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种衣剂预混系统

2022/1/12

  化学领域的技术进步,使得药剂商开发出品种不断增加、功能不断强大的药剂;从而也催生出种类日益繁多、配方日益复杂的的种衣剂组合。将这些新型的药剂、药剂组合最终施用到种子上,需要灵活、稳定、安全的包衣药剂预混系统。这要求设备制造商为这一发展提供完整的解决方案。
  我们在种子和生物技术资格领域耳熟能详的客户均发展自化工领域,这样强大技术背景,给予我们很多的支持和专业要求。在与种子行业翘楚一如既往的合作中,丹麦兴百利在包衣技术的设备解决方案积累了丰富经验,为这个领域的现实需求和未来发展不断完善了设备制造方面的解决方案。
  我们谨借此机会,和本地客户分享我们在这个领域的一些心得。
  三种药剂的预混系统
  药剂全自动预混系统,基于操作人员安全、系统稳定、工作药液均衡和连续好化生产的需求。

  三种药剂的预混是这个系统比较基础的构成:


  这个示意图反映了上三药剂预混的基本构成元素和药液的流动方向。
  这里所标示的商品药剂可以是药剂供应商提供的大型包装(如,250升/桶),也可以说客户自备的原液药剂容器。
  这里的线条和箭头表示液路流动方向,但并非是液路图。液路图更为详尽的表示出各路药液的回路。一套药剂预混系统包括,原液暂储、原液回路、转运泵系统、预混药剂系统(包括预混回路)、工作药剂系统、计量泵输入系统、废液回收系统、液路清洗系统,当然,还包括预混自动控制系统和“红尘”除尘废气排放系统。
  六药剂全自动预混系统

  6种药剂的预混系统是这个领域比较常见的方案。在基本元素的构成上,仅仅是比3种药剂预混系统多出了3种组分。但是其液路系统等各个子系统的增加项非常多。


  七药剂全自动预混系统


  这个方案的存在,是因为某些药剂商或者种子公司要求某种药剂不能参加预混,而只能在注入包衣机之前与工作液混合。这需要种子公司的技术团队和药剂提供商、设备供应商进行充分的沟通,将那些不能参与预混的药剂形成独立的液路。

  八种药剂全自动预混系统


  8种药剂预混系统和上述7种药剂预混系统区别在于,某些药剂提供商或种子公司要求在种子膜包衣时也采用固体(粉剂) 参与包衣。则需要将这个成分的硬件和软件安排进方案。丹麦兴百利提供完整的固体种衣剂计量和输入系统,这些装置均为无级调速,并且有四种不同输入量固体计量线。设备至多可以安装8个工位的固体药剂线,但对于一般膜包衣而言,一条药剂线就足够了。操作人员可以在包衣机控制柜上设置固体药剂线输入量、输入速度和输入时间。

  六种药剂、双包衣机全自动预混系统


  这个方案出现,体现了世界范围内种子公司的迅猛壮大和激烈竞争。双包衣系统方案针对于单一、大批量的种子的连续包衣作业。已建成的同类系统较大设计产量、在标准批周期下,已达玉米种子100吨/小时,或者,2400吨/日。
  同样规模的、采用两台包衣机的客户也有采用独立的两套包衣预混系统,从结构上来说,两套独立系统的构建相对简单一些。采用两套包衣系统共享的药剂预混在液路设计上相对复杂,但对于单一品种、大批量连续作业,在配方执行、控制和操作上相对简单。两种方案的取舍,取决于种子公司的经营战略和包衣计划。
  在这个双包衣机方案中,共享一套完整的6液体药剂预混系统,并预留了另外两个未来增加的药剂工位。预混部分和工作药液均采用三缸配置。商品药液向三只预混缸供液、三只预混缸分别向三只工作液药剂缸供液,其中两只工作药剂缸向两台包衣机供应工作药液,另外一只工作药液缸提供两台包衣机的双向支援。支援体系由支援药剂缸和两台计量泵构成。当然,还有一路就是水。水液路,做为第7种组分,参与预混和直达药剂工作缸,以及全液路的清洗。
  这套系统的运行有赖于一个完整的自控系统,软件部分将包括配方输入和不同工作状态的菜单管理,控制液路上数十台不同的转运泵和阀门。
  全系统的构建宗旨是安全、稳定。

