球人口的增长以及对粮食需求的不断增加,农业生产的压力也在持续上升,这促使农药市场不断发展,进而带动干悬浮剂DF市场需求的增长。环保政策的日益严格,使得传统农药剂型因存在粉尘污染、有机溶剂挥发等问题而受到限制,而干悬浮剂DF作为一种绿色环保剂型,其无粉尘、无溶剂的特点使其更符合环保要求,市场份额有望进一步扩大。干悬浮剂DF市场前景广阔,吸引了众多企业的关注和参与,市场竞争将日益激烈。大型农药企业凭借其技术、资金和品牌等优势,将在市场竞争中占据主导地位,不断扩大市场份额;而中小企业则需要通过技术创新、产品差异化等策略来提升自身的竞争力,以在市场中分得一杯羹。
喷雾干燥等制备工艺的不断改进和创新,可提高干悬浮剂DF的生产效率、降低成本,并提升产品质量的一致性和稳定性 。例如,通过优化喷雾干燥的参数和设备,可得到粒径更均匀、球形度更好的颗粒,从而更好地发挥其药效。江苏龙鑫对现有的喷雾干燥工艺进行改进,如优化喷雾干燥设备的结构和操作参数,提高干燥效率和产品质量。采用新型的喷雾喷头、改进热风分配系统等,使料液能够更均匀地雾化和干燥,得到粒径更小、分布更窄、球形度更好的干悬浮剂颗粒。此外,还可以探索低温喷雾干燥技术,降低干燥过程中对农药活性成分的热影响,提高产品的稳定性。江苏龙鑫推广内置流化床造粒喷雾干燥工艺在干悬浮剂制备中的应用,该工艺具有干燥温度低、颗粒强度高、润湿性好等优点,能够克服传统高塔喷雾造粒工艺中存在的一些问题,如颗粒易碎、润湿性能不佳等。通过对内置流化床造粒喷雾干燥工艺的不断优化和完善,提高其生产效率和产品质量的一致性,降低单位产品的生产成本,实现干悬浮剂DF的连续化、规模化生产,有助于增强企业的盈利能力和市场竞争力,也有助于推动国内干悬浮剂DF生产技术的快速发展。
干悬浮剂DF喷雾造粒干燥机 工作原理
农药水悬浮剂用高压泵从切线方向不断进入喷嘴的旋转室,产生旋转运动。越靠近中心,旋速越大。在喷嘴中央形成了一股等大气压的空气旋流“空气芯”(直径约1.5毫米)。当悬浮液从喷嘴喷出时,立即会围绕“空气芯”旋转并形成环形液膜(厚度约为0.5~4.0微米)。料液的静压能在喷嘴处转变为向前运动的液膜功能。由于旋转的速度差,液膜变薄进而被拉成细丝流。在气流的作用下,细丝流不断从较细处被拉断。由于表面张力的作用,这些小短丝不断变成球状的小液滴(直径约为60~100微米)。而当这些球状的小液滴与喷塔内热载体(一般为热空气)进行接触时,便开始热量和质量的交换,球状液滴的表面水份不断的蒸发。而当内部水份向外迁移受阻时,在液滴外部形成一层硬壳。随着温度的上升,液滴硬壳内部开始汽化膨胀。当达到一定压力时,内部水份会沿着毛细孔散出,从而形成了中空球状颗粒干悬浮剂。
(1) 料液加压与雾化:首先,料液通过高压均质机或隔膜泵等设备进行高压输入,一般压力在2~20MPa之间。在高压作用下,料液被强制送入压力式雾化器,雾化器内的特殊结构使料液分散成微小的雾状液滴。这些液滴的直径通常在几十微米到几百微米之间,表面积相比料液大幅增加,为后续的快速干燥创造了有利条件。
(2) 与热空气并流接触:与此同时,空气经过滤器过滤后进入加热器,被加热成为热空气。热空气进入干燥塔顶部的空气分配器,呈螺旋状或均匀地进入干燥室,并与雾化后的料液雾滴并流下降。在并流过程中,热空气与雾滴充分混合,使雾滴中的水分迅速蒸发。
(3) 干燥与造粒:由于雾滴与热空气的接触面积大,且热空气温度较高,水分在10~30秒内快速蒸发,料液中的固体成分逐渐形成干燥的颗粒。根据工艺要求,可以通过调节料液泵的压力、流量以及雾化器喷孔的大小等参数,控制雾滴的大小和干燥速度,从而得到所需大小比例的球形颗粒产品,完成干燥与造粒的过程。
(4) 产品收集与废气处理:大部分干燥后的粉粒在重力作用下由塔底排料口收集。而废气及其携带的微小粉末则经旋风分离器进行分离,废气由抽风机排出,粉末则由设在旋风分离器下端的授粉筒收集。为了进一步提高回收率,风机出口还可装备二级除尘装置,使产品的回收率达到96%~98%以上。
