赖氨酸硫酸盐类产品应用连续喷雾流化床造粒技术的生产线配置

陈林书，王新月

(仪征日发干燥设备有限公司，江苏仪征，211408)

目前，65%赖氨酸硫酸盐等已作为饲料添加剂被广泛应用于动物的养殖，它对于促进动物的生长，改善动物的肉质，节省饲料，具有显著的作用。氨基酸发酵过程中会产生大量发酵液，在进行有效物质提纯时，采用常规的干燥［2］方法难以解决，流化床造粒［3］技术在流化床内可完成液体物料的喷雾、造粒、干燥、冷却，直接得到球形产品，且颗粒密实、球形度好，具有出色的流动性、不易吸湿和破碎，可满足饲料添加剂的要求［1］。因此，喷雾流化床造粒技术特别适合L-赖氨酸、苏氨酸、色氨酸等行业中的发酵液、尾液调配料的喷雾干燥造粒。

连续式流化床，从20世纪90年代出现起，已在氨基酸类添加剂的生产中得到广泛应用。随着流化床技术的不断发展，单条生产线的年产量逐渐提高，生产企业的投资规模也不断扩大。目前，一般的赖氨酸硫酸盐类饲料添加剂企业投资规模已在年产量10～20万t，配置单条生产线已不能满足该产量的要求。

连续式流化床喷雾造粒设备［3］，体积小，单机产能高，自动化程度高，节能减排效果显著，适合大型企业。但是，其高能耗、连续生产时间短、不稳定、易起火爆炸等缺点，是企业配置生产线、土建时必须关注的问题。

1 赖氨酸应用喷雾流化床造粒生产线产能配置及适用情况分析

1.1 配置1台造粒床

采用1台造粒床生产赖氨酸硫酸盐，这种喷雾造粒流化床一般为批次生产，不连续，并且不安装内加热器。其成品色泽不好，能耗极大，温度损失和粉尘损失均比较明显。

例如笔者［4］参与的2004年安徽丰源集团的4万t65赖氨酸硫酸盐工程;2005年山东德固塞凯塞生物技术有限公司的4万t65赖氨酸硫酸盐工程，都是应用这种生产配置的实例。

这种配置的优点是，每套生产线集成造粒、干燥、冷却;生产线最简单，在产量比较低时投资最省。

缺点是，因为造粒过程成品率只40%～70%，非成品部分需反复经过干燥、冷却，产量越大，能耗越大。蒸发1 t水年综合能耗为:450度电、5 t蒸汽、20标方0.4 MPa压缩空气。

此配置的适用情况为:年产量低于5 000 t，总投资为150万元人民币左右，从方便性、投资性上可以考虑采用本方案。

1.2 配置1台造粒床与1台流化床

配置1台造粒床与1台流化床的组合形式应用得比较普遍。当投资规模比较大时，该配置会受到单条生产线产能的限制。国内赖氨酸硫酸盐类饲料添加剂企业配置单条生产线的情况［5］见表1。

配置1台造粒床与1台流化床的优点:每套生产线完全独立，可以采用模块化设计;有多套生产线时，只要有一条线开机，另一条线开停机的加料、出料非常方便，总产量的调配也方便;每条单一生产线的检修可以错开。因此，只要单台造粒床产能可以达到要求，就可以只采用1台造粒床与1台流化床的形式。

但是，如果只有一条生产线，对于产量调节不太方便，而且，当产量不足时能耗偏大。因为一条线开动时，总电耗并不变;同时，超产比较大时有难度;当采用两套以上生产线时，没有明显缺点，但投资会适当加大。

该配置蒸发1 t水年综合能耗为:150度电、1.5 t蒸汽、10 m30.4 MPa压缩空气。

配置1台造粒床与1台流化床，当生产稳定，只要单台造粒床产能可以达到要求，完全可以采用一条生产线。单台造粒床产能达不到，配置多条生产线时应采用最新优化方案:除主机外其他设备可以采取部分合并，例如可以将多条线的DCS控制系统、包装机、部分平台、公用工程、成品输送机进行合并，以降低投资成本，优化后投资约可降低10%～15%左右。

