Какие системы смешивания поддерживают смешивание + грануляцию + сушку в одной установке для средств защиты растений?
Для средств защиты растений существует несколько путей тесно связать смешивание, грануляцию и сушку. Настоящий процесс «в одном реакторе» без переноса продукта возможен прежде всего с грануляторами псевдоожиженного слоя. При других методах смешивание, грануляция и сушка происходят хотя и в интегрированной технологической линии, но в раздельных аппаратах или последовательных технологических ступенях.
Это особенно актуально для водно-диспергируемых гранулятов, также называемых WDG или WG. Такие составы обычно состоят из тонкоизмельчённого действующего вещества, смачивающих агентов, диспергаторов, связующих и при необходимости наполнителей. Гранулят должен хорошо течь, быть маловыделяющим пыль, оставаться стабильным при хранении и после добавления в воду быстро и полностью редиспергироваться. Для WDG установленными способами производства являются, среди прочего, грануляция в псевдоожиженном слое, экструзия, распылительная грануляция, тарельчатая грануляция, смесительная агломерация и вальцевое компактирование.
Грануляторы псевдоожиженного слоя объединяют смешивание, распылительную грануляцию и сушку в одном технологическом пространстве. Порошкообразный продукт флюидизируется термостатированным потоком воздуха или инертного газа. Затем на движущийся слой частиц распыляется раствор связующего или действующего вещества. Образующиеся агломераты одновременно сушатся потоком газа. Метод особенно подходит для сыпучих, хорошо флюидизируемых порошков и для водно-диспергируемых гранулятов с хорошей редиспергируемостью. Параметры процесса — температура воздуха, расход воздуха, скорость распыления и концентрация связующего — определяют размер зерна, остаточную влажность, прочность и диспергирующее поведение гранулята.
Смесители и грануляторы с высоким сдвигом подходят для интенсивного предварительного смешивания и мокрой агломерации порошкообразных действующих и вспомогательных веществ. Раствор связующего или вода добавляются во время смешивания, в результате чего образуется влажный гранулят. Однако собственно сушка часто происходит не в самом грануляторе с высоким сдвигом, а в последующей сушилке псевдоожиженного слоя, вакуумной сушилке или другой подходящей ступени сушки. Смесительные системы с высоким сдвигом поэтому обычно являются частью интегрированной линии грануляции, а не автоматически полными системами «в одном реакторе».
Плужные смесители, интенсивные смесители и горизонтально работающие смесительные агломераторы также можно применять для предварительного смешивания и мокрой грануляции. Они особенно подходят, когда нужно гомогенизировать разные насыпные плотности, равномерно вмешать жидкости или целенаправленно создать агломераты. Вакуумное оснащение и обогрев могут обеспечить досушку или — при подходящих рецептурах — также более интенсивную контактную сушку. Однако для водно-диспергируемых гранулятов часто выбирается последующая ступень сушки, поскольку она позволяет более точно настраивать остаточную влажность и распределение частиц по размерам.
Линии экструзии — важная альтернатива, когда требуются плотные, механически прочные грануляты. Сырьё сначала смешивается и увлажняется водой или раствором связующего. Затем влажная масса экструдируется, а образовавшиеся жгуты или частицы сушатся и при необходимости классифицируются. Экструзия обеспечивает хороший контроль формы и прочности гранулята, но обычно требует отдельных узлов для смешивания, экструзии, сушки и просеивания.
Распылительная грануляция и распылительная сушка особенно подходят для составов, которые можно перерабатывать в виде суспензии или шлама (slurry). Действующее вещество, смачивающие агенты, диспергаторы и другие компоненты рецептуры сначала диспергируются и гомогенизируются. Затем суспензия распыляется и сушится горячим технологическим воздухом. Метод обеспечивает маловыделяющие пыль, хорошо текучие грануляты, но может давать более низкую насыпную плотность, чем экструзионные методы.
При выборе системы решающее значение имеют желаемая структура гранулята, распределение частиц по размерам, насыпная плотность, стойкость к истиранию, редиспергируемость, остаточная влажность и термостабильность действующего вещества. Не менее важны защита от пыли, герметизация (containment), взрывозащита, очищаемость, обращение с технологическим отработанным воздухом, а также рекуперация и обработка летучих компонентов.
Когда требуется максимально компактный процесс со смешиванием, нанесением связующего, образованием гранулята и сушкой в одном рабочем пространстве, грануляторы псевдоожиженного слоя часто являются первым выбором. Когда нужны особо плотные или прочные грануляты, часто лучше подходят линии смешивания, экструзии и сушки. Смесители с высоким сдвигом и плужные смесители подходят прежде всего для интенсивного предварительного смешивания и мокрой агломерации; их функцию сушки нужно оценивать индивидуально в зависимости от продукта и целевого качества.