干悬浮剂DF喷雾造粒干燥机 优化设计
干悬浮剂是一种很有发展前途的环保型新剂型,龙鑫干燥设计开发的喷雾造粒干燥技术,不仅开发了多种农药干悬浮剂的干燥工艺,而且通过合理选用喷塔及其辅助设备,根据不同的农药原药品种,调控进出口温度等对节约能源、保证和提高DF的质量和得率,取得了很好的效果。
(1) 节约能源提高热效率
喷雾干燥的过程是一个高能耗的运行过程。在喷雾造粒干燥技术中,热效率是一个突出的问题。一般来讲,因为进入干燥器(喷塔)内部的空气温度为180℃,排出的尾气温度为90℃,而它们用于蒸发水分的热量为总热量的39%,尾气损失为34%,喷塔壁损失的热量为7.5%,加热器的热损失为18%,可见大部分热能损失掉了。龙鑫干燥经过多年的研究、开发、生产实践过程中取得了丰富的经验。对喷塔和其相关设备的合理设计和选用介绍如下。
① 合理的塔形设计
喷塔的形状会直接影响到塔内风速的分布和其均匀性。经多年比较,并根据国内大量实际试用结果,将喷塔设计为直筒形,这样能保证风速的均匀分布和平稳,避免在塔内产生旋转运动,也就保证了热量分布均匀,使质、热交换充分,有效地利用了热能。同时,直筒形的喷塔,不会造成物料的粘壁。
② 热风分布器的效用
热风分布器对进入塔内的热风的风向、风速、热能的利用起到重要的作用。所以,要将热风分布器上的锥角设计成可变的。当直管进风时,上锥角为70°,当切向进风时,其上锥角为60°,其目的是将热风都转变为直流风,以保证喷嗒内的风速均匀、平稳,使质、热交换充分,从而使热能得到充分利用。
③ 特殊的整流板
将整流板设计成折流栅板型的。其开孔率可以从先前三角排列园孔板的25%提高到60%~70%,这样热流的阻力小,导流效果好,不会产生乱流、错流及旋流,使热风经整流板后能均匀垂直向下进入塔内,改善了质热交换条件,减少了热量损失。
④ 喷嘴及其防漏装置
目前设计并采用的是旋转式压力喷嘴,它是由喷嘴体、喷嘴体密封垫、喷雾盘、旋转室、端片、螺旋插头、表面密封垫、阳性匹配器等组成,改变了先前旋转体和雾化体连在一起、切向流量难、雾化角小、喷嘴寿命短、开车、停车频繁、浪费能源,影响正常生产等弊端。
⑤ 节能型塔底结构
合理的塔底设计是节约能源的重要措施。选择喷塔时,必须考滤塔底的结构,空气必须经过整个干燥室,干燥室的容积应充分满足水分的蒸发,应保证热空气流直到塔底部和气流流型的稳定。带有扩大段的塔底结构,可使塔底的出料量从50%~60%提高到80%~85%,而旋风结构的塔底,塔底的出料率可达95%左右,成粒率也高,从而可节约能源。
⑥ 细粉回收技术装置
干悬浮剂液经喷雾造粒干燥后,由于设备工艺、助剂、操作上等因素的影响,不可能得到百分之白的粒子,一定会有些细粉或微粒的存在,微粒的平均料径为20微米,粒度分布范围为5~60微米之间,比重小于0.7克/厘米3。未成粒的细粉的产生,会使生产、包装及使用时产生染料粉尘飞扬。
龙鑫干燥采用了新开发成功的细粉回收技术,可使成粒率达到99%以上,同时推出了一套新型防尘装置,操作简便,减少了防尘剂的用量,改善了操作环境,更重要的是减少了染料的损耗,对客户来说是一笔可观的财富。
(2) 提高喷塔的进出口温差
根据热效率计算公式可知,提高进出口温差,对于气液两相由上而下质、热交换的干燥方式是节约能源的zui佳选择。实践证明,在高温区,含有水分的染料液,其瞬问表面温度通常在40~60℃之间,所以适当地提高热风的进口温度是允许的。进口温度的提高有利于热效率的提高,但并非越高越好,需通过试验来确定。不同种类的染料,甚至同一种类不同品种的染料。而尾气带走的热量,要占整个能耗中较大的比例,故要尽量降低尾气的温度,以减少尾气的热量损失。但只能在保证产品zui终含水量的前提下,而且要控制在露点温度以上20~30℃。
(3) 降低干燥塔的蒸发负荷
