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针对植物保护剂,哪些混合系统能够在一台设备中支持混合、造粒和干燥?

对于植物保护剂而言,将混合、造粒和干燥紧密结合的途径有多种。若不涉及产品转移的真正一锅法工艺,主要可通过流化床造粒机实现。而在其他工艺路线中,混合、造粒和干燥虽然是在一条集成工艺线中完成,但仍在不同设备或依次相连的工艺阶段中分别进行。

这一点对水分散粒剂(也称WDG或WG)尤为重要。此类制剂通常由细磨的活性成分、润湿剂、分散剂、黏结剂以及必要时的填料组成。颗粒必须具有良好的流动性、低粉尘性、储存稳定性,并能在加入水后快速、完全地重新分散。对于水分散粒剂而言,流化床造粒、挤出、喷雾造粒、圆盘造粒、混合团聚及辊压压实等均是成熟的生产工艺路径。

流化床造粒机可在同一工艺空间内完成混合、喷雾造粒和干燥。粉状产品通过经温控的空气或惰性气体流实现流化。随后,黏结剂或活性成分溶液被喷洒在运动中的颗粒床上。所形成的团聚体在气流作用下同步干燥。该工艺尤其适用于流动性良好、易流化的粉体,以及具有良好再分散性的水分散粒剂。空气温度、风量、喷雾速率和黏结剂浓度等工艺参数决定了颗粒的粒径、残余水分、强度及分散行为。

高剪切混合机和高剪切造粒机适用于粉状活性成分和辅料的强力预混及湿法团聚。黏结剂溶液或水在混合过程中加入,从而形成湿颗粒。但实际的干燥过程往往并非在高剪切造粒机内完成,而是在后置的流化床干燥机、真空干燥机或其他合适的干燥工序中进行。因此,高剪切混合系统大多是集成造粒生产线的一部分,而并不自动构成完整的一锅法系统。

犁刀式混合机、强力混合机及卧式混合团聚机同样可用于预混和湿法造粒。当需要将不同堆积密度的物料均质化、均匀混入液体,或有针对性地生成团聚体时,它们尤为适用。配备真空装置和加热功能后,可实现后干燥,在适宜的配方条件下甚至可实现更强的接触式干燥。然而,对于水分散粒剂,通常会选择后置干燥工序,因为这样能更精确地控制残余水分和粒径分布。

当要求获得致密、机械强度高的颗粒时,挤出生产线是一种重要的替代方案。原料首先进行混合,并用水或黏结剂溶液润湿。随后,湿物料被挤出,所形成的条状物或颗粒被干燥,并在必要时进行分级。挤出工艺能够很好地控制颗粒的形状和强度,但通常需要独立的混合、挤出、干燥和筛分单元。

喷雾造粒和喷雾干燥尤其适用于可以悬浮液或浆料形式加工的制剂。活性成分、润湿剂、分散剂及其他配方成分首先被分散并均质化。随后,该悬浮液被喷雾并通过高温工艺空气干燥。该工艺可制得低粉尘、流动性良好的颗粒,但所生成颗粒的堆积密度可能低于挤出工艺。

选型时,所需的颗粒结构、粒径分布、堆积密度、耐磨强度、再分散性、残余水分及活性成分的热稳定性是决定性因素。同样重要的还有防尘、密闭防护、防爆、可清洁性、工艺废气处理,以及挥发性成分的回收与处理。

若要求在同一工作空间内实现尽可能紧凑的混合、加黏结剂、成粒和干燥工艺,流化床造粒机通常是首选方案。若需要特别致密或坚固的颗粒,则混合-挤出-干燥生产线往往更为适合。高剪切混合机和犁刀式混合机主要适用于强力预混和湿法团聚;其干燥功能则须根据产品和目标质量单独评估。

amixon®设备如何支持植物保护剂的制剂加工

VMT和AMT系列的amixon®真空混合干燥机及混合反应器,并非按照传统堆积式造粒机的原理设计。其重点在于卓越的混合效果、有针对性的加湿以实现粉尘黏结、快速的真空接触式干燥、极佳的残留排空效果,以及在较低转速下实现的耐用、温和的工艺控制。

VMT和AMT适用于粉体、悬浮液、湿产品、糊状物及面团状物料。在一个密闭、耐压耐真空的设备内,活性成分和制剂组分可实现均质化、以少量液体润湿、在真空条件下干燥,并按需进行解聚。因此,这些设备特别适合用于低粉尘、安全且可重复的制剂工艺。

加湿而非堆积式造粒

通过喷枪或适当的喷嘴进行有针对性的加液,可以可靠地润湿并黏结细微粉尘成分。仅需少量合适的液体,即可在颗粒之间形成液桥,或使细粉附着在较大颗粒上。实现这一效果的前提是液体能够在整批混合物料中快速、均匀地分布。

然而,这一过程须与传统的堆积式造粒加以区分。VMT和AMT并非设计用于通过反复喷洒黏结剂溶液,构建出粒径分布明确、结构稳定的颗粒。对于此类任务,流化床造粒机、圆盘造粒机、挤出生产线,或经过专门设计的高剪切造粒工艺,是更为合适的选择。

同样,若目标是干燥已经成型、结构稳定的颗粒并使其颗粒结构完全保留,也并非VMT和AMT的主要应用场景。尤其是在解聚运行模式下,或使用切割转子时,团聚体可被有针对性地打散,由此可能生成细腻、干燥的粉体。对于这类设备而言,切割转子的作用在于加速混合干燥过程和实现解聚,而非生成结构明确的堆积式颗粒。

大型传热面

amixon®真空混合干燥机的突出优势在于快速、均匀的接触式干燥能力。混合腔体、混合轴、混合臂及混合工具均可实现温控。由此提供了一个大面积的传热面,可用于向产品输入热量或将其导出。

立式混合工具产生连续的三维产品运动。混合物料因此不断被引导经过温控表面。产品接触面得以持续更新,从而使热量和水分得以均匀传递。这有助于缩短干燥时间、保持适中的产品温度,即便产品特性从湿态中间产品变化到干燥最终产品,也能实现这一点。

在真空条件下,水和溶剂可在产品温度降低的情况下蒸发。抽出的蒸气可被冷凝;对于含溶剂的制剂,由此可实现溶剂回收。

混合、卸料、使用寿命

VMT和AMT专为实现高混合均匀度而设计。立式结构和低速运转的混合工具可实现强烈同时又对产品友好的翻转运动。不同的堆积密度、水分含量和组分占比均可实现均质化,且原则上无需依赖高圆周速度。

较低的转速可降低混合物料所承受的机械负荷,并限制工具及设备壁面的磨损。立式结构同时也有助于实现坚固、耐用的设备结构。

另一项优势在于对流动性良好产品的良好乃至近乎无残留的卸料效果。尤其是AMT的锥形底部有助于产品排出,减少设备内的残留量。这可降低产品损耗、简化产品切换,并支持批次之间的清洁工作。

正确的应用定位

对于植物保护剂而言,当需要对活性成分和辅料进行精确混合、有针对性地黏结粉尘成分、快速对湿产品进行真空干燥,并随后尽可能完全地排出物料时,amixon® VMT和AMT尤为适用。