盘式连续干燥机在聚天冬氨酸生产中的应用

2022-09-12

聚天冬氨酸是一种生物高分子材料, 相对分子质量1000-50000, 作为一种氨基酸的聚合物, 除具有水溶性羧酸的性质外, 还具有很好的生物相容性和生物降解性, 最终降解产物是对环境无害的氨、二氧化碳和水, 是一种性能优越、无毒无污染、极易降解的水溶性高分子材料。其原料易得.价格不高.近年来广泛地用于水处理剂、洗涤剂、化妆品、抑菌剂、分散剂、螯合剂、制革、医药、农药、水凝胶、农用化肥等领域。将一定质量中的L-天冬氨酸在200-270℃的高温条件下, 天冬氨酸热缩合成相对分子质量较高的聚天冬氨酸, 缩聚生成少量水蒸汽释放出。盘式连续干燥机在聚天冬氨酸生产的过程中, 既作为反应器又作为干燥器, 实现在反应和干燥二合一的功能。

1 工艺流程简介

将一定量的L-天冬氨酸有由定量喂料机输送至盘式干燥机的进料口中, 再经设在干燥机顶部的布料装置将物料均匀地分布到第一层干燥盘上 (小干燥盘上) , 在作回转运动的耙叶作用下, 物料沿螺旋线轨迹由内向外流过小干燥盘, 在边缘落到下层大干燥盘的外边缘, 在大干燥盘上物料由外向内流动, 在中间落到下一层小干燥盘上, 大小干燥盘交替排列, 使得物料能顺利通过每层干燥盘, 到达干燥机底部。干燥盘内通入高温导热油, 一方面作为L-天冬氨酸缩聚反应在热源, 另一方面作为缩聚反应释放出水分子的干燥热源, 物料在流动中完成传质传热过程, 达到反应和干燥的目的。

2 盘式连续干燥机简介

盘式连续干燥机, 也称圆盘干燥机 (Plate Dryer) , 是一种机械搅拌式传导干燥设备, 在固定床传导干燥器和耙式搅拌型传导干燥器基础上发展起来的。德国、比利时、日本、美国、俄罗斯等国家都有专门的公司进行盘式干燥机的研究和制造, 其中历史较长、较成功的是德国Krauss-Maffei公司, 该公司已开发和制造了常压型、密闭型和真空型盘式连续干燥机。

国内工程界和研究领域很早就开始关注这一技术, 石家庄工大化工设备有限公司研究开发了“工大牌”盘式干燥机, 并通过了河北省科技厅组织的鉴定, 2003年又获科技部“中小企业创新基金”的资助, 使得生产规模得以扩大, 其生产的“工大”牌盘式干燥器获得科技部、商业部、税务总局、技监局、环保总局五部委颁发的创新产品证书, 并获得国家专利ZL03250886·7。目前, 该产品已系列化, 可生产制造常压、密闭、真空三大类型, φ1200mm、φ1500mm、φ2200mm、φ3000mm四种直径序列, 干燥面积4-180m2的三百多型号的系列产品, 满足了不同物料干燥的需要。石家庄工大化工设备有限公司的省级干燥实验中心中, 配备了大中小各式盘式干燥器的试验设备, 曾做过数以千计的物料试验, 发表了多篇技术论文, 对完善和推广盘式干燥器做了大量有益工作。但目前的盘式干燥器仍存在不少问题, 如干燥过程的模拟、加热盘的加工、结构设计优化、运转部件可靠性、产品大型化等, 还有待于全行业的继续努力。

3 主要特点

3.1 盘式干燥器属典型传导加热型干燥器, L-天冬氨酸加热仅仅依靠加热壁面, 反应和干燥过程不用干气体携带湿气, 因排风而散失的热量非常小, 热效率高, 理论上可达100%。

3.2 由于设有特殊的搅拌装置, L-天冬氨酸料层薄, 搅拌强度大, 加热面更新率高, L-天冬氨酸暴露在外边的面积几乎大于所有传导干燥设备, 传热传质阻力小, 效率高。

3.3 L-天冬氨酸在搅拌作用下, 反应和未反应的料以及上下层物料混合好, 物料反应和干燥所需时间就短一些, 这样就适合连续化生产。

3.4 可以通过改变干燥盘加热温度、层数、耙杆数量和转数、耙叶结构及数量以及料层厚度等参数来满足不同的产量, 精确控制反应和干燥时间, 不用返混, 因而可以得到均一的合格产品。

3.5 因盘式连续干燥机搅拌器转数低, 对聚天冬氨酸破碎作用小, 可以保持颗粒度, 同时, 搅拌器功率消耗小, 配用的电机和减速器均小于其他回转型设备。

4 盘式干燥机在聚天冬氨酸生产中的应用推广

在我国的绿色环保浪潮下, 节水意识的增强以及化学药品的安全性为水处理剂提出了新的要求。聚天冬氨酸是氨基酸聚合物中最好的阻垢剂, 且具有非常好的生物相容性和生物降解性。盘式干燥机作为其反应和干燥的核心设备, 具有热效率高、能耗低、占地面积小、配置简单、操作控制方便、操作环境好、反应和干燥同时完成, 已经在国内多个生产聚天冬氨酸厂家应用和推广, 如石家庄开发区德赛化工有限公司、山东邦迪化学制品股份有限公司等。另外, 盘式连续干燥机现已广泛应用于化工、医药、农药、食品、饲料、染料等行业的干燥、热解、煅烧。

摘要：本文叙述了聚天冬氨酸的生产、应用, 以及盘式连续干燥机作为L-天冬氨酸制备聚天冬氨酸核心设备, 介绍了它的工作原理、结构特点。

关键词：聚天冬氨酸,盘式连续干燥机,应用