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超微粉碎技術(shù)及應(yīng)用
超微粉碎是近 20 年迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù),能把原材料加一成微米 甚至納米級的微粉, 已經(jīng)在各行各業(yè)了廣泛的應(yīng)用。 鑒于粉碎是中藥生產(chǎn)及 應(yīng)用中的基本加工技術(shù), 超微粉碎已愈來愈引起人們的關(guān)注, 雖然起步較晚, 開 發(fā)研制的品種相對較少,但已顯露出的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。
一. 超微粉碎技術(shù)概述
超微粉碎技術(shù)是粉體工程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,包括對粉體原料的超微粉 碎, 高精度的分級和表面活性改變等內(nèi)容。 據(jù)原料和成品顆粒的大小或粒度, 粉 碎可分為粗粉碎,細(xì)粉碎,微粉碎和超微粉碎,這是一個(gè)大概的分類。值得注意 的是, 各國各行業(yè)由于超微粉體的用途, 制備方法和技術(shù)水平的差別, 對超微粉 體的粒度有不同的劃分。
超微粉碎機(jī)一般為無篩式粉碎機(jī),粉碎物料粒度由氣流速度控制,粉碎 粒度要求 95 %通過 0.15mm ( 100 目),一般用于特種水產(chǎn)餌料或水產(chǎn)開口餌 料,超微粉碎通常由超微粉碎機(jī)、氣力輸送、分級機(jī)配套來完成。原料的粉碎粒度非常細(xì), 可能顯示出意想不到的特性, 但也帶來了比較多的問題, 如靜電吸附, 物料的流動(dòng)性差, 粉碎消耗的能量大, 提高了生產(chǎn)成本, 對加工操作的影響比較 大,這些不利影響可以采取不同的方法加以克服(如改變飼料加工工藝)。
超微粉碎通過對物料的沖擊,碰撞,剪切,研磨,分散等手段而實(shí)現(xiàn)。 傳統(tǒng)粉碎中的擠壓粉碎方法不能用于超微粉碎, 否則會(huì)產(chǎn)生造粒效果。 選擇粉碎 方法時(shí), 須視粉碎物料的性質(zhì)和所要求的粉碎比而定, 尤其是被粉碎物料的物理 和化學(xué)性能具有很大的決定作用, 而其中物料的硬度和破裂性更居首要地位, 對 于堅(jiān)硬和脆性的物料, 沖擊很有效; 而對中藥材用研磨和剪切方法則較好。 實(shí)際 上, 任何一種粉碎機(jī)器都不是單純的某一種粉碎機(jī)理, 一般都是由兩種或兩種以 上粉碎機(jī)理聯(lián)合起來進(jìn)行粉碎, 如氣流粉碎機(jī)是以物料的相互沖擊和碰撞進(jìn)行粉 碎; 高速?zèng)_擊式粉碎機(jī)是沖擊和剪切起粉碎作用; 振動(dòng)磨, 攪拌磨和球磨機(jī)的粉 碎機(jī)理則主要是研磨, 沖擊和剪切; 而膠體磨的工作過程主要通過高速旋轉(zhuǎn)的磨 體與固定磨體的相對運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的強(qiáng)烈剪切,摩擦,沖擊等等。
二. 常用超微粉碎設(shè)備
1 機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)粉碎效率高 , 粉碎比大,結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定,適 合于中, 軟硬度物料的粉碎這種粉碎機(jī)不僅具有沖擊和摩擦兩種粉碎作用, 而且 還具有氣流粉碎作用, 超細(xì)粉體產(chǎn)品沖擊式粉碎機(jī)由于是高速運(yùn)轉(zhuǎn), 要產(chǎn)生磨損 問題, 此外還有發(fā)熱問題, 對熱敏性物質(zhì)的粉碎要莊意采取適宜措施。 浙江睞州 市特種粉碎設(shè)備廠生產(chǎn)的系列粉碎機(jī)加大風(fēng)量輸送物料, 傳熱效果好, 粉碎區(qū)域 溫度較低,可用于某些熱敏性物料的粉碎川。
