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一步制粒机在饲料预混剂生产中工艺参数的优化

时间:2021-01-11人气: 作者:

  一步制粒机是一种集混合、制粒、干燥于一体的复合设备,因其具备干燥速度快、省工、省时、减轻劳动强度、占地面积小、产量大的特点而被广泛应用于制药、化工、食品等生产领域。
  一步制粒机是利用高速的热气流使物料悬浮成流化态,用粘合剂溶液喷雾、干燥,形成液桥,使流态化的粉末结成多孔颗粒。此设备的特点是:①集混合、制粒、干燥三个过程于洁净的密闭室内作业,具有快速制粒、快速干燥的功能;②设备工作时处于密闭负压运行状态,整个设备内、外表面光洁,无死角,易于清洗。
  5%氟苯尼考预混剂是由氟苯尼考与辅料淀粉混合制成的饲料预混剂,由于淀粉的流散性差,与氟苯尼考混合后制成的预混剂添加到饲料中不易混合均匀。因此,需要利用一步制粒机对5%氟苯尼考预混剂进行制粒与干燥以便于使用。为了更好的提高这一产品质量,保证产品无论从颗粒粒径、流动性及含水量都将能保持相对的稳定性,我们对其生产工艺进行正交试验设计并进行试验,从而选出最佳的生产工艺参数。
1 设备与材料
  FL-120C型一步制粒机、HG63卤素水分测定仪、标准检验筛、氟苯尼考、淀粉。
2 正交试验的设计
  我们通过分析发现,影响FL-120C型一步制粒机制粒、干燥质量的因素有以下几个方面。①雾化压力:喷压压力太小时,会导致喷雾压力过小,结果使粘合剂从喷嘴喷出时不能雾化,而只能流入原料容器室内;喷压压力太大时,粘合剂被喷在原料容器的壁上,以致于无法制粒。②输液量:变频器的频率直接反映输液量的大小,频率越高,输液量就越大,反之越小。输液量过大,会导致粘合剂流速过大,颗粒来不及干燥,从而形成块状颗粒;而输液量过小,会使得喷雾时间过长,产品制粒效果差,产品质量达不到要求。③物料沸腾温度:不同物料对热具有的敏感性不同,因此,应根据物料的特性选择物料沸腾温度,温度过高,会使得物料物性发生改变,而温度过低,会导致物料不容易干燥,干燥时间延长。④风量:通过调节风门控制进风量,以确保流态化及保证颗粒的干燥程度。风量太大,会使得物料被抽入捕尘器中;而风量太小,又会导致物料不能处于最佳流化状态。
  因此,我们针对以上情况设计了一个正交试验,选用五因素四水平正交试验表L16(45)进行试验,考察因素及水平如下表1所示。

3 正交试验的实施及测试结果
  我们针对选取的因素与水平安排正交试验,试验顺序如下表2所示,设定5%氟苯尼考预混剂产品合格标准为:颗粒粒径在20~30目之间,含水量≤5%。试验结果见表2。

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4 试验结果分析及结论
  从正交试验结果可以直观的看出,第9号试验即A3B1C3D4组合,其产品合格率达到最高为82.1%,而通过正交试验数据分析及计算结果,得出A3B2C3D3组合应是5%氟苯尼考预混剂最优工艺参数组合,最后,对这一组合又进行一次试验,结果产品合格率达到86.5%。因此,可以得出结论:雾化压力0.2MPa、输液量0.75kg/min、沸腾温度50℃、风量3 800m3/h为5%氟苯尼考预混剂最优工艺参数组合。
  方差分析法可以从定量方面判断每个因素对试验指标的影响是否显著,所以,我们采用方差分析法分析这4个因素对产品合格率的影响,计算结果显示其中因素A、C、D,均为F0.01>P>F0.05,表明因素A、C、D对产品合格率的影响较显著,其中因素B,F0.05>P>F0.10,表明因素B对产品合格率的影响较不显著,方差分析如表3所示。

  客户跟踪调查显示,采用A3B2C3D3这一工艺参数组合进行5%氟苯尼考预混剂生产,产品质量稳定,到目前为止,还没有接到相关质量问题投诉。除了以上试验中的4个因素之外,从理论上讲,影响一步制粒机制备5%氟苯尼考预混剂质量的因素还较多,如粘合剂的浓度、环境空气的温度与湿度、物料的装量等,这些因素对产品质量的影响还有待进一步在实际工作中去深入探讨与研究。

参考文献(略)

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