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《現代農業裝備雜志》2014年第三期

1問題的提出

在原油和粉劑農藥加工成顆粒劑的過程中，首先須有承載農藥顆粒的載體。一般生產中使用的載體大約分為兩種：自然砂粒、為人造顆粒。前者因為是自然生成，加工成本較低，只需將采集到的砂粒篩分成所需粒徑的砂粒便可利用。然而，因為是自然生成的，所以，隨著挖掘、采集的不斷進行，自然界中的存有量會越來越少，最終將不能滿足農藥顆粒劑生產所需的量，影響農藥顆粒劑的產量。為此，研究者不得不尋求成本低且效果最佳的人工造粒方法。

2造粒材料

人工造粒的生產工藝并不復雜，但是，對作為農藥的載體卻有一定的要求。造粒的材料其化學特性和物理特性對農藥的原藥均將造成影響。

2.1化學特性主要指造粒材料的pH值對農藥帶來的影響。農藥大部分偏酸性，如果遇到堿性材料造粒出來的顆粒就會發生酸堿中和化學反應，降低甚至失去農藥的藥性，達不到殺滅害蟲的目的。所以，所選的造粒材料一定要適合被載農藥的化學特性的要求，即兩者的pH值相近或等同。

2.2物理特性影響的因素比較多，如造粒出來的顆粒的內吸性、吸潮性、水溶性、材料的粘性、濕水性、密度等特性，都會對造粒和農藥顆粒劑的生產、使用帶來極大的影響。所以，必須對化學特性適用的造粒材料在物理特性上進行比對，篩選出比較適用的材料。所謂適用是指容易造粒，干燥后做顆粒劑農藥時不易松散，并且內吸性合適，使加工的顆粒劑農藥的均勻性有保證，這需要做大量的材料試驗。

3造粒設備

我國造粒設備主要有以下幾種：圓盤造粒機、轉鼓造粒機、對輥擠壓造粒機、平模擠壓造粒機、環模擠壓造粒機、螺桿擠壓造粒機和高塔造粒機。造粒是粉粒體過程處理中的一環，粉粒體是指生產中工藝物料為粉粒體或其混合物，且以物理變化為主的多種作業的操作，其裝置稱為過程處理裝置。粉體造粒技術是粉粒體過程處理的主要分支。隨著環保需求和生產過程自動化程度的提高，粉狀產品粒狀化已成為世界粉體后處理技術的必然趨勢。我國粉體造粒技術及裝備研究始于20世紀80年代中期，經過多年努力，目前我國粉體造粒技術已具有一定水平，設備規模基本可滿足粉粒體顆粒化要求。現有粉粒體處理技術可分為四類：①攪拌法；②壓力成型法；③噴霧和分散彌霧法；④熱熔融成型法。但作為復合肥和農藥顆粒劑而言，大致分為兩類：①利用重力滾動自然造粒；②利用壓力硬性擠壓成型。其中第一類處理技術生產產量高，消耗動力能源小，但對多種材料混成的顆粒，無法保證產品顆粒中各種材料的均勻性，特別是在pH中和時，無法保證每一粒都是pH中和后的顆粒，會形成有的顆粒呈堿性，而有的顆粒則呈酸性。第二類生產設備對多種材料混成，在造粒前進行充分攪拌均勻后，基本能保證各種材料比例的配比，但能耗大，產量低，設備故障多。

3.1圓盤造粒機該系列產品的工作原理是：主電機通過皮帶帶動減速機，由其輸出軸上的齒輪轉動固定在圓盤上的大齒輪，使圓盤勻速旋轉運動，工藝物料進入旋轉的圓盤后，隨圓盤旋轉而帶上落下，在噴霧裝置不斷噴霧下，使工藝物料顯濕粘結，圓球越大，越不易帶上，而漫出圓盤，細小物料繼續被帶上噴濕，落下翻滾粘結，如此循環往復，直至停機。圓球顆粒的大小，由圓盤傾角來決定。傾角越大，顆粒越小，調整圓盤傾角有手工和電機兩種，調整好傾角后，將圓盤支座與固定底座固定好，配好混勻的物料在進入圓盤后，隨圓盤旋轉帶上落下時，實際是一個簸揚分離的過程，根據物料的粗細、比重不同而被重新分離，根據物料的親和力和粘結性而使得顆粒不可能按事先調好的比例而結球。