2 氣流粉碎機(jī)是以壓縮空氣或過熱蒸汽通過噴嘴產(chǎn)生的超音速高湍流 氣流作為顆粒的載體, 顆粒與顆粒之間或顆粒與固定板之間發(fā)生沖擊性擠壓, 摩擦和剪切等作用, 從而達(dá)到粉碎的目的。 與普通機(jī)械沖擊式超微粉碎機(jī)相比, 氣 流粉碎機(jī)可將產(chǎn)品粉碎得很細(xì), 粒度分布范圍更窄, 即粒度更均勻; 又因?yàn)闅怏w 在噴嘴處膨脹可降溫, 粉碎過程沒有伴生熱量, 所以粉碎溫升很低。 這一特性劉 于低熔點(diǎn)和熱敏性物料的超微粉碎特別重要。 但也存在一此問題: 設(shè)備制造成本 高,一次性投資大,能耗高,能量利川率只有 2% 左右,般認(rèn)為要高出其它粉碎 方法數(shù)倍, 因而粉體加工成本太大, 這就使得它在這一領(lǐng)域的使用受到了一定的 限制:同時(shí),它難以實(shí)現(xiàn)亞微米級產(chǎn)品粉碎。
3 普通球磨機(jī)是用于超微粉碎的傳統(tǒng)設(shè)備,其特點(diǎn)是粉碎比大,結(jié)構(gòu) 簡單,機(jī)械可靠性強(qiáng),磨損零件容易檢查和更換,工藝成熟,適應(yīng)性強(qiáng),產(chǎn)品粒 度小。但當(dāng)產(chǎn)品粒度要達(dá)到 201 μ m以下時(shí),效率低,耗能大,加工時(shí)間長。例 如,將珍珠磨到幾百目,要十幾個(gè)小時(shí)。
4 振動(dòng)磨振動(dòng)磨是用彈簧支撐磨機(jī)體, 由帶有偏心塊的主軸使其振動(dòng), 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通過介質(zhì)和物料的起振動(dòng), 將物料進(jìn)行粉碎, 其特點(diǎn)是介質(zhì)填充率高, 單 位時(shí)間內(nèi)的作用次數(shù)高 ( 沖擊次數(shù)為球磨機(jī)的 4-5 倍 ) ,因而其效率比普通球磨機(jī) 高 10-20 倍,而能耗比其低數(shù)倍。通過調(diào)節(jié)振動(dòng)的振幅,振動(dòng)頻率,介質(zhì)類型。 振動(dòng)磨產(chǎn)品的平均粒徑可達(dá) 2-3 μ m以下 , 對于脆性較大的物質(zhì)可比較容易的得 到亞微米級產(chǎn)品。 近年來通過實(shí)踐, 振動(dòng)磨日益受到重視, 原因就是振動(dòng)磨對某 些物料產(chǎn)品粒度可達(dá)到亞微米級, 同時(shí)有較強(qiáng)的機(jī)械化學(xué)效應(yīng), 且結(jié)構(gòu)簡單, 能 耗較低,磨粉效率高,易于工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。
5 攪拌磨是在球磨機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,同普通球磨機(jī)相比,攪拌 磨采用高轉(zhuǎn)速和高介質(zhì)充填率及小介質(zhì)尺寸, 獲得了高的功率密度, 使細(xì)物料 研磨時(shí)間大大縮短,是超微粉碎機(jī)中能量利用率高,很有發(fā)展前途的種設(shè)備。 . ..
攪拌磨在加工小于 20 μ m的物料時(shí)效率大大提高,成品的平均粒度小可達(dá)到 數(shù)微米。高功率密度 ( 高轉(zhuǎn)速 ) 攪拌磨機(jī)可用于大粒度小于微米以下產(chǎn)品,在顏 料、陶瓷、造紙、涂料、化工產(chǎn)品中已獲得了成功。目前高功率密度攪拌磨在工 業(yè)上的大規(guī)模應(yīng)用有處理小和磨損成本高兩大難題。 隨著高性能耐磨材料的出 現(xiàn),相信這些問題都能解決。 . ..