賴氨酸硫酸鹽類產(chǎn)品應(yīng)用連續(xù)噴霧流化床造粒技術(shù)的生產(chǎn)線配置

陳林書，王新月

(儀征日發(fā)干燥設(shè)備有限公司，江蘇儀征，211408)

目前，65%賴氨酸硫酸鹽等已作為飼料添加劑被廣泛應(yīng)用于動(dòng)物的養(yǎng)殖，它對(duì)于促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)，改善動(dòng)物的肉質(zhì)，節(jié)省飼料，具有顯著的作用。氨基酸發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量發(fā)酵液，在進(jìn)行有效物質(zhì)提純時(shí)，采用常規(guī)的干燥［2］方法難以解決，流化床造粒［3］技術(shù)在流化床內(nèi)可完成液體物料的噴霧、造粒、干燥、冷卻，直接得到球形產(chǎn)品，且顆粒密實(shí)、球形度好，具有出色的流動(dòng)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(shù)特別適合L-賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸等行業(yè)中的發(fā)酵液、尾液調(diào)配料的噴霧干燥造粒。

連續(xù)式流化床，從20世紀(jì)90年代出現(xiàn)起，已在氨基酸類添加劑的生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。隨著流化床技術(shù)的不斷發(fā)展，單條生產(chǎn)線的年產(chǎn)量逐漸提高，生產(chǎn)企業(yè)的投資規(guī)模也不斷擴(kuò)大。目前，一般的賴氨酸硫酸鹽類飼料添加劑企業(yè)投資規(guī)模已在年產(chǎn)量10～20萬(wàn)t，配置單條生產(chǎn)線已不能滿足該產(chǎn)量的要求。

連續(xù)式流化床噴霧造粒設(shè)備［3］，體積小，單機(jī)產(chǎn)能高，自動(dòng)化程度高，節(jié)能減排效果顯著，適合大型企業(yè)。但是，其高能耗、連續(xù)生產(chǎn)時(shí)間短、不穩(wěn)定、易起火爆炸等缺點(diǎn)，是企業(yè)配置生產(chǎn)線、土建時(shí)必須關(guān)注的問(wèn)題。

1 賴氨酸應(yīng)用噴霧流化床造粒生產(chǎn)線產(chǎn)能配置及適用情況分析

1.1 配置1臺(tái)造粒床

采用1臺(tái)造粒床生產(chǎn)賴氨酸硫酸鹽，這種噴霧造粒流化床一般為批次生產(chǎn)，不連續(xù)，并且不安裝內(nèi)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(tuán)的4萬(wàn)t65賴氨酸硫酸鹽工程;2005年山東德固塞凱塞生物技術(shù)有限公司的4萬(wàn)t65賴氨酸硫酸鹽工程，都是應(yīng)用這種生產(chǎn)配置的實(shí)例。

這種配置的優(yōu)點(diǎn)是，每套生產(chǎn)線集成造粒、干燥、冷卻;生產(chǎn)線最簡(jiǎn)單，在產(chǎn)量比較低時(shí)投資最省。

缺點(diǎn)是，因?yàn)樵炝＿^(guò)程成品率只40%～70%，非成品部分需反復(fù)經(jīng)過(guò)干燥、冷卻，產(chǎn)量越大，能耗越大。蒸發(fā)1 t水年綜合能耗為:450度電、5 t蒸汽、20標(biāo)方0.4 MPa壓縮空氣。

此配置的適用情況為:年產(chǎn)量低于5 000 t，總投資為150萬(wàn)元人民幣左右，從方便性、投資性上可以考慮采用本方案。

1.2 配置1臺(tái)造粒床與1臺(tái)流化床

配置1臺(tái)造粒床與1臺(tái)流化床的組合形式應(yīng)用得比較普遍。當(dāng)投資規(guī)模比較大時(shí)，該配置會(huì)受到單條生產(chǎn)線產(chǎn)能的限制。國(guó)內(nèi)賴氨酸硫酸鹽類飼料添加劑企業(yè)配置單條生產(chǎn)線的情況［5］見(jiàn)表1。