3.2轉鼓造粒機轉鼓造粒機主要由轉鼓、前大托輪、后大托輪、大齒輪、減速器、電機等組成。轉鼓是一個長圓柱筒，內分兩到三個區間，第一區間為造粒區，第二區間為整形除粉刺區，第三區間為拋光區。有些只分兩個區，即造粒區和拋光區，各區由環形擋圈分開。工作時，工藝物料及返料由進料口加入后，旋轉的筒體帶動物料層向上轉動，至一定高度時，在重力和慣性力的作用下，物料沿鼓壁下滑，滾落。筒體內部通入蒸汽或噴灑水霧在滾動的料層上，使物料團聚成粒，造粒時要保持一定的返料率。物料在造粒區成粒，然后越過環形擋料圈進入整形區整形除粉刺，之后越過第二級環形擋料圈進入拋光區。在拋光區，粒子經過陳化、拋光后，從轉鼓出料口落到皮帶傳送帶上，送至干燥機。造粒區長度越長，造粒越充分。一般根據材料造粒的難易程度而加長或縮短造粒區，難造的應長，易造的益短。

3.3高塔造粒機組高塔造粒機組是一種可以同時完成干燥和造粒的裝置，機組主要由空氣過濾器、蒸汽加熱器或電加熱器、熱風分配器、料液高壓泵、造粒塔、旋風分離器、除塵器等組成。工作時，將配好的料液通過料液隔膜泵高壓輸入，由噴孔噴出霧狀液滴，然后同熱空氣并流下降。料液經霧化后表面積迅速膨化增大，在下降過程中，碰撞、合并、長大、成粒。在熱風氣流中，水分瞬間便可蒸發，在空中完成干燥、膨化。顆粒為球形，其速溶性強。

3.4擠壓造粒設備

3.4.1對輥擠壓造粒機主要由電機、減速器、聯軸器、對輥、碎粒輥、旋振篩組成。工作時，將配好并具有適宜濕度的物料從對輥擠壓造粒機的頂端灌入，其槽內有一個豎直的螺旋桿，通過螺旋桿的旋轉，物料被強行送到底部的雙輥之間進行擠壓，雙輥表面為所造粒的模型，相對旋轉，使輸入的物料被壓成顆粒形的條狀帶，條狀帶通過碎粒輥時，被輥上的刀排破碎，由旋振篩分離，合格顆粒通過被送到外部，而篩出的粉狀物被送回原料倉進行二次輥壓。擠壓力的大小可根據造粒機需要，由液壓系統進行控制。其工作主要分為兩步：第一步擠壓，干物料和微濕物料在壓力作用下團聚，成致密堅硬的顆粒帶，稱為擠壓過程；第二步造粒顆粒帶再被破碎篩分后成為顆粒料，稱為造粒過程。擠壓的作用一是將顆粒間的空氣排擠掉，二是使粉與粉之間距離達到足夠近，以產生分子之間的吸引力，擠壓造粒的顆粒主要是靠分子之間的作用力形成的顆粒強度。

3.4.2其它擠壓造粒設備平模擠壓造粒、環模擠壓造粒、螺桿擠壓造粒等設備雖構造不同，但原理相同，都是利用壓力將工藝物料從模板孔洞中擠出成圓柱形的粒條，再用刮刀切斷成一粒一粒的圓柱形顆粒。若要加工成球形顆粒，還需一道工序———整形，即利用整形設備將圓柱形顆粒整形成球形。

