药渣处理行业中,采用“螺旋压榨脱水机”结合“粉碎”进行“脱水处理”的工艺是一种高效、实用的技术路线,特别适合处理量大、含水率高、纤维含量丰富的中药残渣。下面详细说明该工艺的原理、流程、优势、关键设备和注意事项:
一、核心目标
1、大幅减容减量: 降低药渣湿基重量和体积,显著减少后续运输、储存或处理(如堆肥、焚烧、填埋)的成本。
2、资源化预处理: 为药渣的后续资源化利用(如制作有机肥、燃料棒、饲料添加剂、提取残存有效成分等)创造有利条件(降低水分、增加比表面积)。
3、环保达标: 减少渗滤液产生,降低污染风险,满足环保要求。
二、工艺步骤详解
1、原料准备(初步沥干/暂存):
从提取罐排出的新鲜中药渣通常含有极高的水分(80%-90%甚至更高),并带有一定的余热。
药渣首先进入一个沥水区或暂存池,利用重力进行初步的自由水沥除。此步骤可去除部分表面水和间隙水,降低后续处理负荷。暂存池通常设计有沥水筛网或底部排液口。
2、粉碎(关键预处理):
目的:
破坏细胞结构: 中药渣(尤其是根、茎、果实类)细胞壁坚韧,内部结合水难以释放。粉碎能有效破坏细胞壁,释放更多内部结合水,极大提高后续压榨脱水效率。
增加比表面积: 粉碎使物料颗粒更细小、均匀,增大了物料与压榨力接触的表面积,利于水分被挤压出来。
改善流动性: 粉碎后的药渣流动性更好,更容易、更均匀地喂入螺旋压榨机,防止堵塞。
均质化: 使不同部位、不同批次的药渣混合更均匀,保证脱水效果的稳定性。
设备选择:
双轴剪切式破碎机: 最常用,擅长处理纤维状、韧性强的物料,刀片设计能有效剪切而非单纯撞击,不易缠绕。
锤片式粉碎机: 适用于较脆的物料,处理量大,但对高纤维物料可能易缠绕,需选型注意或配合后续筛网。
关键参数: 处理能力、粉碎粒度(通常目标在 5mm - 20mm 范围,具体根据药渣性质和压榨机要求定)、耐磨性(药渣可能含砂石)、防缠绕设计。
3、(可选)调理:
对于某些特别粘稠、脱水困难的药渣(如含大量果胶、淀粉、粘液质的),可在粉碎后、压榨前添加少量调理剂(如生石灰、粉煤灰、絮凝剂等)。
作用: 改变物料表面电荷或结构,破坏胶体稳定性,降低粘性,提高脱水性能。
注意: 添加调理剂会增加成本,可能影响后续资源化利用途径(如做有机肥需考虑添加剂成分),需谨慎评估。
4、螺旋压榨脱水(核心环节):
设备: 螺旋压榨脱水机(常选用双螺旋或变径螺旋设计)。
工作原理:
进料与输送: 粉碎后的药渣通过进料口均匀送入压榨机。
螺旋挤压: 物料在两根相互啮合、同向旋转的螺旋轴(或单根变螺距/变径螺旋)推动下向前运动。
空间压缩: 螺旋轴的螺距逐渐减小,或者螺旋轴的直径逐渐增大(变径设计),或者筛筒内径逐渐减小。这使得物料在前进过程中受到的空间容积被不断压缩。
压力递增: 容积压缩导致物料受到的压力持续、平稳地增加。
固液分离: 在巨大的机械挤压作用下,物料中的水分(主要是大部分自由水和部分结合水)被强行挤出,通过环绕螺旋轴的筛网(筛缝通常0.3mm-1.0mm)排出,收集为“压榨液”。
排渣: 被高度挤压脱水的固体物料(形成较干的渣饼)从压榨机末端的出渣口排出。
关键结构与特点(针对中药渣):
耐磨设计: 螺旋叶片、筛网等易磨损部件需采用耐磨材料(如高铬合金、表面堆焊硬质合金)。
防缠绕设计: 双螺旋相互清洁的设计能有效防止高纤维物料缠绕。部分机型配备反冲洗装置或震动装置防止筛网堵塞。
可调压力: 通过液压系统或机械装置调节出渣口背压板/锥体的位置,可灵活控制最终挤压压力和干度。
大锥度/变螺距/变径: 确保压力平缓、稳定增加,避免瞬间高压导致物料堵塞或“打滑”。
自清洁: 良好的螺旋设计和间隙能减少物料粘附和残留。
5、产物处理:
干药渣饼:
含水率:经过该工艺处理,中药渣的含水率通常可从80-90%降至60%-75%(具体数值受药渣种类、粉碎效果、压榨机参数调节影响显著)。
形态:呈较干的块状或松散颗粒状。
去向:可装袋或直接输送至后续处理单元,如:好氧堆肥(作为主要有机物料,水分仍需进一步降低或添加辅料调节),厌氧消化(作为原料之一),进一步干燥制成生物质燃料颗粒/棒,作为饲料添加剂原料(需确保安全性和符合法规),填埋(大幅减量后)。
压榨液:
特性:含有从药渣中压榨出的水分、少量可溶性有机物(糖类、蛋白质、残存药效成分等)、胶体、细小颗粒。
去向:
直接处理: 进入厂区污水处理站(COD/BOD通常较高,需预处理或与其它废水混合处理)。
资源化探索: 如果浓度较高且成分明确,可探索回收其中残存的有效成分(需经济性评估),或作为液体有机肥(需处理稳定性和安全性)。
回用: 极少数情况下,经严格处理后可能考虑作为提取工艺的润药水等(需谨慎评估)。
三、工艺优势
1、高效脱水: 粉碎预处理结合螺旋压榨,能显著降低药渣含水率(通常降至60%-75%),减量效果明显(体积和重量减少50%以上很常见)。
2、连续运行: 自动化程度高,可实现连续进料、连续压榨、连续出渣,处理能力大,适合大型药厂。
3、适应性强: 特别适合处理纤维含量高、韧性强的中药渣。双螺旋设计有效解决缠绕问题。
4、运行成本相对较低: 主要能耗为电耗(粉碎机和压榨机),相比热力干燥能耗低很多。维护成本主要集中在易损件更换(耐磨件)。
5、占地面积相对较小: 设备紧凑,流程简洁。
6、为后续利用创造有利条件: 降低水分、增加比表面积的干渣更利于堆肥、制燃料或提取等后续操作。
四、关键设备与选型要点
1、粉碎机: 首选双轴剪切式破碎机,重点考虑处理能力、物料适应性(纤维、韧性)、粉碎粒度、耐磨性、防缠绕设计、维护便捷性。
2、螺旋压榨脱水机:
类型: 优先选择双螺旋压榨机或变径螺旋压榨机。
处理能力: 根据药渣日产量和批次特性(含水率、密度)选择合适型号,需留有余量。
材质: 与物料接触部分(螺旋轴、筛网、内衬)必须高耐磨(如高铬铸铁、耐磨合金钢、表面硬化处理)。
筛网: 缝隙大小(影响出液清澈度和堵塞风险)、材质耐磨耐腐蚀。可考虑可更换式筛网。
压力调节: 配备可靠的液压或机械压力调节装置。
防堵设计: 良好的自清洁结构、可选配反冲洗或振动装置。
驱动功率: 足够大以应对高纤维物料产生的阻力。
品牌与服务: 选择有中药渣或类似物料处理经验的可靠供应商。
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