Разработване и приложение на непрекъсната линия за гранулиране в статичен кипящ слой

1. Предистория на технологията за мокро гранулиране

Мокрото гранулиране е една от най-зрелите и широко използвани технологии в прахообразната обработка. Той отдавна играе ключова роля в индустрии като фармацевтични продукти, храни, химикали, нови материали, гранули за традиционна китайска медицина и функционални добавки. Чрез добавяне на подходящо свързващо вещество към праховете и образуване на гранули под механично действие и въздушен поток, мокрото гранулиране ефективно решава често срещани проблеми на праховете, като лоша течливост, генериране на прах, сегрегация и нестабилно дозиране.

Сред различните технологии за мокро гранулиране, гранулаторът с вертикален кипящ слой (тип FL) се превърна в най-често използваното решение поради своя зрял процес, обширния опит в приложението и високото приемане на пазара. Това оборудване интегрира смесване, гранулиране и сушене в една единица и е изключително гъвкаво, което го прави подходящо за производство с множество продукти и малки до средни мащаби. Следователно, той е широко възприет във фармацевтичната и фината химическа промишленост.

Въпреки това, с нарастващото търсене на по-висок капацитет, непрекъснато производство, затворена работа, контрол на праха и автоматизация , присъщите ограничения на традиционните вертикални гранулатори с кипящ слой постепенно станаха очевидни.

2. Ограничения на конвенционалните вертикални гранулатори с кипящ слой

Вертикалният гранулатор с кипящ слой е по същество система от партиден тип и този производствен режим по същество ограничава неговата мащабируемост и производителност. Основните недостатъци включват:

2.1 Пакетна работа с ограничен капацитет

Всяка партида трябва да премине през хранене, смесване, пръскане, гранулиране, сушене и разтоварване. Честото зареждане и разтоварване прекъсва ефективното работно време, което води до ограничена производителност на час.

2.2 Ограничено мащабиране

С увеличаването на обема на съда става все по-трудно да се поддържа равномерно флуидизиране, разпределение на въздушния поток и хомогенност на спрея. Много големите партидни гранулатори с кипящ слой често страдат от неравномерно гранулиране, агломерация и намалена ефективност на сушене.

2.3 Лоша непрекъснатост на процеса

Връзката с процесите надолу по веригата като пресяване, смилане и опаковане често разчита на ръчно или полуавтоматично боравене, което затруднява формирането на наистина непрекъсната производствена линия.

2.4 Ограничено заграждение

Въпреки че самият гранулатор може да бъде затворен, изтичане на прах може да възникне по време на изхвърляне, пресяване и връщане на фини частици, което представлява предизвикателство за опазването на околната среда и съответствието с ATEX.

При тези условия технологията за непрекъснато мокро гранулиране се превърна в неизбежна посока на развитие на индустрията.

3. Техническа концепция на Hywell непрекъснат статичен гранулатор с кипящ слой

За да се преодолеят ограниченията на капацитета и непрекъснатостта на традиционните партидни гранулатори с кипящ слой, Hywell разработи решение за непрекъснато гранулиране в кипящ слой - Гранулатор с непрекъснато статично кипящо легло.

Тази система все още се основава на доказания принцип на гранулиране в кипящ слой, но със системни иновации в структурния дизайн, организацията на материалния поток и системната интеграция. Тя позволява:

Непрекъснато хранене

Непрекъснато гранулиране

Непрекъснато сушене

Непрекъснато пресяване и рециклиране на материала

Напълно затворена работа

По този начин той основно елиминира производствените затруднения на партиднот�зводствените затруднения на партидното�гранулиране.

4. Принцип на работа на гранулатора с непрекъснато статично кипящо легло

Гранулаторът Hywell със статичен флуидизиран слой използва структура на статичен кипящ слой без високоскоростни въртящи се механични компоненти. Прецизно проектираната система за разпределение на горещ въздух осигурява стабилна и равномерна флуидизация на материала вътре в камерата за гранулиране.

