
活性白土是一種廣泛應用于食品油脂脫色、化工油品精制、污水處理、涂料填料等行業(yè)的吸附劑,主要用于菜籽油花生油等食用油脂脫色、廢潤滑油再生凈化、工業(yè)廢水重金屬吸附處理等。近年來隨著食品安全標準升級和環(huán)保要求提高,市場對高活性、高白度、粒度均勻的活性白土需求持續(xù)增長,傳統(tǒng)烘干粉碎工藝已經(jīng)難以滿足品質(zhì)要求。
活性白土生產(chǎn)一般是由膨潤土經(jīng)酸活化、漂洗后得到膏狀濕料,傳統(tǒng)工藝采用烘箱烘干再粉碎,不僅能耗高,成品粒度不均勻,還容易出現(xiàn)局部過干或結(jié)塊,白度和吸附性能波動大,而且粉碎過程中會產(chǎn)生大量粉塵,工人作業(yè)環(huán)境差,同時細粉回收率低,生產(chǎn)成本居高不下,想要穩(wěn)定量產(chǎn)合格的高端產(chǎn)品,必須換掉傳統(tǒng)干燥工藝改用噴霧干燥。
案例1:食用油脂脫色用活性白土小試工藝開發(fā)
某功能性食品原料企業(yè)需要開發(fā)符合新食品安全標準的食用油脂脫色專用活性白土,要求成品白度≥85%,游離酸含量≤0.2%,吸附率(對機油)≥90%,前期小試需要摸索合適的干燥工藝參數(shù)。項目初期用那艾實驗室小型噴霧干燥機NAI-LSD開展實驗,物料是酸活化漂洗后的活性白土漿料,固含量控制在18%,溶劑為去離子水,采用標配二流體霧化方式。一開始擔心進風溫度太高會影響活性,一開始設了進風溫度160℃,出風溫度80℃,結(jié)果出粉濕度大,容易粘壁,收率只有72%,后來調(diào)整進料泵頻率降低進料速度,同時把進風溫度升到170℃,出風溫度穩(wěn)定在85℃,霧化壓力設為0.2MPa。這次干燥出來的粉末流動性好,沒有明顯粘壁,檢測下來成品白度87%,游離酸含量0.18%,機油吸附率92%,干粉收率達到88%,完全滿足企業(yè)的要求,小試順利通過,直接給中試提供了可靠參數(shù)。
案例2:中試量產(chǎn)精制活性白土工藝優(yōu)化
小試參數(shù)驗證合格后,企業(yè)啟動100kg/天的中試量產(chǎn)項目,因為處理量提升,而且需要更大的霧化處理量,最終選用那艾離心式噴霧干燥機NAI-CSD5,離心霧化方式適合處理高固含量的漿料,產(chǎn)量比同規(guī)格氣流式更大,適合中試批量生產(chǎn)。這次生產(chǎn)用的活性白土漿料固含量調(diào)整到22%,溶劑還是水,前期按照小試等比例放大參數(shù),設進風溫度170℃,離心轉(zhuǎn)速15000rpm,結(jié)果出風溫度升到了95℃,成品雖然干度夠,但是白度下降了2個點,分析原因是離心霧化后料液顆粒更細,相同進風溫度下實際受熱溫度更高,少量有機物雜質(zhì)分解變色導致白度下降。隨后調(diào)整參數(shù):進風溫度降到165℃,進料量提高10%,出風溫度穩(wěn)定控制在82-85℃之間,同時調(diào)整風機風量減少物料在干燥室內(nèi)停留時間。調(diào)整后生產(chǎn)出來的成品指標穩(wěn)定:白度穩(wěn)定在86-88%,活性吸附率保持在91-93%,出粉收率穩(wěn)定在90%,而且成品粒度分布均勻,90%以上顆粒在200-300目之間,不需要額外粉碎就能直接包裝出貨,比傳統(tǒng)工藝節(jié)省了粉碎工序的成本和粉塵污染。
案例3:高純度催化劑載體用活性白土干燥
某化工企業(yè)需要生產(chǎn)用作石油催化裂化載體的高純度活性白土,要求成品比表面積≥280m2/g,含水率≤5%,鈉鉀離子含量低于0.1%,因為產(chǎn)品附加值高,對孔隙結(jié)構(gòu)和純度要求特別高,不能因為干燥破壞孔隙結(jié)構(gòu)。前期實驗發(fā)現(xiàn),高溫干燥會導致部分孔隙塌陷,比表面積下降,所以選用那艾真空低溫噴霧干燥機NAI-VSD,適合熱敏性、對結(jié)構(gòu)敏感的物料低溫干燥,溶劑用去離子水,物料是提純后的活性白土漿料,固含量控制在12%,采用二流體霧化方式。工藝參數(shù)設為:真空度-0.08MPa,進風溫度110℃,出風溫度60℃,霧化壓力0.25MPa。干燥過程中沒有出現(xiàn)粘壁問題,成品檢測下來:含水率4.2%,比表面積達到292m2/g,鈉鉀離子總含量0.08%,活性保留率96%,干粉收率86%,完全符合催化劑載體的要求,比之前用真空烘箱干燥的成品比表面積高出15%,孔隙結(jié)構(gòu)更均勻,客戶試用后完全滿足催化反應的要求。
三個應用案例下來,能看出來噴霧干燥工藝替代傳統(tǒng)烘干粉碎工藝生產(chǎn)活性白土,不管是小試開發(fā)還是中試量產(chǎn),不管是食品級還是化工級產(chǎn)品,那艾噴霧干燥都能匹配對應的設備型號,滿足不同的工藝需求。通過調(diào)整固含量、進風出風溫度、霧化方式和設備類型,就能穩(wěn)定得到白度高、粒度均勻、吸附活性合格的成品,不僅省去了后續(xù)粉碎工序,減少粉塵污染,還能提升成品收率和品質(zhì)穩(wěn)定性,相比傳統(tǒng)工藝能耗能降低20%左右,生產(chǎn)成本下降明顯,完全適合現(xiàn)在高端活性白土的生產(chǎn)需求,也為不同應用方向的活性白土產(chǎn)品開發(fā)提供了可靠的工藝路線。