RU2410152C1 - Procedure for granulating dispersed mediums on plate granulator - Google Patents
Procedure for granulating dispersed mediums on plate granulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2410152C1 RU2410152C1 RU2009119269/12A RU2009119269A RU2410152C1 RU 2410152 C1 RU2410152 C1 RU 2410152C1 RU 2009119269/12 A RU2009119269/12 A RU 2009119269/12A RU 2009119269 A RU2009119269 A RU 2009119269A RU 2410152 C1 RU2410152 C1 RU 2410152C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- granulation
- binder
- granules
- granulator
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к технике гранулирования зернистых, мелкодисперсных и пылевидных материалов и, в частности, может быть использовано для гранулирования минеральных удобрений, комбикормов и биологически активных препаратов.The invention relates to techniques for granulating granular, finely dispersed and dusty materials and, in particular, can be used for granulating mineral fertilizers, animal feed and biologically active preparations.
Известен способ гранулирования окатыванием, по которому порошкообразный продукт через загрузочный штуцер подают на наклонную вращающуюся тарель, где он увлажняется связующей жидкостью (например, водой) из форсунок и окатывается до гранул заданного размера. На гранулы, находящиеся на вращающейся тарели, действуют сила тяжести, центробежная сила и сила трения. При вращении наклоненной тарели благодаря действию центробежной силы и силы трения гранулы прижимаются к борту и днищу тарели и поднимаются на определенную высоту, а затем под действием силы тяжести скатываются по днищу вниз. Форма траектории движения гранул приближается к спирали.There is a known method of granulation by rolling, in which a powdery product is fed through a loading nozzle to an inclined rotating plate, where it is moistened with a binder liquid (for example, water) from nozzles and is rolled up to granules of a given size. The granules located on the rotating plate are affected by gravity, centrifugal force and friction force. When the inclined plate rotates, due to the action of centrifugal force and friction force, the granules are pressed to the board and the bottom of the plate and rise to a certain height, and then, under the action of gravity, slide down the bottom. The shape of the trajectory of the movement of the granules approaches a spiral.
Процесс гранулообразования в общем случае представляется следующим образом. Диспергируемая вода дополнительно дробится о слой материала. За счет сил поверхностного натяжения и капиллярного давления движущихся жидких пленок частицы материала стягиваются и образуют первичные агломераты. Под действием этих же сил в слое движущегося материала агломераты стремятся принять сферическую форму. Размер первичных агломератов определяется размером капли воды, попадающей в слой материала. Большинство таких агломератов расположено близко друг к другу, и они частично соединены водными пленками. При движении увлажненного агломерата избыточная влага выдавливается на его поверхность, а структура гранулы становится более плотной. Под действием центробежных сил, возникающих при вращении гранулятора, и сил поверхностного натяжения жидкостных пленок мелкие агломераты вырастают в более крупные и при определенных условиях становятся ядрами (источниками гранулообразования). В дальнейшем неувлажненные (сухие) частицы материала наслаиваются на смоченные частицы ретура. Если размеры диспергируемых капель велики, то образуются частицы внутреннего ретура диаметром 3-5 мм, но при этом механизм укрупнения гранул остается тот же. Дальнейшее уплотнение структуры гранул происходит в плотных динамических слоях за счет сил взаимодействия частиц между собой (П.В.Классен, И.Г.Гришаев, И.П.Шомин. Гранулирование. М.: Химия, 1991, 240 с.).The process of granulation in the General case is as follows. Dispersible water is additionally crushed on a layer of material. Due to the forces of surface tension and capillary pressure of moving liquid films, the particles of the material contract and form primary agglomerates. Under the influence of the same forces in the layer of moving material, the agglomerates tend to take a spherical shape. The size of the primary agglomerates is determined by the size of a drop of water falling into the layer of material. Most of these agglomerates are located close to each other, and they are partially connected by water films. During the movement of the moistened agglomerate, excess moisture is squeezed onto its surface, and the structure of the granule becomes denser. Under the action of centrifugal forces arising from the rotation of the granulator, and the surface tension forces of liquid films, small agglomerates grow into larger ones and, under certain conditions, become nuclei (sources of granulation). Subsequently, non-moistened (dry) particles of the material are layered on wetted particles of retur. If the size of the dispersible droplets is large, then particles of internal retur are formed with a diameter of 3-5 mm, but the granular enlargement mechanism remains the same. Further compaction of the structure of the granules occurs in dense dynamic layers due to the forces of interaction of the particles with each other (P.V. Klassen, I.G. Grishaev, I.P. Shomin. Granulation. M .: Chemistry, 1991, 240 pp.).
