盤式連續(xù)干燥機(jī)在聚天冬氨酸生產(chǎn)中的應(yīng)用

郝萬鵬

(石家莊工大化工設(shè)備有限公司，河北 石家莊 050031)

(河北省蒸發(fā)結(jié)晶及干燥工程技術(shù)研究中心，河北 石家莊 050031)

聚天冬氨酸是一種生物高分子材料，相對分子質(zhì)量1000-5000，作為一種氨基酸的聚合物，除具有水溶性羧酸的性質(zhì)外，還具有很好的生物相容性和生物降解性，最終降解產(chǎn)物是對環(huán)境無害的氨、二氧化碳和水，是一種性能優(yōu)越、無毒無污染、極易降解的水溶性高分子材料。其原料易得.價(jià)格不高.近年來廣泛地用于水處理劑、洗滌劑、化妝品、抑菌劑、分散劑、螯合劑、制革、醫(yī)藥、農(nóng)藥、水凝膠、農(nóng)用化肥等領(lǐng)域。將一定質(zhì)量中的L-天冬氨酸在200-270℃的高溫條件下，天冬氨酸熱縮合成相對分子質(zhì)量較高的聚天冬氨酸，縮聚生成少量水蒸汽釋放出。盤式連續(xù)干燥機(jī)在聚天冬氨酸生產(chǎn)的過程中，既作為反應(yīng)器又作為干燥器，實(shí)現(xiàn)在反應(yīng)和干燥二合一的功能。

1 工藝流程簡介

將一定量的L-天冬氨酸有由定量喂料機(jī)輸送至盤式干燥機(jī)的進(jìn)料口中，再經(jīng)設(shè)在干燥機(jī)頂部的布料裝置將物料均勻地分布到第一層干燥盤上（小干燥盤上），在作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的耙葉作用下，物料沿螺旋線軌跡由內(nèi)向外流過小干燥盤，在邊緣落到下層大干燥盤的外邊緣，在大干燥盤上物料由外向內(nèi)流動(dòng)，在中間落到下一層小干燥盤上，大小干燥盤交替排列，使得物料能順利通過每層干燥盤，到達(dá)干燥機(jī)底部。干燥盤內(nèi)通入高溫導(dǎo)熱油，一方面作為L-天冬氨酸縮聚反應(yīng)在熱源，另一方面作為縮聚反應(yīng)釋放出水分子的干燥熱源，物料在流動(dòng)中完成傳質(zhì)傳熱過程，達(dá)到反應(yīng)和干燥的目的。

2 盤式連續(xù)干燥機(jī)簡介

盤式連續(xù)干燥機(jī)，也稱圓盤干燥機(jī)（Plate Dryer），是一種機(jī)械攪拌式傳導(dǎo)干燥設(shè)備，在固定床傳導(dǎo)干燥器和耙式攪拌型傳導(dǎo)干燥器基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。德國、比利時(shí)、日本、美國、俄羅斯等國家都有專門的公司進(jìn)行盤式干燥機(jī)的研究和制造，其中歷史較長、較成功的是德國Krauss-Maffei公司，該公司已開發(fā)和制造了常壓型、密閉型和真空型盤式連續(xù)干燥機(jī)。