Так установки amixon® поддерживают формуляцию средств защиты растений
Вакуумные смесители-сушилки и смесительные реакторы amixon® серий VMT и AMT не рассчитаны как классические грануляторы наращивания. Их сильная сторона — превосходное смешивание, целенаправленное увлажнение для связывания пыли, быстрая вакуумная контактная сушка, очень хорошее остаточное опорожнение и долговечное, щадящее ведение процесса при низких частотах вращения.
VMT и AMT подходят для порошков, суспензий, влажных продуктов, паст и тестообразных масс. В закрытом, герметичном по давлению и вакууму аппарате действующие вещества и компоненты рецептуры можно гомогенизировать, увлажнять малыми количествами жидкости, сушить под вакуумом и при необходимости дезагломерировать. Аппараты благодаря этому особенно подходят для маловыделяющих пыль, безопасных и воспроизводимых процессов формуляции.
Увлажнение вместо грануляции наращиванием
Целенаправленная подача жидкости через копья или подходящие форсунки может надёжно смачивать и связывать тонкие фракции пыли. Уже небольшие количества подходящей жидкости могут образовывать жидкостные мостики между частицами или прикреплять мелкую пыль к более крупным частицам. Предпосылкой для этого является быстрое и равномерное распределение жидкости во всём смешиваемом материале.
Однако этот процесс нужно отличать от классической грануляции наращиванием. VMT и AMT не предназначены для того, чтобы путём многократного распыления раствора связующего наращивать стабильные, определённые грануляты с целенаправленным распределением частиц по размерам. Для таких задач более подходящим выбором являются, например, грануляторы псевдоожиженного слоя, тарельчатые грануляторы, линии экструзии или специально рассчитанные процессы грануляции с высоким сдвигом.
Также сушка уже сформированного, формостабильного гранулята с целью полностью сохранить его структуру не является основным сценарием применения VMT и AMT. Особенно при дезагломерирующем режиме работы или при применении режущих роторов агломераты можно целенаправленно разрушать. В результате может образоваться тонкий, сухой порошок. Режущие роторы у этих аппаратов служат ускорению процесса сушки при смешивании и дезагломерации, а не получению определённых гранулятов наращивания.
Большие поверхности теплопередачи
Особая сила вакуумных смесителей-сушилок amixon® — быстрая и равномерная контактная сушка. Смесительное пространство, вал, смесительные рычаги и смесительный инструмент можно выполнить термостатируемыми. Благодаря этому доступна большая поверхность теплопередачи, через которую тепло можно подводить к продукту или отводить от него.
Вертикальная мешалка создаёт непрерывное трёхмерное движение продукта. При этом смешиваемый материал непрерывно проводится по термостатируемым поверхностям. Контакт продукта постоянно обновляется, благодаря чему тепло и влага передаются равномерно. Это поддерживает короткое время сушки и умеренные температуры продукта, также при меняющихся свойствах продукта — от влажного промежуточного продукта до сухого конечного продукта.
Под вакуумом вода и растворитель могут испаряться при пониженной температуре продукта. Отводимые пары можно конденсировать; для составов, содержащих растворители, благодаря этому возможна рекуперация.
Смешивание, опорожнение, срок службы
VMT и AMT рассчитаны на высокое качество смешивания. Вертикальное исполнение и медленно вращающиеся смесительные инструменты обеспечивают интенсивное и одновременно щадящее продукт перемешивание. Разные насыпные плотности, содержание влаги и доли компонентов можно гомогенизировать без принципиальной необходимости в высоких окружных скоростях.
Низкая частота вращения снижает механическую нагрузку на смешиваемый материал и ограничивает износ инструментов и стенки аппарата. Вертикальная конструкция дополнительно поддерживает прочную и долговечную конструкцию машины.
Ещё одно преимущество — хорошее, практически полное опорожнение сыпучих продуктов. В частности, коническое дно AMT способствует выгрузке продукта и снижает остаточные количества в аппарате. Это снижает потери продукта, упрощает смену продукта и поддерживает очистку между загрузками.
Правильная классификация
Для средств защиты растений amixon® VMT и AMT особенно подходят, когда действующие и вспомогательные вещества нужно точно смешать, доли пыли — целенаправленно связать, влажные продукты — быстро высушить под вакуумом, а затем максимально полно выгрузить.