深冷粉碎技术开发与运用1、 概述:粉碎是借助机械力将大块固体物料破碎成适宜程度或细粉的过程,其目的在于减小粒度,增加比表面积,提高难溶性药物的溶出度和生物利用度,提高药物在 制剂中的分散 。在众多的粉体工程中,物料的物理性能限制了其粉碎方式的运用。热敏性物料的细粉运用在各个领域中越来越广泛。在热熔胶方面我们需要熔点低、粘合力强、参 透性强的胶体材料,我们就需要将较大颗粒状的热熔胶粉碎到一定细度的细小颗粒,因其熔点低、软化点低,故在常温下是无法粉碎的。在塑胶激光烧结材料方面, 我们需要更细的粉末来进行烧结成型,在防腐工业涂层领域;军工吸波材料运用方面;机械缓冲涂层;塑胶改性、染色;保健品成分保全粉体加工工艺等领域都需要 运用到低温环境下粉碎物料。2、低温深冷粉碎技术开发:在多种多样的低温粉碎机械中,我们需要、节能的低温深冷式粉碎机械,大家都知道在粉碎原理中, 通过撞击式粉碎时最实效的粉碎方法,采用液态氮气作为冷谋是最理想的,在大气中氮气的含量是最多的,其占大气的70%还多,而且氮气是无毒无味的惰性气 体,使用安全,液氮的温度是零下196度,对绝大多数物料都是很好的冷谋。物料在液氮气化的作用下达到了我们需要的粉碎温度,也就是我们所讲的催化点,但 物料在破碎分裂过程中它所释放的能量将转化成热能,机械动力作用所消耗的动能也将转化成热能,而且液体状的氮气转化成气体状他的膨胀比是液态体积的800 多倍,所以制造出性能优佳的低温粉碎设备是我们的关键所在。氮气气化后将迅速升到常温,在低温深冷粉碎过程中我们利用液态氮气气化时所等到的热交换,排放 的氮气以在低温深冷粉碎过程中已无利用价值。膨胀的气体气流控制、机械承受的低温、物料撞击的动力、合理的热交换点是我们设计机械的关键。如何在能耗上得 到节约是机械合理性的关键!3、机械设计要求在国内外众多的粉碎机生产厂家,在常温粉碎方面已经达到了一个历史顶峰,但在低温深冷方面还只是起步阶段。通 过吸收国内外多家粉碎机械制造商的工作经验,实践理论,我们将重点放到了空气流动、机械结构承受的低温、机械结构合理性、热交换位置、预冷均匀、撞击环 境、低温的可控性、冷源的再利用等进行突破。4、粉碎原理:通过采用冷源与物料进行热交换;使物料降温到脆化状态;脆化后的物料在粉碎腔中通过粉碎机构进 行无数次的撞击最后成为细小颗粒状,粉碎后的物料细度可以达到微米等级(600~2000目)。可根据物料的性能选择冷谋,如使用液氮作为冷媒其最低的冷 却温度可达到零下196度,其冷却速度是非常快的,对某些需要急速冷却、脆化温度低的物料是首选的冷却剂。对冷却脆化温度要求不高的物料可选用压缩空气或 冷气机的预冷空气与物料产生热交换。5、结构组成:a、YM系列粉碎机采用预冷料仓对物料进行预冷,预冷料仓安装精密液态气体气化装置,在液态气体气化过 程中对物料强制冷却。b、采用螺旋式进料机将已均匀达到冷却脆化的物料送入粉碎机腔。c、独立的滚动副保证机器在低温环境下的运转正常,冷媒再注入式补偿 对物料在粉碎过程中产生的热量相抵消,冷媒的注入量通过低温阀门调节,粉碎物料时产生的高压气流与冷媒失压膨胀的气流通过粉碎机静止分级器的旋向窗口排出 机腔。物料粉碎后达到所需要的细度同时顺同气流进入出料系统,交粗的物料撞击到静止分级器叶片反弹回粉碎机腔,达到粗步分级效果。d、出料牵引系统:采用 空气牵引方式通过管道将经过主机粉碎的物料排出主机。e、内气流分级:通过引风机将物料连同膨胀气流送入外分级器,调节分级器叶轮转速,可以达到我们需要 的细度。内分级器的使用对用户在分筛时减去了物料回温的时间、减少人工、缩短生产周期、减少使用场地,粉碎后的物料可以直接进行包装运输。客户可根据实际 需要选用内筛网式分级法;此法适用于超细粉分级,在200目以上的无料分级达到了完美的效果,同时将冷源完全的利用起来。