Недостатком данного способа является жесткое регламентирование процесса гранулирования по угловой скорости вращения тарели ω, углу ее наклона α, месту подачи связующего и ввода материала. Существует критическая угловая скорость или частота вращения тарели n, при которой возникают большие центробежные силы, прижимающие слой частиц к борту тарели и препятствующие скатыванию частиц вниз. В этом случае для работы гранулятора увеличивают угол наклона тарели к горизонту. Критическая частота вращения тарели определяется по зависимости:The disadvantage of this method is the strict regulation of the granulation process according to the angular velocity of rotation of the plate ω, the angle of inclination α, the place of supply of the binder and input material. There is a critical angular velocity or frequency of rotation of the plate n, at which there are large centrifugal forces that press the layer of particles to the side of the plate and prevent the particles from rolling down. In this case, for the operation of the granulator, the angle of inclination of the plate to the horizon is increased. The critical frequency of rotation of the plate is determined by the dependence:
где φ0 - угол естественного откоса материала, DT - диаметр тарели.where φ 0 is the angle of repose of the material, D T is the diameter of the plate.
Так как критическая скорость вращения зависит от многих факторов, то на практике для каждого материала эту скорость определяют экспериментально.Since the critical rotation speed depends on many factors, in practice for each material this speed is determined experimentally.
При скоростях меньше критической оптимальным считается режим, когда отрыв мелких фракций от борта вращающейся тарели происходит в верхней точке их подъема по поверхности гранулятора. В этом случае эффективно используется половина или чуть больше половины площади дна тарели. Существует предельное значение угла наклона тарели α=45-55°, которое также определяется свойствами материала и требуемым размером гранул.At speeds less than critical, the optimal mode is considered when the separation of small fractions from the side of the rotating plate occurs at the upper point of their rise along the surface of the granulator. In this case, half or slightly more than half the area of the bottom of the plate is effectively used. There is a limit value of the angle of inclination of the plate α = 45-55 °, which is also determined by the properties of the material and the required size of the granules.
Кроме того, недостатками этого способа являются ограниченность зоны естественного скатывания, низкий коэффициент использования объема тарели и широкий гранулометрический состав готового продукта.In addition, the disadvantages of this method are the limited natural rolling zone, low utilization of the volume of the plate and a wide particle size distribution of the finished product.
Известен способ производства гранулированных удобрений, включающий дозирование тонкодисперсных материалов, их смешивание, увлажнение и гранулирование окатыванием с добавками или без них в барабанном или тарельчатом грануляторе (RU 2084276, С1 6 В01J 2/14, 2/28, 1995). В качестве жидкой фазы при гранулировании используется водная вытяжка растворимых компонентов из этих же удобрений при температуре 80-90°C. Из частиц с микронной крупностью получают гранулы размером 1-4 мм. За счет ввода водной вытяжки растворимых компонентов этих же удобрений повышается содержание полезных веществ и прочность гранул благодаря кристаллизации введенных в них солей. Недостатками этого способа являются необходимость введения дополнительной энергоемкой операции получения водной вытяжки растворимых компонентов, высокая чувствительность процесса к дисперсности распыла связующего, широкий гранулометрический состав получаемых гранул и низкая производительность гранулятора. Кроме того, температура нагрева связующего 80-90°C не позволяет проводить гранулирование термолабильных продуктов (например, ферментных препаратов, премиксов и некоторых компонентов комбикормов).A known method for the production of granular fertilizers, including dosing of finely dispersed materials, mixing, moistening and granulation by rolling with or without additives in a drum or plate granulator (RU 2084276, C1 6 B01J 2/14, 2/28, 1995). As the liquid phase during granulation, an aqueous extract of soluble components from the same fertilizers is used at a temperature of 80-90 ° C. Granules 1-4 mm in size are obtained from micron particles. By introducing an aqueous extract of the soluble components of the same fertilizers, the content of nutrients and the strength of the granules increase due to the crystallization of the salts introduced into them. The disadvantages of this method are the necessity of introducing an additional energy-intensive operation to obtain an aqueous extract of soluble components, the high sensitivity of the process to the dispersion of the binder spray, the wide particle size distribution of the obtained granules and the low productivity of the granulator. In addition, the binder heating temperature of 80-90 ° C does not allow granulating thermolabile products (for example, enzyme preparations, premixes and some components of compound feeds).