國內(nèi)工程界和研究領(lǐng)域很早就開始關(guān)注這一技術(shù)，石家莊工大化工設(shè)備有限公司研究開發(fā)了“工大牌”盤式干燥機(jī)，并通過了河北省科技廳組織的鑒定，2003年又獲科技部“中小企業(yè)創(chuàng)新基金”的資助，使得生產(chǎn)規(guī)模得以擴(kuò)大，其生產(chǎn)的“工大”牌盤式干燥器獲得科技部、商業(yè)部、稅務(wù)總局、技監(jiān)局、環(huán)?？偩治宀课C發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品證書，并獲得國家專利ZL03250886·7。目前，該產(chǎn)品已系列化，可生產(chǎn)制造常壓、密閉、真空三大類型，φ1200mm、φ1500mm、φ2200mm、φ3000mm 四種直徑序列，干燥面積4-180m2的三百多型號(hào)的系列產(chǎn)品，滿足了不同物料干燥的需要。石家莊工大化工設(shè)備有限公司的省級干燥實(shí)驗(yàn)中心中，配備了大中小各式盤式干燥器的試驗(yàn)設(shè)備，曾做過數(shù)以千計(jì)的物料試驗(yàn)，發(fā)表了多篇技術(shù)論文，對完善和推廣盤式干燥器做了大量有益工作。但目前的盤式干燥器仍存在不少問題，如干燥過程的模擬、加熱盤的加工、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、運(yùn)轉(zhuǎn)部件可靠性、產(chǎn)品大型化等，還有待于全行業(yè)的繼續(xù)努力。

3 主要特點(diǎn)

3.1 盤式干燥器屬典型傳導(dǎo)加熱型干燥器，L-天冬氨酸加熱僅僅依靠加熱壁面，反應(yīng)和干燥過程不用干氣體攜帶濕氣，因排風(fēng)而散失的熱量非常小，熱效率高，理論上可達(dá)100%。

3.2 由于設(shè)有特殊的攪拌裝置，L-天冬氨酸料層薄，攪拌強(qiáng)度大，加熱面更新率高，L-天冬氨酸暴露在外邊的面積幾乎大于所有傳導(dǎo)干燥設(shè)備，傳熱傳質(zhì)阻力小，效率高。

3.3 L-天冬氨酸在攪拌作用下，反應(yīng)和未反應(yīng)的料以及上下層物料混合好，物料反應(yīng)和干燥所需時(shí)間就短一些，這樣就適合連續(xù)化生產(chǎn)。

3.4 可以通過改變干燥盤加熱溫度、層數(shù)、耙桿數(shù)量和轉(zhuǎn)數(shù)、耙葉結(jié)構(gòu)及數(shù)量以及料層厚度等參數(shù)來滿足不同的產(chǎn)量，精確控制反應(yīng)和干燥時(shí)間，不用返混，因而可以得到均一的合格產(chǎn)品。

3.5 因盤式連續(xù)干燥機(jī)攪拌器轉(zhuǎn)數(shù)低，對聚天冬氨酸破碎作用小，可以保持顆粒度，同時(shí)，攪拌器功率消耗小，配用的電機(jī)和減速器均小于其他回轉(zhuǎn)型設(shè)備。

4 盤式干燥機(jī)在聚天冬氨酸生產(chǎn)中的應(yīng)用推廣

在我國的綠色環(huán)保浪潮下，節(jié)水意識(shí)的增強(qiáng)以及化學(xué)藥品的安全性為水處理劑提出了新的要求。聚天冬氨酸是氨基酸聚合物中最好的阻垢劑，且具有非常好的生物相容性和生物降解性。盤式干燥機(jī)作為其反應(yīng)和干燥的核心設(shè)備，具有熱效率高、能耗低、占地面積小、配置簡單、操作控制方便、操作環(huán)境好、反應(yīng)和干燥同時(shí)完成，已經(jīng)在國內(nèi)多個(gè)生產(chǎn)聚天冬氨酸廠家應(yīng)用和推廣，如石家莊開發(fā)區(qū)德賽化工有限公司、山東邦迪化學(xué)制品股份有限公司等。另外，盤式連續(xù)干燥機(jī)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品、飼料、染料等行業(yè)的干燥、熱解、煅燒。

[1]汪家銘.聚天冬氨酸生產(chǎn)、應(yīng)用與發(fā)展前景[J].化學(xué)工業(yè).2009（12）.

[2]潘永康，王喜忠，等.現(xiàn)代干燥技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.147-161.

[3]于洋，等.盤式連續(xù)干燥機(jī)在珠光燃料生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].化工裝備技術(shù),2011（10）.