f、内网筛分级法:内网筛分级法 是通过在系统内安装的动力筛网分级的方式进行分级。它与内气流分级方法相同,此法适用于我们生产200目以下的颗粒分级。g、分级后粗料通过管道汇入送料 机构进入粉碎机重新粉碎,细料进入旋风分离器,旋风分离器将物料与空气分离、物料通过旋转沉积于旋风分离器底部。h、回流增压泵:一般的机械在生产过程中 的回流气体是大部分冷源会随着我们的成品外流到出料口。我们采用了回流增压泵将回气收集,重新增压输入系统前区,增压泵输出功率调节达到出料口平衡出气, 最有效的利用了冷源。i、回流补气与再利用系统:采用卫生级管道与阀门输送回流气体,通过遇冷仓底部输入上部放空的方式降物料遇冷,同时给于主机的补气。 各功能区域安装阀门进行调节。j、采用倾斜角出料系统出料,倾斜螺旋出料系统保障旋风分离器的空气不会从出料口流出。k、从旋风分离器上方流出的含稀少物 料颗粒的气物混合体重新进入第二道旋风分离,最终分离将具有一定冷源作用的空气气流通过管道输送到粉碎机主机进料进气口。l、电器控制:采用全变频电源供 应、控制各区域电机转速,实现送料速度超宽范围调节;主机线速度调节(粉碎不同的物料、达到不同的颗粒状态需要不同的先速度),调节气流牵引功率;回流增 压功率调节;出料速度调节等效果。6、优点:本机通过高性能的液态气体气化装置,在气化过程中冷媒剂与物料产生热交换,对剩余冷气采用回流方式进行收集, 各部采用管道阀门调节回流冷气对粉碎机腔的空气补偿,物料的预冷、封闭输送、封闭式分级、出料回流、冷媒使用率、动力源机构、粉碎运送过程的保温已经达到 了最佳效果。在能耗方面达到了水平!7、运用领域:a、化工、涂层领域:金属壁涂层领域:铁氟龙、PA、PC、PU、PP、PE涂层用粉末;塑胶 涂料:粘化物涂层、高结合涂料;静音涂层:弹性体、纳米吸音涂层;防腐涂层;吸波涂层等使用的原材料超细粉碎。在原色粉碎工艺(天然色母粒粉碎)上达到国 际先进水平。b、食品、保健品领域:植物果实、动植物提取物、中成药、天然、合成元素的粉碎能保证其原有元素在粉碎干燥过程中不流失。c、回收利用领域: 低熔点塑料、高自润滑性物料、废旧橡胶、生胶原胶的低温粉碎方式。本系列机械属于微粉技术,运用于高分子材料类如:聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚 四氟乙烯、ABS、弹性体、原橡胶、橡胶、酚基、聚酯类等粉碎到100~600目。对高含水量类如:动植物提取物、中成药、合成纤维、海藻提取物等;强纤 维性物料、动物胎盘素、蜂巢、体液的特殊物料粉碎。在聚酯类粉末涂料运用广泛,羊胎素口服胶囊运用是一大突破。8、粉碎消耗:在聚酯类粉末的粉碎对液氮消 耗达到了理想效果。(以50型为例)粉碎时液氮消耗300~10000L/吨(根据粉碎的物料性能不同),电能消耗在50~400千瓦时/吨,机械易损件 10~30元人民币/吨。由于物料性能的差异、粉碎要求的差异,在粉碎过程中对能源的消耗有所不同。9、机械自动化:机械使用微电脑控制主机供量和氮气供 量。可根据客户需要设定微电脑控制系统自动化等级,用户只需要设定出料细度值的一个参数点,智能化控制系统根据这一参数点为基础,通过主机电流、机腔压 力、管道流量、物料温度自动调节各点电源频率、冷媒阀门大小、空气补偿阀门、出料速度、升温系统等,达到智能化控制。10、展望: YM系列深冷式粉碎系统克服了特殊物料在常温下无法粉碎的难题,通过冷却回流、出料空气补偿、系统内分级等降低了传统冷冻粉碎机消耗大的缺点,是国内外先 进的粉碎机种,填补了国内外此类技术的空白,是物料的粉碎过程必不可少的工具。超微粉碎机,低温粉碎机,