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ гранулирования мелкодисперсных материалов на тарельчатом грануляторе, включающий их дозирование, смешивание, последующее увлажнение со связующим и гранулирование окатыванием на вращающейся наклонной тарели с одновременным увлажнением посредством распыла связующего (RU 2082491, С1 6 В01J 2/14, 1994). По известному способу на тарель гранулятора подают увлажненный материал, причем перед его подачей в процессе перемешивания к смеси добавляют зародышевые частицы фракции 5-300 мкм в количестве 25-30% от объема материала. При этом оптимальный результат по производительности и по грансоставу (dэкв=10-20 мм) достигается при диаметре тарели 0,7 м, угле наклона α=55° и частоте вращения n=22 мин-1. Из описания заявки следует, что увлажнение мелкодисперсного материала при смешивании с ретуром ведут до влажности 10-25%, а гранулирование смеси проводят в течение 5 минут с дополнительным увлажнением на 2-5%.Closest to the proposed invention is a method of granulating finely dispersed materials on a plate granulator, including dosing, mixing, subsequent wetting with a binder and pelletizing by rolling on a rotating inclined plate with simultaneous wetting by spraying a binder (RU 2082491, C1 6 B01J 2/14, 1994) . According to the known method, moistened material is fed onto a granulator plate, and before it is fed, in the mixing process, germ particles of a fraction of 5-300 microns in an amount of 25-30% of the volume of the material are added to the mixture. In this case, the optimal result in terms of productivity and grain composition (d equiv = 10-20 mm) is achieved with a plate diameter of 0.7 m, an angle of inclination of α = 55 ° and a rotational speed of n = 22 min -1 . From the description of the application it follows that the moistening of finely dispersed material when mixed with retur is carried out to a moisture content of 10-25%, and the granulation of the mixture is carried out for 5 minutes with additional moisture of 2-5%.
Недостатками данного способа являются использование внешнего крупного ретура (например, мраморной крошки), ввод ограниченного количества связующего, что не позволяет гранулировать тонкодисперсные порошки с получением мелких гранул узкого гранулометрического состава. Этим способом невозможно гранулировать тонкодисперсные ферментные препараты и премиксы с малой насыпной плотностью.The disadvantages of this method are the use of external large retur (for example, marble chips), the introduction of a limited amount of binder, which does not allow to granulate fine powders to obtain fine granules with a narrow particle size distribution. In this way, it is impossible to granulate finely divided enzyme preparations and premixes with a low bulk density.
Технической задачей изобретения является увеличение производительности гранулятора, прочности гранул, получаемых как из тонкодисперсных материалов, так и зернистых сред, а также повышение однородности гранулометрического состава продукта. Такой технический результат достигается при использовании совокупности существенных признаков, характеризующих предлагаемый способ гранулирования многокомпонентных, полидисперсных материалов на тарельчатом грануляторе.An object of the invention is to increase the productivity of the granulator, the strength of the granules obtained from both finely dispersed materials and granular media, as well as increasing the uniformity of the particle size distribution of the product. This technical result is achieved using a combination of essential features characterizing the proposed method for granulating multicomponent, polydisperse materials on a plate granulator.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в способе гранулирования дисперсных материалов, включающем их дозирование, смешивание, последующее увлажнение со связующим и гранулирование окатыванием на вращающейся наклонной тарели с одновременным увлажнением посредством распыла связующего, дополнительно введены следующие операции с измененными режимными параметрами. Гранулирование осуществляют в две стадии, при этом стадию увлажнения со связующим проводят до влажности 40-70% от оптимальной влажности смеси и совмещают с одновременным предварительным гранулированием с получением центров гранулообразования и последующим вводом этих центров на площадь поверхности тарели, составляющую 50-80% ее общей поверхности. Дальнейшее гранулирование осуществляют со скоростью вращения тарели, превышающей критическую скорость. При этом отношение площади факела распыла связующего в зоне контакта с материалом составляет 0,4-0,7 рабочей поверхности днища тарели, а угол подъема материала на периферийной области относительно поверхности дна тарели составляет 3-10°.The essence of the invention lies in the fact that in the method of granulating dispersed materials, including dosing, mixing, subsequent wetting with a binder and pelletizing by rolling on a rotating inclined plate while moistening by spraying the binder, the following operations with modified operating parameters are additionally introduced. Granulation is carried out in two stages, while the stage of wetting with a binder is carried out to a moisture content of 40-70% of the optimum moisture content of the mixture and combined with simultaneous preliminary granulation to obtain granulation centers and then introducing these centers onto the surface of the plate, comprising 50-80% of its total surface. Further granulation is carried out with a plate rotation speed exceeding the critical speed. The ratio of the area of the spray of the binder in the contact zone with the material is 0.4-0.7 of the working surface of the bottom of the plate, and the angle of elevation of the material on the peripheral region relative to the surface of the bottom of the plate is 3-10 °.