  以下为液路示意图:


  示意图完整显示了液路、泵和自动阀的安排。从中可以体会到设计技术工作的繁复和前期交流的重要。药剂预混的自控系统和包衣系统的自控系统以局域网互联,系统可以和种子加工全厂的自控系统和管理信息系统互联,也可以通过互联网获取远在欧洲的制造商远程技术支持。互联网接入均设置了通行密码、并安装了物理开关,以使信息安全。

  上面两张示意图显示了各个节点的药剂回路的安排,下面就这一细节做一些说明:
  商品药液的液路安排

  药液在一定时间的静止状态是会产生均质问题,为了让各级药液、混合药液的均质,需要采用回路的形式保持药液的流动,这种状态也使得管路系统处于充满状态。回路系统的安排有多种选择,一下就常见的方案为例:


  预混缸的循环液路


  工作缸的循环液路


  安装举例

  药剂液回路的构建


  系统的稳定基于这些细节。



  商品药剂的回路及输送端

  药剂预混缸的药液回路


  预混药剂缸的药剂输入端。药剂是先进入一个“漏斗”,然后进入带有重量传感器的预混缸。

  液路的安装


  液路的材料和安装有着严格的标准。管道泄漏,对于一套药剂系统和整个包衣厂都是灾难性的。我们支持更高的企业标准。

  上图显示了在采用不锈钢管道时的穿墙绝缘处理。


  除不锈钢管路外,系统液路管道也采用多层复合材料、化工专用防腐耐磨管道。如上图,内层为交联聚乙烯(KLPE),加强层为两层合成纤维加强材料,两层之间铺抗静电铜线,外层为EPDM橡胶,加入高抗老化、氧化成份。管壁厚达11mm。
  包衣机工作药剂系统

  包衣药剂预混系统是为包衣机功药液系统服务的。商品药剂通过预混形成混合药剂。输入至工作缸,准备进行包衣,工作缸内的药液我们称之为“工作药液”这两个系统在论述时分成两个系统。在实际操作中密不可分。


  上图为包衣机药剂系统

  对于药剂泵而言,丹麦兴百利提供5种不同类型的药剂计量系统。实际上,采用药剂预混系统的方案,在包衣药剂系统均采用计量泵。


  这套加装了ABB的计量装置的设备,不仅达到较高的计量精度,据具有较高的系统稳定性。

  在有些场合,有些客户愿意采用LIW装置,以进一步提高精度。需要说明的是,LIW是以质量计量为基础的,缺乏这一基础的LIW,很难说能提高精度。这里还有一个前提就是LIW制造水平应该非常之高。


  挤压阀的采用,在丹麦兴百利构建的系统中已成为标准配置。为防止药液在停止注入后在管道内快速回缩,或者持续滴漏,挤压阀在注入前端锁住注入端口。让药液不回缩、不滴漏。
  控制系统
  药剂预混系统是一种客户定制产品,其控制系统也是如此。丹麦兴百利需要通过反复的沟通,构建可以实现项目意图的控制软件。

  药剂预混系统控制系统与包衣机系统通过局域网相连,并可以与全厂控制系统互联。控制系统操作界面十分友好,操作人员在触摸屏上输入配方参数,确认后即可运行。


  有物理开关可以隔绝与互联网的连接。



  友好的操作界面
  社会责任和可持续发展
  在上面的示意图中,可以看到很多药剂液路的断头,这些有溢流阀关闭的断头将连接全厂的废液、清洗液。丹麦兴百利在设计一套完整的药剂预混和包衣机系统时也将包括废液的收集。收集的废液包括昂贵的种衣剂,我们希望这些种衣剂能被再次利用。我们还为每一个药剂缸和泵提供安全盘,一倍万一的泄漏提供收集手段。
  包衣车间的除尘气体排放需要符合本地环保要求。丹麦兴百利提供包括集成过滤器在内的“红尘”集尘解决方案,使得整套系统的废气排放符合本地环保标准的要求。
  随着中国种子行业的爆发性增长,各个公司生产设备也得到不断升级。我们欣喜地看到本地一些合资企业已经开始采用丹麦兴百利的包衣药剂预混系统和包衣机系统。随着行业的不断发展,我们有理由相信会有更多机会和本地客户分享我们在这个领域的经验。