Работният процес е както следва:

4.1 Непрекъснато хранене и флуидизация

Прахообразните материали се подават непрекъснато в долната част на камерата за гранулиране чрез дозиращо устройство. Под действието на горещ въздух прахът бързо образува стабилно флуидизирано състояние, осигурявайки идеална основа за гранулиране.

4.2 Разпръскване на свързващо вещество чрез множество дюзи

Множество разпръскващи дюзи са подредени на подходящи позиции в камерата за пулверизиране и пръскане на свързващото вещество във флуидизирания прах. Свързващото вещество кара фините частици постепенно да се агломерират и да образуват гранули.

4.3 Едновременно сушене по време на гранулирането

Докато поддържа флуидизация, горещият въздух непрекъснато изпарява влагата от материала. Образуването на гранули и изсушаването се случват едновременно, предотвратявайки преовлажняване и пропадане на леглото.

4.4 Непрекъснато разреждане

Гранулираният и изсушен материал се изхвърля непрекъснато през ротационен клапан, осигуряващ уплътняване на системата и стабилен трансфер на материала.

5. Обработка надолу по веригата и проектиране на система със затворен цикъл

Предимствата на непрекъснатото гранулиране се отразяват не само в самия гранулатор, но и в интегрирания дизайн на цялата производствена линия.

5.1 Онлайн пресяване

Изхвърлените гранули директно влизат в квадратно вибриращо сито за класификация по размер, осигурявайки стабилно и контролирано разпределение на размера на частиците.

5.2 Смилане и рециклиране на извънгабаритни гранули

Извънгабаритните частици се транспортират автоматично до сух гранулатор или мелница за намаляване на размера и след това се връщат обратно в системата за пресяване, минимизирайки загубата на материал.

5.3 Рециклиране на фини частици за вторично гранулиране

Финият прах се транспортира по напълно затворен начин чрез вакуумна транспортна система обратно към входа на гранулатора за вторично гранулиране, което значително подобрява добива на продукта.

5.4 Директен трансфер на квалифицирани гранули

Гранулите, отговарящи на спецификацията за размер, се транспортират директно чрез вакуум до опаковъчна машина или блендер, което позволява един наистина непрекъснат процес.

Цялата линия работи като напълно затворена система със затворен цикъл , без отворени точки за манипулиране и без емисии на прах.

6. Основни предимства на линията за непрекъснато гранулиране с кипящ слой

В сравнение с конвенционалните FL периодични гранулатори с кипящ слой, системата за непрекъснато статично гранулиране с кипящ слой Hywell предлага значителни предимства:

6.1 Голям капацитет и лесно мащабиране

Капацитетът може да бъде увеличен чрез удължаване на дължината на леглото и увеличаване на обема на въздуха и дюзите за пръскане, без ограничения за размера на партидата.

6.2 Истинска непрекъсната работа

Подходящ за 24/7 индустриално производство, особено за средно до голямо производство.

6.3 Високо ниво на автоматизация

Лесна интеграция с PLC или DCS системи, което значително намалява ръчната намеса.

6.4 Отлична консистенция на продукта

Стабилните непрекъснати работни условия осигуряват равномерно разпределение на размера на частиците и съдържание на влага.

6.5 По-добро съответствие с изискванията за околната среда и ATEX

Ефективно намалява рисковете от прахова експлозия и подобрява безопасността на труда.

7. Перспективи за приложение

Непрекъснатите статични линии за гранулиране в кипящ слой на Hywell са широко приложими за:

Фармацевтични гранули и TCM гранули

Гранули за бързо приготвяне на храна и подправки

Химически добавки и препарати на гранули

Функционални гранули за нови материали

Тъй като индустриите продължават да се движат към непрекъснато, автоматизирано и напълно затворено производство , непрекъснатата технология за гранулиране в кипящ слой се очаква постепенно да замени традиционните системи за партидно гранулиране и да се превърне в основното решение за мокро гранулиране в бъдеще.