賴氨酸硫酸鹽類產品應用連續噴霧流化床造粒技術的生產線配置

陳林書，王新月

(儀征日發干燥設備有限公司，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用于動物的養殖，它對于促進動物的生長，改善動物的肉質，節省飼料，具有顯著的作用。氨基酸發酵過程中會產生大量發酵液，在進行有效物質提純時，采用常規的干燥［2］方法難以解決，流化床造粒［3］技術在流化床內可完成液體物料的噴霧、造粒、干燥、冷卻，直接得到球形產品，且顆粒密實、球形度好，具有出色的流動性、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特別適合L-賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸等行業中的發酵液、尾液調配料的噴霧干燥造粒。

連續式流化床，從20世紀90年代出現起，已在氨基酸類添加劑的生產中得到廣泛應用。隨著流化床技術的不斷發展，單條生產線的年產量逐漸提高，生產企業的投資規模也不斷擴大。目前，一般的賴氨酸硫酸鹽類飼料添加劑企業投資規模已在年產量10～20萬t，配置單條生產線已不能滿足該產量的要求。

連續式流化床噴霧造粒設備［3］，體積小，單機產能高，自動化程度高，節能減排效果顯著，適合大型企業。但是，其高能耗、連續生產時間短、不穩定、易起火爆炸等缺點，是企業配置生產線、土建時必須關注的問題。

1 賴氨酸應用噴霧流化床造粒生產線產能配置及適用情況分析

1.1 配置1臺造粒床

采用1臺造粒床生產賴氨酸硫酸鹽，這種噴霧造粒流化床一般為批次生產，不連續，并且不安裝內加熱器。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年安徽豐源集團的4萬t65賴氨酸硫酸鹽工程;2005年山東德固塞凱塞生物技術有限公司的4萬t65賴氨酸硫酸鹽工程，都是應用這種生產配置的實例。

這種配置的優點是，每套生產線集成造粒、干燥、冷卻;生產線最簡單，在產量比較低時投資最省。

缺點是，因為造粒過程成品率只40%～70%，非成品部分需反復經過干燥、冷卻，產量越大，能耗越大。蒸發1 t水年綜合能耗為:450度電、5 t蒸汽、20標方0.4 MPa壓縮空氣。

此配置的適用情況為:年產量低于5 000 t，總投資為150萬元人民幣左右，從方便性、投資性上可以考慮采用本方案。

1.2 配置1臺造粒床與1臺流化床

配置1臺造粒床與1臺流化床的組合形式應用得比較普遍。當投資規模比較大時，該配置會受到單條生產線產能的限制。國內賴氨酸硫酸鹽類飼料添加劑企業配置單條生產線的情況［5］見表1。

配置1臺造粒床與1臺流化床的優點:每套生產線完全獨立，可以采用模塊化設計;有多套生產線時，只要有一條線開機，另一條線開停機的加料、出料非常方便，總產量的調配也方便;每條單一生產線的檢修可以錯開。因此，只要單臺造粒床產能可以達到要求，就可以只采用1臺造粒床與1臺流化床的形式。

但是，如果只有一條生產線，對于產量調節不太方便，而且，當產量不足時能耗偏大。因為一條線開動時，總電耗并不變;同時，超產比較大時有難度;當采用兩套以上生產線時，沒有明顯缺點，但投資會適當加大。

該配置蒸發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臺造粒床與1臺流化床，當生產穩定，只要單臺造粒床產能可以達到要求，完全可以采用一條生產線。單臺造粒床產能達不到，配置多條生產線時應采用最新優化方案:除主機外其他設備可以采取部分合并，例如可以將多條線的DCS控制系統、包裝機、部分平臺、公用工程、成品輸送機進行合并，以降低投資成本，優化后投資約可降低10%～15%左右。

表1 國內賴氨酸硫酸鹽類飼料添加劑企業配置單條生產線的情況統計

1.3 配置2臺造粒床與1臺流化床

配置2臺造粒床與1臺流化床的組合形式為一階段時間的過渡形式，在投資規模比較大時，受組合生產線產能限制，組合生產線本身也表現出一系列缺點。

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

配置2臺造粒床與1臺流化床的組合，投資會降低一部分:可以節省冷卻床出口的提升機、篩分機、對輥粉碎機、布袋除塵器、氣流輸送、控制系統及冷卻床的自控元件。配置2臺造粒床與1臺流化床的組合比配置2臺造粒床與2臺流化床的組合(即2條單一獨立生產線)的方案約節省投資15%～20%左右，例如10萬t的生產線，前者總投資為2 500萬元左右，后者為3 000萬元左右。

當產量不足，只開1臺造粒床時，冷卻床還是滿負荷，此時能耗增加15%;當冷卻床、冷卻床出口提升機、布袋、風送系統、粉碎機等發生故障，所有多臺造粒床即全部生產線將無法生產;冷卻床的細顆粒和細粉需要分配到多臺造粒床，分配均勻性有問題。

配置2臺造粒床與1臺流化床的組合，蒸發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臺造粒床與1臺流化床的組合與配置1臺造粒床與1臺流化床的組合相比，筆者認為得不償失。綜合能耗后者比前者低10%左右，10萬t生產線一年節省能耗600萬元。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線土建與鋼構的配置對比

噴霧流化床造粒生產線土建與鋼構的對比見表2。

表2 噴霧流化床造粒生產線土建與鋼構的配置對比(以年產5萬t線為例)

從表2可以看出，從土建與鋼架結構綜合考慮，當生產線比較穩定時，選用土建結構比較合理;當生產線或其中部分對于拆裝要求很嚴，或條件不成熟，以后需進一步改造，為了方便選用鋼架結構比較合理。

3 結論

應用連續噴霧流化床造粒技術生產賴氨酸硫酸鹽的生產線，采用1臺造粒床與1臺流化床的配置形式優于多臺造粒床與1臺流化床配置;在選擇生產線數量時，以能滿足生產規模所用采用的生產線的最少數量為最佳方案。

采用多套生產線時，為了節省投資，可以將非主要部件合并，主要耗能及主要部件不能合并;每條生產線的主要部件，包括造粒床、冷卻床、布袋除塵器、提升機、篩分機、粉碎機;每條生產線必須的控制和調節裝置，最好獨立，即模塊化設計，從而體現多條線獨立控制的優勢。

在各種發酵液應用流化床造粒包衣設備迅速發展的今天，對于低溫連續式流化床造粒的設備，設計制造出更高產能的單套生產線，以便降低投資、節能、提高穩定安全性、提高產品品質是發展的主要目標。

對于土建與鋼架形式的配置，針對具體要求采用混合結構是一種趨勢。

［1］王遠海，李冬冬，牛虎等.大型流化床噴霧造粒干燥裝置在賴氨酸生產中的應用［J］.中國飼料添加劑，2012(12):33－36.

［2］劉廣文編.噴霧干燥實用技術大全［M］.北京:中國輕工業出版，1988.

［3］陳林書.制粒(丸)技術原理、設備的研究總結［C］.第十一屆全國干燥會議，2007.

［4］陳林書.制粒、包衣的微觀粒子作用機理、及操作要點［C］.北京:第十一屆全國干燥會議.

［5］陳林書.流化制粒包衣設備的原理、組成及操作技術［C］.北京:第十一屆全國干燥會議，2007.