Заявленный способ позволяет гранулировать как тонкодисперсные порошки (dэкв=5-30 мкм), так и зернистые смеси с размером частиц 3-5 мм. Гранулирование осуществляют на центрах гранулообразования, получаемых при увлажнении исходного материала в предгрануляторе. При заявленных режимных параметрах образуется 70-90% микрогранул от загружаемой смеси. При их подаче на тарель и веерном движении по ее поверхности осуществляется одновременный рост и уплотнение большего количества гранул. В результате использования значительной части рабочей поверхности дна тарели, большей удельной плотности и поверхности орошения связующим движущихся гранул и больших скоростей движения частиц материала через факел распыла процесс гранулирования протекает интенсивней. В результате увеличиваются коэффициент использования объема гранулятора, удельный выход кондиционной товарной фракции узкого гранулометрического состава. Оптимальное соотношение между количествами связующего, подаваемого при увлажнении в предгрануляторе и гранулировании на тарели, при высоких уплотняющих нагрузках также обеспечивает получение прочных гранул.The claimed method allows you to granulate as fine powders (d EQ = 5-30 microns), and granular mixtures with a particle size of 3-5 mm Granulation is carried out at the centers of granulation, obtained by wetting the source material in the pregranulator. At the declared operating parameters, 70-90% of microgranules from the loaded mixture are formed. When they are served on a plate and fan-shaped on its surface, the simultaneous growth and compaction of a larger number of granules is carried out. As a result of using a significant part of the working surface of the bottom of the plate, a higher specific gravity and surface of the irrigation binder of moving granules and high speeds of movement of material particles through the spray torch, the granulation process proceeds more intensively. As a result, the coefficient of utilization of the granulator volume and the specific yield of the conditioned commodity fraction of a narrow particle size distribution increase. The optimal ratio between the amounts of binder supplied during wetting in the pre-granulator and granulation on the plates, at high sealing loads also provides durable granules.
Таким образом, при совокупности заявленных существенных признаков обеспечивается заявленная цель.Thus, with the totality of the claimed essential features, the stated purpose is ensured.
Ниже приводится пример осуществления заявленного способа гранулирования тонкодисперсных материалов. В качестве исходного материала использовали порошкообразный ферментный препарат ГлюкоЛюкс F со средним размером частиц dэкв=5 мкм. Гранулирование осуществляли следующим образом. В качестве связующего использовали воду и раствор поливинилпирролидона. Исходную смесь увлажняли и одновременно гранулировали в смесителе рамочного типа при влажности Wпр=12-40%. Эта влажность составляла 40-70% от оптимальной влажности смеси перед ее сушкой. Затем смесь, состоящую в основном из микрогранул (центров гранулообразования), перегружали на тарельчатый гранулятор, а затем осуществляли процесс гранулирования, вводя дополнительно связующее в количестве 7-20%. После получения гранул заданного размера 1-3 мм смесь выгружали, затем сушили и определяли гранулометрический состав методом рассева на ситах, а также прочность гранул. В таблице приведены результаты лабораторных исследований процесса гранулирования на тарельчатом грануляторе с DT=350 мм в зависимости от режимных параметров процесса.The following is an example of the implementation of the claimed method of granulation of fine materials. As a starting material, a powdered enzyme preparation GlucoLux F with an average particle size of d eq = 5 μm was used. Granulation was carried out as follows. Water and a solution of polyvinylpyrrolidone were used as a binder. The initial mixture was moistened and at the same time granulated in a frame type mixer with a moisture content of W pr = 12-40%. This humidity was 40-70% of the optimal humidity of the mixture before drying. Then the mixture, consisting mainly of microgranules (centers of granulation), was loaded onto a plate granulator, and then the granulation process was carried out, introducing an additional binder in the amount of 7-20%. After obtaining granules of a given size of 1-3 mm, the mixture was unloaded, then dried and the particle size distribution was determined by sieving on sieves, as well as the strength of the granules. The table shows the results of laboratory studies of the granulation process on a disk granulator with D T = 350 mm, depending on the operational parameters of the process.
Из приведенных в таблице данных видно, что при заявленных соотношениях показателей процесса минимальные выход товарной фракции и прочность гранул достигаются в опытах №1 и №4.From the data given in the table, it can be seen that with the stated ratios of the process indicators, the minimum yield of the product fraction and the strength of the granules are achieved in experiments No. 1 and No. 4.