农药水悬浮液在进入干燥塔之前,必须先用过滤、蒸发等方法进行预脱水,提高染料液的含固率。这可以降低干燥塔的蒸发负荷,提高设备的生产能力,节约能源。根据新的设计,蒸发可以利用设备本身的循环废热,使热量得到了充分利用。染料液在进入喷塔之前应进行预热,这既可减少干燥塔的负荷,也使料液的粘度有所降低,有利用料液的雾化。
喷雾造粒干燥机调整和优化干悬浮剂DF产品品质
(1) 原料准备阶段
控制原料粒度:在选择原料时,尽量确保农药原药和助剂等原材料的粒度符合要求。如果原料粒度太粗,可以先进行预粉碎处理。例如,对于一些固体原药,可以使用球磨机、气流粉碎机等设备将其粉碎到合适的粒度范围,为后续形成均匀的悬浮剂粒度打下基础。
筛选合适的原料配比:研究不同原料的配比组合对zui终产品粒度分布的影响。不同的农药原药、分散剂、润湿剂等成分的比例会改变体系的物理化学性质,从而影响颗粒的形成和生长过程。通过实验设计和优化,找到能够产生理想粒度分布的原料配比。
(2) 生产工艺过程调整
选择合适的研磨设备:砂磨机是干悬浮剂DF生产中常用的研磨设备。不同类型和规格的砂磨机(如卧式砂磨机、立式砂磨机)对颗粒研磨效果不同。根据产品要求选择合适的砂磨机,其研磨介质(如氧化锆珠、玻璃珠等)的大小和装填量也会影响研磨效果,较小的研磨介质有助于得到更细的颗粒。
控制研磨参数:研磨时间、研磨转速和物料流量是关键的研磨参数。延长研磨时间、提高研磨转速和适当降低物料流量通常可以使颗粒变得更细。但需要注意避免过度研磨导致颗粒团聚或破坏有效成分的结构。通过实验和生产经验,确定zui佳的研磨参数组合,以获得期望的粒度分布。
调整雾化器参数:在喷雾干燥过程中,雾化器的类型(如压力式雾化器、离心式雾化器)和参数对液滴大小和粒度分布起着关键作用。对于压力式雾化器,可以通过调节雾化压力来控制液滴大小;离心式雾化器则主要通过调整旋转速度来实现。适当降低雾化压力或旋转速度可以使液滴变大,反之则使液滴变小。
优化干燥条件:进风温度、出风温度和热风风速等干燥条件也会影响颗粒的形成。较高的进风温度和风速可以使液滴快速干燥,形成较小的颗粒,但可能导致颗粒表面硬化和内部水分难以蒸发完全。合理调整这些参数,使液滴在干燥过程中形成均匀的粒度分布。例如,在保证产品干燥的前提下,适当降低进风温度和风速,有助于形成粒度稍大且分布均匀的颗粒。
添加防团聚剂:在喷雾干燥的料液中添加适量的防团聚剂,如一些高分子聚合物或表面活性剂。这些防团聚剂可以吸附在颗粒表面,提供空间位阻或静电排斥作用,防止颗粒在干燥过程中相互碰撞团聚,从而优化粒度分布。
(3) 后处理工艺优化
机械筛选:使用振动筛、旋风分离器等设备对干燥后的产品进行筛选和分级。振动筛可以根据不同的筛网孔径将颗粒按大小进行分离,去除过大或过小的颗粒,使产品粒度分布更集中。旋风分离器则主要用于分离细粉和粗颗粒,将不符合粒度要求的部分分离出来,返回生产流程进行重新加工。
气流分级:利用气流分级机,根据颗粒在气流中的沉降速度差异进行分级。通过调整气流速度和分级轮转速等参数,可以精que地分离出不同粒度范围的颗粒,进一步优化产品的粒度分布。
颗粒团聚与解聚操作:如果产品中存在过多的细颗粒导致粒度分布不理想,可以采用适当的团聚方法,如通过添加粘结剂或在特定湿度和温度条件下使细颗粒团聚成合适大小的颗粒。相反,如果有团聚的大颗粒,可使用解聚设备(如高速搅拌器、气流粉碎机等)将其打散,使粒度分布更加均匀。
(4) 质量监控与反馈调整
建立粒度监测体系:在生产线上安装在线粒度分析仪,实时监测产品的粒度分布情况。同时,定期进行离线粒度检测,采用激光粒度仪、显微镜等工具对产品进行全面的粒度分析,确保粒度分布符合质量标准。
反馈优化生产工艺:根据粒度监测结果,及时反馈并调整生产工艺参数。如果发现粒度分布偏离目标范围,分析可能的原因(如原料变化、设备故障、工艺参数波动等),并针对性地调整原料、研磨、干燥或后处理等环节的参数,持续优化产品的粒度分布。