國內(nèi)氣流粉碎機(jī)設(shè)備

20世紀(jì)80年代以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多的行業(yè)需要對物料進(jìn)行干式超微粉碎，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大應(yīng)用范圍和出口創(chuàng)匯，而氣流粉碎法是對粉體實(shí)現(xiàn)超微細(xì)粉碎zui有效的設(shè)備之一。
    我們通過對氣流粉碎工藝的研究，以及對輕鈣、重鈣、硅灰石、高嶺土、膨潤土、鈦白粉、滑面粉、田青粉、白炭黑、塑料及人參等物料的粉碎，認(rèn)為氣流粉碎法強(qiáng)度大、顆粒規(guī)整、表面光滑、成品粒度分布窄、污染少、純度高，可粉碎低熔點(diǎn)和熱敏性物料，是材料領(lǐng)域值得推廣的技術(shù)。材料經(jīng)過加工，在保持原物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的同時(shí)，在磁性、光吸收、熱阻、化學(xué)活性和熔點(diǎn)等方面表現(xiàn)出奇異性能，加工增值幅度很大。超微粉碎技術(shù)是近十年來新興的一門技術(shù)，它在傳統(tǒng)粉碎技術(shù)的基礎(chǔ)上，將粉碎的概念大大向前延伸了。在各種超微粉碎機(jī)械設(shè)備中，目前以氣流粉碎機(jī)在制藥工業(yè)上的應(yīng)用較為廣泛，而在氣流粉碎機(jī)中又以氣流化床式氣流超微粉碎機(jī)應(yīng)用zui廣。
    氣流粉碎已廣泛應(yīng)用于化工、農(nóng)藥、礦產(chǎn)、醫(yī)藥、陶瓷、電子、國防、日化、輕工、紡織、冶金、食品等行業(yè)，對農(nóng)藥可濕性粉劑、藥品、化學(xué)試劑，各種填料、顏料、染料、粉末涂料、火箭推進(jìn)劑、礦產(chǎn)品、固體潤滑材料、化妝品、食品、有色金屬等進(jìn)行了有效的超微粉碎，使這些物料及關(guān)聯(lián)產(chǎn)品的質(zhì)量（如粒度、懸浮率、溶解度、遮蓋力、著色力、藥效、吸油率、潤滑性、絕緣性、粗糙度等）有明顯的提高，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。特別是在中藥方面的應(yīng)用意義更為重大，經(jīng)多項(xiàng)研究證實(shí)，在藥品生產(chǎn)過程中固形物料經(jīng)過超微粉碎，使其處于微米甚至納米尺寸時(shí)，該物質(zhì)的物理、化學(xué)特性都將發(fā)生極大的變化，從而顯著提高藥品的溶出度，并能減輕藥物的毒副作用。無論內(nèi)服或外用，都能明顯提高療效。特別在中藥領(lǐng)域，中藥材經(jīng)超微粉碎細(xì)化后，可直接用于口服，從而免除了飲片、煎煮等繁瑣的工藝，大大方便了病人用藥；不僅如此，經(jīng)研究表明，超微細(xì)化后的中藥用量，只相當(dāng)于原方劑用量的十分之一，從而大大節(jié)省了寶貴的中藥材資源，也有效保護(hù)了中藥材種植環(huán)境。另外，通過超微粉碎技術(shù)，使難溶或微溶于水的有效成品，經(jīng)細(xì)胞破壁，可明顯提高藥品的生物利用度。這為中醫(yī)藥走向世界開創(chuàng)了全新的途徑。
1.氣流粉碎機(jī)粉碎原理及機(jī)型
    氣流粉碎是一種利用高速氣流（300-500m/s）或過熱蒸汽（300-400C）的能量使顆?；ハ喈a(chǎn)生沖擊、碰撞或摩擦，從而導(dǎo)致顆粒粉碎的設(shè)備。高速氣流是通過安裝在粉碎機(jī)周邊的噴嘴，將高壓空氣或高壓熱氣流噴出后迅速膨脹來產(chǎn)生的，由于噴嘴附近速度梯度很大，因此絕大部分的粉碎作用發(fā)生在噴嘴附近。在粉碎室內(nèi)顆粒與顆粒之間的碰撞頻率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于顆粒與器壁的碰撞，也就是說氣流粉碎的主要粉碎作用是顆粒之間的沖擊或碰撞。
    利用氣流的能是進(jìn)行粉碎的想法很早就產(chǎn)生了，戈斯林在1882年提出了*項(xiàng)利用氣流動(dòng)能進(jìn)行粉碎的，即靶式氣流粉碎機(jī)；威洛比在1917年和1927年提出了對噴式氣流粉碎機(jī)；直到1936年依據(jù)安德魯?shù)谋馄绞綒饬鞣鬯?，在美國被制造成功，進(jìn)入了真正應(yīng)用的時(shí)代；在20世紀(jì)40年代出現(xiàn)了等截面循環(huán)管式氣流粉碎機(jī)，以及變截面循環(huán)管式氣流粉碎機(jī)；70年代德國Alpine公司開發(fā)了流化床式氣流粉碎機(jī)。所以按照歷史的發(fā)展，以及原化工部制定的ZB G90005-87專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-超細(xì)粉碎機(jī)械名詞術(shù)語，目前氣流粉碎機(jī)有5分機(jī)型，即O型氣流粉碎機(jī)、扁平式氣流粉碎機(jī)、靶式氣流粉碎機(jī)、對沖式氣流粉碎機(jī)、流化床式氣流粉碎機(jī)。