Максимальные данные по выходу товарной фракции (91 и 93%), по производительности (9,3 и 9,6 кг/ч), прочности гранул (0,18 и 0,25 МПа) и однородности (коэффициент вариации 0,42 и 0,36) достигаются в опытах №2 и №3 соответственно. При этом максимально используется рабочая поверхность и объем тарели (60 и 80%). Также были проведены опыты при режимных параметрах прототипа (№5), показавшие худшие результаты по сравнению с заявленным способом.The maximum data on the yield of the commercial fraction (91 and 93%), productivity (9.3 and 9.6 kg / h), pellet strength (0.18 and 0.25 MPa) and uniformity (coefficient of variation 0.42 and 0 , 36) are achieved in experiments No. 2 and No. 3, respectively. At the same time, the working surface and the volume of the plate (60 and 80%) are used to the maximum. Also, experiments were conducted with the operational parameters of the prototype (No. 5), which showed worse results compared to the claimed method.
Предлагаемый способ гранулирования мелкодисперсных и зернистых материалов может применяться как при гранулировании ферментных препаратов, комбикормов, премиксов, так и при утилизации отходов пивных производств (высушенная пивная дробина).The proposed method for granulating finely divided and granular materials can be used both for granulating enzyme preparations, animal feed, premixes, and for recycling beer production waste (dried beer pellet).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009119269/12A RU2410152C1 (en) | 2009-05-22 | 2009-05-22 | Procedure for granulating dispersed mediums on plate granulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009119269/12A RU2410152C1 (en) | 2009-05-22 | 2009-05-22 | Procedure for granulating dispersed mediums on plate granulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009119269A RU2009119269A (en) | 2010-11-27 |
| RU2410152C1 true RU2410152C1 (en) | 2011-01-27 |
Family
ID=44057292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009119269/12A RU2410152C1 (en) | 2009-05-22 | 2009-05-22 | Procedure for granulating dispersed mediums on plate granulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2410152C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2515293C1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-05-10 | Министерство Образования И Науки Российской Федерации Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Химических Реактивов И Особо Чистых Химических Веществ" | Method of granulating particulates |
| RU2714473C1 (en) * | 2019-07-05 | 2020-02-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Method of granulating fine-dispersed materials |
-
2009
- 2009-05-22 RU RU2009119269/12A patent/RU2410152C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2515293C1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-05-10 | Министерство Образования И Науки Российской Федерации Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Химических Реактивов И Особо Чистых Химических Веществ" | Method of granulating particulates |
| RU2714473C1 (en) * | 2019-07-05 | 2020-02-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Method of granulating fine-dispersed materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009119269A (en) | 2010-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4459326B2 (en) | Mixed fertilizer granulation method | |
| US9550703B2 (en) | Granulation method and system | |
| US4070765A (en) | Process and apparatus for converting a solution or suspension into a dried particulate, granulate product | |
| JP2009503156A5 (en) | ||
| DE2453978A1 (en) | PROCEDURES FOR CONTINUOUS GRIND FLUIDIZATION DRYING OF CHEMICAL PRODUCTS | |
| CN106135644A (en) | The feedstuff production method of composite particles carrier | |
| RU2410152C1 (en) | Procedure for granulating dispersed mediums on plate granulator | |
| RU2515293C1 (en) | Method of granulating particulates | |
| JPH0727476A (en) | Treatment apparatus of moistened granular material | |
| CN109173926B (en) | Improved method for producing granular compound fertilizer by drum granulation | |
| RU2660262C1 (en) | Granulated fertilizer from sulfur of sunflower sludge and method of its production | |
| JPS6323731A (en) | Continuous production of globular particles | |
| RU2662186C1 (en) | Granulated fertilizer from wood ash and method of its production | |
| CN108048447A (en) | A kind of preparation method of enzyme preparation | |
| RU2637966C2 (en) | Method of producing optimized granulate | |
| US3317307A (en) | Method of granulating fertilizer | |
| US3516813A (en) | Method for production of pelleted fertilizer with controlled feed particle size | |
| TW201718407A (en) | Granulation of ammonium sulfate | |
| CN102137711A (en) | Wet granulation system comprising at least one ultrasonic nozzle | |
| RU2750250C1 (en) | Method for granulating herbicidal formulation based on sulfometuronmethyl and its potassium salt | |
| WO2018007948A1 (en) | Method for manufacturing of granular fillers using a granular nuclei, producing device and granulate obtained by this method | |
| SU667226A1 (en) | Method of obtaining granulated product from solutions, suspensions and melts | |
| Bork | Spray drying plants for manufacture of dustless powders—A technical note | |
| US264035A (en) | Process of and apparatus for the manufacture of saccharine compounds | |
| WO2023037224A1 (en) | Integrated granulation system for the treatment of powdered industrial waste |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130523 |