配置1臺(tái)造粒床與1臺(tái)流化床的優(yōu)點(diǎn):每套生產(chǎn)線完全獨(dú)立，可以采用模塊化設(shè)計(jì);有多套生產(chǎn)線時(shí)，只要有一條線開(kāi)機(jī)，另一條線開(kāi)停機(jī)的加料、出料非常方便，總產(chǎn)量的調(diào)配也方便;每條單一生產(chǎn)線的檢修可以錯(cuò)開(kāi)。因此，只要單臺(tái)造粒床產(chǎn)能可以達(dá)到要求，就可以只采用1臺(tái)造粒床與1臺(tái)流化床的形式。

但是，如果只有一條生產(chǎn)線，對(duì)于產(chǎn)量調(diào)節(jié)不太方便，而且，當(dāng)產(chǎn)量不足時(shí)能耗偏大。因?yàn)橐粭l線開(kāi)動(dòng)時(shí)，總電耗并不變;同時(shí)，超產(chǎn)比較大時(shí)有難度;當(dāng)采用兩套以上生產(chǎn)線時(shí)，沒(méi)有明顯缺點(diǎn)，但投資會(huì)適當(dāng)加大。

該配置蒸發(fā)1 t水年綜合能耗為:150度電、1.5 t蒸汽、10 m30.4 MPa壓縮空氣。

配置1臺(tái)造粒床與1臺(tái)流化床，當(dāng)生產(chǎn)穩(wěn)定，只要單臺(tái)造粒床產(chǎn)能可以達(dá)到要求，完全可以采用一條生產(chǎn)線。單臺(tái)造粒床產(chǎn)能達(dá)不到，配置多條生產(chǎn)線時(shí)應(yīng)采用最新優(yōu)化方案:除主機(jī)外其他設(shè)備可以采取部分合并，例如可以將多條線的DCS控制系統(tǒng)、包裝機(jī)、部分平臺(tái)、公用工程、成品輸送機(jī)進(jìn)行合并，以降低投資成本，優(yōu)化后投資約可降低10%～15%左右。

表1 國(guó)內(nèi)賴氨酸硫酸鹽類飼料添加劑企業(yè)配置單條生產(chǎn)線的情況統(tǒng)計(jì)

1.3 配置2臺(tái)造粒床與1臺(tái)流化床

配置2臺(tái)造粒床與1臺(tái)流化床的組合形式為一階段時(shí)間的過(guò)渡形式，在投資規(guī)模比較大時(shí)，受組合生產(chǎn)線產(chǎn)能限制，組合生產(chǎn)線本身也表現(xiàn)出一系列缺點(diǎn)。

2008年寧夏伊品生物工程有限公司的6萬(wàn)t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(wàn)t噴霧造粒干燥工程;2009年安徽豐原生物化學(xué)股份有限公司的4萬(wàn)t噴霧造粒干燥工程［3］。

配置2臺(tái)造粒床與1臺(tái)流化床的組合，投資會(huì)降低一部分:可以節(jié)省冷卻床出口的提升機(jī)、篩分機(jī)、對(duì)輥粉碎機(jī)、布袋除塵器、氣流輸送、控制系統(tǒng)及冷卻床的自控元件。配置2臺(tái)造粒床與1臺(tái)流化床的組合比配置2臺(tái)造粒床與2臺(tái)流化床的組合(即2條單一獨(dú)立生產(chǎn)線)的方案約節(jié)省投資15%～20%左右，例如10萬(wàn)t的生產(chǎn)線，前者總投資為2 500萬(wàn)元左右，后者為3 000萬(wàn)元左右。

當(dāng)產(chǎn)量不足，只開(kāi)1臺(tái)造粒床時(shí)，冷卻床還是滿負(fù)荷，此時(shí)能耗增加15%;當(dāng)冷卻床、冷卻床出口提升機(jī)、布袋、風(fēng)送系統(tǒng)、粉碎機(jī)等發(fā)生故障，所有多臺(tái)造粒床即全部生產(chǎn)線將無(wú)法生產(chǎn);冷卻床的細(xì)顆粒和細(xì)粉需要分配到多臺(tái)造粒床，分配均勻性有問(wèn)題。