    O形氣流粉碎機(jī)也就是循環(huán)式氣流粉碎機(jī)，粉碎腔為一垂直O(jiān)形循環(huán)通路，噴嘴置于粉碎腔底部。扁平式氣流粉碎機(jī)也叫水平圓盤式氣流粉碎機(jī)，粉碎腔為扁平圓形，噴嘴分布于同一水平面，沿周壁等距離配置。靶式氣流粉碎機(jī)就是物料在噴管中，與輸入氣流相混合并得到加速，混合氣流經(jīng)噴嘴射出后，沖擊到前方的沖擊靶上獲得粉碎。對沖式氣流粉碎機(jī)在粉碎腔內(nèi)，相對安裝二個(gè)噴嘴。流化床式氣流粉碎機(jī)在立式圓筒形粉碎腔內(nèi)底部設(shè)有噴嘴，或在殼壁徑向設(shè)有噴嘴，空氣經(jīng)噴嘴射入，對由送料器送入筒內(nèi)的物料進(jìn)行加速和沖擊粉碎，粉碎腔頂部設(shè)有分級器，物料在粉碎腔內(nèi)形成流化床。
    目前上?；C(jī)械三廠、宜興清新粉體公司、西南化機(jī)、昆山、無錫及中科院等單位生產(chǎn)的機(jī)型，已經(jīng)幾乎覆蓋了氣流粉碎機(jī)的五種機(jī)型，但就性能來看：扁平式有自行分級能力，但進(jìn)料速度影響粒度及其分布；流化床式在粉碎高分子聚合物和纖維狀物料方面又不如靶式*；所以應(yīng)結(jié)合扁平式、靶式和流化床式等機(jī)型的優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)全新結(jié)構(gòu)的新機(jī)型。
2.國內(nèi)氣流粉碎機(jī)機(jī)型開發(fā)與生產(chǎn)
    上海化工機(jī)械三廠可加工生產(chǎn)全部氣流粉碎機(jī)機(jī)型，生產(chǎn)的圓盤式超音速氣流粉碎機(jī)包括QS50、QS100、QSB200、QSB280、QS300、QS350、QSB500和QS600等八個(gè)規(guī)格；靶式氣流粉碎機(jī)有QBN450一種規(guī)格；對噴式氣流粉碎機(jī)有QDN400一種規(guī)格；流化床式氣流粉碎機(jī)有QL630一種規(guī)格。
    宜興清新粉體公司生產(chǎn)STJ系列扁平式氣流粉碎機(jī)，JOM循環(huán)式氣流粉碎機(jī)、AO型臺(tái)式微型氣流粉碎機(jī)、CO型小型氣流粉碎機(jī)組等五種，還有OMC氣流粉碎機(jī)、SPC強(qiáng)制渦流式干式分級機(jī)等產(chǎn)品。
    該公司生產(chǎn)的STJ系列扁平式氣流粉碎機(jī)有STJ-100、STJ-200、STJ-315、STJ-400、STJ-475、STJ-560、STJ-670、STJ-750等八種規(guī)格；JOM型循環(huán)式氣流粉碎機(jī)有JOM-0101、JOM-0202、JOM-0304、JOM-0405、JOM-0608、JOM-0808等六種規(guī)格；AO型臺(tái)式微型氣流粉碎機(jī)一種規(guī)格，CO型小型氣流粉碎機(jī)組一種規(guī)格。
    國內(nèi)生產(chǎn)氣流粉碎設(shè)備除上述系列外，還有下述機(jī)型：
    西南化機(jī)股份有限公司主要生產(chǎn)三個(gè)系列：單噴型、對噴型和流化床型，其中單噴型包括CP-11、CP-20、CP21三種規(guī)格，對噴型包括CP-30、CP-40、CP-40L、CP-50四種規(guī)格，流化床型包括CP-100、CP-300、CP-500三種規(guī)格。
    昆山市超微粉碎機(jī)廠主要生產(chǎn)QYF系列流化床對撞式氣流粉碎機(jī)和QYN系列超音速氣流粉碎機(jī)兩個(gè)系列。其中QYF系列流化床對撞式包括QYF-200、QYF-400、QYF-600、QYF-800四種規(guī)格，QYN系列超音速氣流粉碎機(jī)包括QYN-100、QYN-200、QYN-400、QYN-600四種規(guī)格。
    無錫市化工機(jī)械廠（力馬公司）生產(chǎn)扁平式氣流粉碎機(jī)，JGM型共一個(gè)系列五種規(guī)格，即H-50、H-100、H-200、H-400、H-600.
