PTZL型真空喷涂机主要结构及工艺流程

近年来，随着我国水产饲料的突飞猛进地发展和竞争的日益加剧，生产高附加值的水产料已经成为业内共识，而高端水产饲料中的高油脂添加的重要性也凸显出来。常规的喷涂技术在液体添加量超过8%时，已经无能为力[1]；而真空喷涂技术可以将高比例的液体(油脂及其他营养制剂)加入颗粒饲料，为生产高附加值的饲料提供了一种经济有效的工艺手段[2]。

1 真空喷涂技术简介

真空喷涂技术是将颗粒料中的空气采用真空抽除，然后将油脂喷涂到颗粒表面，最后释放真空，利用颗粒内外压力差将油脂压入到颗粒内部，从而提高颗粒饲料的脂肪含量[3]。随着高端水产料的发展，该技术的应用也越来越广泛，相关设备和工艺的研究也日益增多并逐渐投入到实际生产中。下面以最新研发的PTZL型真空喷涂机为例，介绍其主要结构和典型的工艺流程。

2 主要结构

PTZL真空喷涂机，主要部分为罐体，在罐体的上部设有进料口和阀门，罐体的下部设置有出料门，罐体内竖向设置有筒状的分料管，分料管的上、下两端分别与罐体的顶部、底部保持预定距离，在罐体的上部设有朝向分料管与罐体之间的液体喷嘴，罐体的上部安装有绞龙，绞龙插入分料管的内部。罐体还连接有真空蝶阀和真空释放阀等装置（见图1）。

工作时，由进料口向罐体内投放物料，装载完成后，封闭进料口，将罐体抽真空。绞龙将罐体底部的颗粒物料经分料管不断地向上提起，从分料管上部向四周抛洒，形成薄的料层，此时，喷嘴喷出的液体恰好与这部分抛洒出的颗粒物料结合，分料管与罐体之间的颗粒向下流动并进一步混合，分料管中的颗粒向上移动，罐体内的颗粒经多次重复上述过程，反复混合，达到液体喷涂均匀的目的。颗粒物料喷涂均匀后，打开真空释放阀，将外界的空气缓慢地释放进罐体，利用内外气压差将颗粒表面的油脂压入到颗粒内部。真空释放完毕后，打开出料门，物料由出料口排出。

该型喷涂机其主要特点是：

①液体添加量大，最大喷涂量达36%：改设备配备一台大功率水环泵，其最大的抽空度为40 mbar（96%的真空度）。关闭真空泵以后，真空度可以在5 min内变化不超过100 mbar。针对浮性料，其最大的液体喷涂量可以达到36%，针对沉性料，其最大的液体添加量为25%。

图1 PTZL真空喷涂机主要结构

②喷涂机喷嘴布置合理：物料被提升到喷涂机顶部以后，在抛撒过程中，通过抛撒轨迹的计算，结合喷涂机上盖的直径和喷嘴的喷吹角度，确定最终的喷嘴安装位置，确保油雾在喷吹的过程中，对准料流的最薄处。同时，喷嘴上盖四周均匀布置8组喷嘴，每组喷嘴与相邻的喷嘴有一定的重叠，确保整个喷涂过程油脂无盲区。经过现场实际使用发现，该结构最低液体添加量为1%，其喷涂变异系数CV≤7%（见图2、图3）。

图2 喷涂机喷油后的物料

图3 PTZL真空喷涂机喷嘴布置及料层的抛洒

③采用专利结构的锥形出料门，其密封效果好，更换维护方便。

喷涂机的出料门是喷涂机的重要组成部分，要求其结构简单，密封可靠，密封圈使用寿命长，更换方便。下面针对两种不同类型的出料门，分析其各自优缺点。

图4 锥形出料门

图4所示为锥形出料门，其密封依靠锥形门体与密封圈的配合来实现。开关门过程中，只有当出料门关门到位以后，门体对密封圈才有挤压作用，门体与密封圈接触距离较短，故密封圈使用寿命较长，同时，更换密封圈时，并不需要将整个出料门拆卸，工作量小。同时，因为料理的冲刷作用，所以锥形面上是不会有物料残留。但是，该结构复杂，成本较高，对导柱的加工和装配都提出很高的精度要求。图5所示为插板型出料门，其密封依靠插板与密封圈的配合来实现。结构简单，成本较低，通用性强，使用较为广泛。但是因为开关门时插板与密封圈接触行程较长，所以密封圈的使用寿命较短，同时，该密封圈更换时，需要将整个出料门拆下，工作量较大。

图5 插板型出料门

3 工艺流程

图6 真空喷涂典型工艺流程

单独的喷涂机无法完成喷涂任务，为了最大程度地发挥出喷涂机的性能，良好的工艺流程是必需的[4]。下面以单批喷涂颗粒料M千克，油脂添加量p%为例，介绍一种典型的工艺流程以及注意事项。

膨化后的物料，经过烘干和筛分以后，进入待喷涂仓(1)，当待喷涂仓的下料位检测到物料后，皮带机(2)将以正常频率运行，将待喷涂仓的中物料输送到配料秤(3)中；当配料秤中物料重量达到批次混合量M的80%时，调整皮带机运行频率至低频，以降低输送速度，从而提高配料精度。当物料重量达到M时，皮带机停止运行，配料秤下方的闸门打开，将物料放到喷涂机(4)中；放料结束以后，关闭配料秤下方的闸门。同时，启动真空泵(5)，开始对喷涂机中的物料抽真空；与此同时，根据物料重量M与配方设置的喷油比例p%，油秤(6)将需要的油n=M×p%放置到下方的缓冲筒，等待喷油；当达到设定的真空度V时，关闭喷涂机上的真空蝶阀，然后停止真空泵的运行；打开喷油阀，通过泵送系统(7)将已经配置好的油脂n通过罐体四周的喷嘴喷入到喷涂机中，喷油完毕以后，关闭喷油阀；同时，打开真空释放阀，通过控制阀门开度来控制真空释放时间；当真空完全释放以后，关闭真空释放阀，同时，打开罐体下方的出料门，将喷涂以后的物料放到下方的缓冲仓中；物料放完以后，关闭出料门，一个完整的喷涂流程结束，开始进入下一个流程。

需要注意的是:

①该真空喷涂机采用批次性工作方式，所以待喷涂仓(1)和喷涂缓冲仓(8)都是必需的，同时，为了提高整个流程的连贯性，其具体的仓容应该≥1.5×批次喷涂量；

②如果采用热喷涂方式，即物料先喷涂后冷却，需要防止物料在配料秤(3)中结拱，从而影响流程的正常运行；

③当喷涂机内真空度达到设定的要求后，需要先关闭罐体上的真空阀，然后再关闭真空泵(5)，以防止真空泵的工作介质倒流到喷涂机内，污染物料；

④油秤(6)采用的是双筒秤：上方的称量筒和下方的缓冲筒，在喷涂前，可以提前在称量筒中准备一定量的油脂(多于单批实际需要油脂)，然后喷油时只需将实际所需重量的油脂放到缓冲筒中。油脂放完以后，即可开始下一次称量，从而避免“料等油”现象，这种双筒结构对于卵磷脂等流动性差的液体添加具有重要意义；

⑤泵送系统(7)实际上是由两套单独泵送系统组成，针对不同液体添加量选择合适的泵送系统；同时，为了提高最终的喷涂效果，需要在液体压力达到一定程度以后再打开喷油阀，以保证良好的雾化效果。