配置2臺(tái)造粒床與1臺(tái)流化床的組合，蒸發(fā)1t水年綜合能耗為:170度電、1.7蒸汽、12 m30.4 MPa壓縮空氣。

配置2臺(tái)造粒床與1臺(tái)流化床的組合與配置1臺(tái)造粒床與1臺(tái)流化床的組合相比，筆者認(rèn)為得不償失。綜合能耗后者比前者低10%左右，10萬(wàn)t生產(chǎn)線一年節(jié)省能耗600萬(wàn)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。

2 噴霧流化床造粒生產(chǎn)線土建與鋼構(gòu)的配置對(duì)比

噴霧流化床造粒生產(chǎn)線土建與鋼構(gòu)的對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 噴霧流化床造粒生產(chǎn)線土建與鋼構(gòu)的配置對(duì)比(以年產(chǎn)5萬(wàn)t線為例)

從表2可以看出，從土建與鋼架結(jié)構(gòu)綜合考慮，當(dāng)生產(chǎn)線比較穩(wěn)定時(shí)，選用土建結(jié)構(gòu)比較合理;當(dāng)生產(chǎn)線或其中部分對(duì)于拆裝要求很嚴(yán)，或條件不成熟，以后需進(jìn)一步改造，為了方便選用鋼架結(jié)構(gòu)比較合理。

3 結(jié)論

應(yīng)用連續(xù)噴霧流化床造粒技術(shù)生產(chǎn)賴氨酸硫酸鹽的生產(chǎn)線，采用1臺(tái)造粒床與1臺(tái)流化床的配置形式優(yōu)于多臺(tái)造粒床與1臺(tái)流化床配置;在選擇生產(chǎn)線數(shù)量時(shí)，以能滿足生產(chǎn)規(guī)模所用采用的生產(chǎn)線的最少數(shù)量為最佳方案。

采用多套生產(chǎn)線時(shí)，為了節(jié)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(chǎn)線的主要部件，包括造粒床、冷卻床、布袋除塵器、提升機(jī)、篩分機(jī)、粉碎機(jī);每條生產(chǎn)線必須的控制和調(diào)節(jié)裝置，最好獨(dú)立，即模塊化設(shè)計(jì)，從而體現(xiàn)多條線獨(dú)立控制的優(yōu)勢(shì)。

在各種發(fā)酵液應(yīng)用流化床造粒包衣設(shè)備迅速發(fā)展的今天，對(duì)于低溫連續(xù)式流化床造粒的設(shè)備，設(shè)計(jì)制造出更高產(chǎn)能的單套生產(chǎn)線，以便降低投資、節(jié)能、提高穩(wěn)定安全性、提高產(chǎn)品品質(zhì)是發(fā)展的主要目標(biāo)。

對(duì)于土建與鋼架形式的配置，針對(duì)具體要求采用混合結(jié)構(gòu)是一種趨勢(shì)。

［1］王遠(yuǎn)海，李冬冬，?；⒌?大型流化床噴霧造粒干燥裝置在賴氨酸生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.中國(guó)飼料添加劑，2012(12):33－36.

［2］劉廣文編.噴霧干燥實(shí)用技術(shù)大全［M］.北京:中國(guó)輕工業(yè)出版，1988.

［3］陳林書.制粒(丸)技術(shù)原理、設(shè)備的研究總結(jié)［C］.第十一屆全國(guó)干燥會(huì)議，2007.

［4］陳林書.制粒、包衣的微觀粒子作用機(jī)理、及操作要點(diǎn)［C］.北京:第十一屆全國(guó)干燥會(huì)議.

［5］陳林書.流化制粒包衣設(shè)備的原理、組成及操作技術(shù)［C］.北京:第十一屆全國(guó)干燥會(huì)議，2007.