4設備選型分析

以上簡要介紹了農藥和肥料造粒中的幾種主要造粒設備，對于選什么形式的造粒設備，須根據具體工藝和材料、不同的工藝要求和造粒材料的要求而定。各種設備有各自的優劣性，下面就具體幾種工藝進行設備選型的分析。1）將農藥與造粒材料相混合，配好比例、攪拌均勻后一起造粒，這種工藝的優點是一次造粒便可完成產品，避免了造粒后再加藥帶來的重復攪拌，而使顆粒散化的問題。針對這種工藝，圓盤造粒機、轉鼓造粒機等都不適應。理由是，配好并攪拌均勻的工藝物料，會在揚起、落下的造粒過程中，將物料重新分離，造出的顆粒無法保證農藥的均勻性和含藥量。高塔造粒的優點是產出量大，產品的速溶性與農藥要求的速效性非常吻合，但是，對農藥和載體材料要求較高，必須具有一定的流動性和可噴霧性，且在干燥過程中，農藥對溫度的要求有一定承受性。對輥擠壓造粒和其它幾種擠壓造粒設備都比較適應。這一類設備都能保證預先攪拌均勻后的工藝物料不會發生變化，但這類設備產量相對較低，能耗較大，速溶性不及高塔造粒。2）先造粒，后包藥。這種工藝與現存生產工藝一樣，惟一不同的是將砂粒改為人工造的粒。這種工藝所用的顆粒又分為兩種情況：①單一材料或幾種化學性質即pH值相近且同農藥pH值近似或相同，對農藥沒有影響的材料。對于這類材料，圓盤造粒機和轉鼓造粒機都比較適用，而圓盤造粒優于轉鼓造粒，因其產出率較高；高塔造粒不大適用，因為其對材料要求高，且造出的顆粒太疏松不可二次加工；對輥擠壓造粒機和其它幾種擠壓造粒機都適用，但缺點是產量低，能耗大。②兩種或兩種以上的不同化學性質即pH值不同的工藝物料，為了完成中和反應，適應農藥的pH值，避免農藥的降解而配備的材料。對這類材料的造粒，圓盤造粒機、轉鼓造粒機、高塔造粒機都不適用，因為無法保證材料中復配的均勻性，造出的粒難以達到所要求的pH值；對輥擠壓造粒機和其它幾種擠壓造粒機都比較適用，缺點是產量低，能耗大。

5結語

綜合以上分析，對于第一種工藝（將農藥與造粒材料相混合，配好比例、攪拌均勻后一起造粒），最好是利用粉碎后的蔗渣為載體，利用高塔造粒，產量高，顆粒小，速溶快；其次是擠壓成型設備，不適用的是圓盤造粒和轉鼓造粒。對于第二種工藝（先造粒，后包藥）的第一類形式，最好選用圓盤造粒，產出量高，顆粒結實，比較適用于再加工；其次是轉鼓造粒。它只比圓盤造粒機成粒率稍低，其它都優于圓盤造粒機，特別是便于儀表自動控制；再次是擠壓成型設備。不適用的是高塔造粒。對于第二種工藝的第二類形式，最好選用擠壓成型設備。可保證配比好的材料不變，其它幾種類型的設備均不可用。為了解決農藥廠用于造粒的砂源緊缺的問題，可利用石料廠的尾料或礦石尾料，在篩分、水磨后用作農藥載體。這種尾/腳料來源十分廣泛，除了要選用pH值適應農藥pH值的材料外，設計制作用于拋光、水磨石料或礦石尾料的設備并非難事。此外，制砂機也有成套的定型設備，可有效解決生產問題。新型制砂機運用先進的選擇性破碎和解理破碎原理，直接對物料施加足夠的動能，并通過沖擊將動能轉換成克服物料所需的破碎能而破碎。物料基本沿其自然的紋理面、解理面斷裂，粒形好、自身消耗低，能夠實現“石打石”和“石打鐵”兩種工作原理的轉換。從而達到良好的破碎和整形的效果。

作者：萬義忠邢海萍單位：廣州甘蔗糖業研究所廣東省甘蔗改良與生物煉制重點實驗室