    中科院下屬物理所、低溫中心和化冶所等單位，分別開發(fā)生產(chǎn)了對撞式氣流粉碎機(jī)、低溫氣流粉碎機(jī)（可用于廢舊輪胎的加工粉碎）和流化床式氣流粉碎機(jī)，價(jià)格比較昂貴，生產(chǎn)能力不大。
3.氣流粉碎機(jī)的發(fā)展方向
3.1國外發(fā)展方向
    氣流粉碎的發(fā)展從戈斯林開始，經(jīng)歷了安德魯?shù)谋馄绞綒饬鞣鬯闄C(jī)的成功，發(fā)展了約一百年的時(shí)間，技術(shù)的發(fā)展已趨向成熟，形成了穩(wěn)定的五種典型的機(jī)型。目前國外應(yīng)用較多的是流化床式氣流粉碎機(jī)，但整個(gè)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)向以下幾個(gè)方面：
    （1）開展對粉體工程機(jī)理的研究，使之系統(tǒng)化、理論化；
    （2）深化混合、干燥、造粒、包覆等工藝與粉碎聯(lián)合進(jìn)行；
    （3）解決高分子聚合物和彈性物料的粉碎，滿足技術(shù)經(jīng)濟(jì)的要求；
    （4）規(guī)范不同方法粒度測定的不一致性，提高數(shù)據(jù)的重復(fù)性；
    （5）提高生產(chǎn)能力，降低能量消耗，使單位產(chǎn)量的能耗*等。
3.2國內(nèi)發(fā)展方向
    由于國內(nèi)氣流粉碎的發(fā)展起步較晚，在加強(qiáng)交流和合作的基礎(chǔ)上，研究開發(fā)的5種機(jī)型與國外相一致。但由于機(jī)械的加工精度等問題，使我們的氣流粉碎設(shè)備還落后于發(fā)達(dá)國家，市場上還是以扁平式氣流粉碎機(jī)為主，對沖式氣流粉碎機(jī)和流化床式氣流粉碎機(jī)的應(yīng)用還比較少，推廣應(yīng)用還是當(dāng)前發(fā)展的重點(diǎn)。
    大型流化床式氣流粉碎機(jī)主機(jī)系統(tǒng)由空壓機(jī)、空氣凈化器系統(tǒng)、超音速氣流粉碎機(jī)、分級機(jī)、旋風(fēng)分離器等組成。中、小型流化床式氣流超微粉碎機(jī)，通常將超音速氣流粉碎機(jī)、分級機(jī)及旋風(fēng)分離器組合成一體機(jī)，可大大節(jié)省占地面積，有利于安裝、運(yùn)輸和使用。
    目前在行業(yè)生產(chǎn)中所使用的流化床式氣流超微粉碎機(jī)，雖然涵蓋了多噴管、流化床、臥式分級及氣體密封等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了流場多元化、料層流態(tài)化及臥式分級化的體系。但是，由于這種粉碎模式所設(shè)計(jì)的噴嘴沿粉碎室內(nèi)壁呈平行、對稱排列，只在單一平面內(nèi)形成對射（即水平對噴），從而使得待粉碎的物料，只能在一個(gè)近似平面的范圍內(nèi)進(jìn)行粉碎，這就導(dǎo)致了以下幾種缺陷：
    （1）粉碎室的底部為卸料方便，都設(shè)計(jì)成了圓錐形，由進(jìn)料裝置送入粉碎室內(nèi)的物料，一旦落入設(shè)在粉碎室下方的圓錐體內(nèi)，物料即進(jìn)入了一個(gè)盲區(qū)，無法繼續(xù)進(jìn)行粉碎。
    （2）粉碎區(qū)域于一個(gè)近似平面的范圍內(nèi)，面積狹窄，使得物料受到氣流夾帶、沖擊、擠壓和摩擦的機(jī)會(huì)相對較少。
    （3）傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)使得物料在被粉碎過程中，其流態(tài)化狀態(tài)于噴嘴的上方，而沉積于粉碎室下方錐體內(nèi)的物料不能形成流態(tài)化狀態(tài)。
    以上缺陷是造成傳統(tǒng)流化床式超微氣流粉碎機(jī)能耗較高、效率偏低的主要原因。
    國內(nèi)比較有價(jià)值的氣流粉碎并不多，其中北京超越合眾技術(shù)有限公司徐寶東獨(dú)立開發(fā)設(shè)計(jì)的“噴旋式氣流粉碎機(jī)”是比較有價(jià)值的國家發(fā)明，其結(jié)構(gòu)不同于上述5種機(jī)型。根據(jù)性能測試的數(shù)據(jù)，性能達(dá)到同類產(chǎn)品水平，而且在同樣原料和粉碎細(xì)度的情況下，處理能力明顯高于同類產(chǎn)品。