表1 国内赖氨酸硫酸盐类饲料添加剂企业配置单条生产线的情况统计

1.3 配置2台造粒床与1台流化床

配置2台造粒床与1台流化床的组合形式为一阶段时间的过渡形式，在投资规模比较大时，受组合生产线产能限制，组合生产线本身也表现出一系列缺点。

2008年宁夏伊品生物工程有限公司的6万t喷雾造粒干燥工程;2005年希杰(聊城)生物科技有限公司的5万t喷雾造粒干燥工程;2009年安徽丰原生物化学股份有限公司的4万t喷雾造粒干燥工程［3］。

配置2台造粒床与1台流化床的组合，投资会降低一部分:可以节省冷却床出口的提升机、筛分机、对辊粉碎机、布袋除尘器、气流输送、控制系统及冷却床的自控元件。配置2台造粒床与1台流化床的组合比配置2台造粒床与2台流化床的组合(即2条单一独立生产线)的方案约节省投资15%～20%左右，例如10万t的生产线，前者总投资为2 500万元左右，后者为3 000万元左右。

当产量不足，只开1台造粒床时，冷却床还是满负荷，此时能耗增加15%;当冷却床、冷却床出口提升机、布袋、风送系统、粉碎机等发生故障，所有多台造粒床即全部生产线将无法生产;冷却床的细颗粒和细粉需要分配到多台造粒床，分配均匀性有问题。

配置2台造粒床与1台流化床的组合，蒸发1t水年综合能耗为:170度电、1.7蒸汽、12 m30.4 MPa压缩空气。

配置2台造粒床与1台流化床的组合与配置1台造粒床与1台流化床的组合相比，笔者认为得不偿失。综合能耗后者比前者低10%左右，10万t生产线一年节省能耗600万元。原因是，即流化床可以合并，造粒床也可以合并(即变成一加一配置)，如造粒床不能合并，最好流化床也不要合并。

2 喷雾流化床造粒生产线土建与钢构的配置对比

喷雾流化床造粒生产线土建与钢构的对比见表2。

表2 喷雾流化床造粒生产线土建与钢构的配置对比(以年产5万t线为例)

从表2可以看出，从土建与钢架结构综合考虑，当生产线比较稳定时，选用土建结构比较合理;当生产线或其中部分对于拆装要求很严，或条件不成熟，以后需进一步改造，为了方便选用钢架结构比较合理。

3 结论

应用连续喷雾流化床造粒技术生产赖氨酸硫酸盐的生产线，采用1台造粒床与1台流化床的配置形式优于多台造粒床与1台流化床配置;在选择生产线数量时，以能满足生产规模所用采用的生产线的最少数量为最佳方案。

采用多套生产线时，为了节省投资，可以将非主要部件合并，主要耗能及主要部件不能合并;每条生产线的主要部件，包括造粒床、冷却床、布袋除尘器、提升机、筛分机、粉碎机;每条生产线必须的控制和调节装置，最好独立，即模块化设计，从而体现多条线独立控制的优势。

在各种发酵液应用流化床造粒包衣设备迅速发展的今天，对于低温连续式流化床造粒的设备，设计制造出更高产能的单套生产线，以便降低投资、节能、提高稳定安全性、提高产品品质是发展的主要目标。

对于土建与钢架形式的配置，针对具体要求采用混合结构是一种趋势。

［1］王远海，李冬冬，牛虎等.大型流化床喷雾造粒干燥装置在赖氨酸生产中的应用［J］.中国饲料添加剂，2012(12):33－36.

［2］刘广文编.喷雾干燥实用技术大全［M］.北京:中国轻工业出版，1988.

［3］陈林书.制粒(丸)技术原理、设备的研究总结［C］.第十一届全国干燥会议，2007.

［4］陈林书.制粒、包衣的微观粒子作用机理、及操作要点［C］.北京:第十一届全国干燥会议.

［5］陈林书.流化制粒包衣设备的原理、组成及操作技术［C］.北京:第十一届全国干燥会议，2007.