天津市万丰化工设备有限公司

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中国的明胶设备进入国际市场

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中国的明胶设备进入国际市场

【摘要】:

——记天津市万丰化工设备有限公司制造长网干燥机、蒸发机的出口
朱 文 烈


  天津市万丰化工设备有限公司成立于1995年,其前身是天津市明达化工设备有限公司,2002年改组为独资企业,总经理朱榕并在宁河县造甲镇工业小区新建了设备制造工厂,工厂占地26500M2,建筑面积10800M2,配置有各种机加工设备,现有工程技术人员九人,其中,高级工程师四人,多数工程师源自明胶生产企业。
  天津市万丰化工设备有限公司是制造明胶设备的专业公司,从1996年开始设计、研制长网干燥机和三效升膜连续蒸发机,除了供应国内明胶行业外,它生产的设备也被世界上著名明胶公司的在华生产单位所采用,如嘉利达(德国)、罗赛洛(法国)、PB公司(比利时)、Sterling(印度)、Jellece(日本)等。由于应用效果好,设备的技术质量得到了广泛的认可,且国外公司开始为其在本国的明胶生产基地购买天津市万丰化工设备有限公司的明胶设备。如印度某明胶公司2007年为其在印度的明胶工厂购买了一套年产明胶能力1500吨的长网干燥机和除湿机,取得了良好的生产效果;并于2009年又为其印度工厂的扩建项目,购买了年产明胶3000吨的长网干燥机两套、四效蒸发机、闪蒸灭菌机一套及过滤机等明胶设备。中国的设备受到了印度业内人事的好评。
  2009年嘉利达(澳洲)明胶公司购买了一套年产明胶3000吨的长网干燥机,按设计生产能力,日产明胶10吨,现在已达到日产14吨,为该公司扩大产量,创造了条件,因而对天津市万丰化工设备有限公司的设备十分满意。中国的明胶设备得到了德国同行的认可。
  近年来,天津市万丰化工设备有限公司的明胶设备已经出口到东南亚、中东、非洲、欧洲、澳洲等地。天津市万丰化工设备有限公司的明胶设备的知名度的日益提高,明胶设备出口市场逐渐扩大是可以预测的。
  蒸发机、长网干燥机的国际市场一直是被欧洲公司所垄断,而今我国天津市万丰化工设备有限公司的设备已成为强有力的竞争者。
  印度Sterling公司副总来万丰考察
  近十年来,我国明胶行业基本上都是采用天津市万丰化工设备有限公司生产的设备,生产的明胶质量得到了飞速的提高。对于国际上大型明胶集团公司而言,设备价格虽是影响设备选购的因素之一,但设备的技术水平是起决定性的作用,我国天津设备被认可并采用,无疑是设备技术水平和质量的证明。
  从八十年代开始,为提高明胶的产品质量,我国明胶行业先后从欧洲进口过数台长网干燥机、板式蒸发机和降膜蒸发机。以年产750吨明胶项目为例,当年,这两种设备进口约需200-240万美元,约占年产750吨明胶项目,总投资的一半以上,制约了明胶工业的技术改造和发展,八十年代国家计委一机部轻工业部曾联合下达文件,组织科研力量研制我国自己的明胶设备,随后有不少厂家研发了长网干燥机和板式蒸发机。由于起步阶段一些关键技术不过关,干燥机生产不正常,生产能力随季节变化大(冬季一天能生产2吨,春秋季节生产1吨,夏季不能生产。)。目前,这些设备都已被淘汰。
  2001年大安明胶公司的明胶扩建项目,需要购置长网干燥机,经技术论证和市场的考察,他们把目光瞄准了天津市万丰化工设备有限公司,要求为其制造一台年产1000吨明胶的干燥机。客户的信任就是生命,这是天津市万丰化工设备有限公司签定的第一台长网干燥设备,公司总经理朱容集中单位的优秀技术力量,经努力天津市万丰化工设备有限公司自主设计和制造的第一台干燥机和除湿机一次试车成功,各项生产技术指标达到要求,这是历史的突破,它的成功标志着中国的明胶设备走向了新的时代。历经十年,今天天津市万丰化工设备有限公司已制造了长网干燥机、除湿机及蒸发机约近两百台,单机生产能力从年产明胶750T/Y至4000T/Y,共六个型号,按这些已售出的干燥机的设计生产能力计,约达年产明胶5万多吨。这些设备都在达到超过设计能力的状况下正常生产运行,且长已达十年运行的长网干燥机依然威风不减。
  长网干燥机
  很多明胶公司由于应用了天津市万丰化工设备有限公司的明胶设备,企业的生产技术面貌发生了巨大的变化,取得了良好的经济效益。大家深知这设备凝聚了明胶人几代的心血和希望。山东的一明胶公司进行设备更新,拆除了原有的蒸发机和平床干燥机,安装了天津市万丰化工设备有限公司的长网干燥机和三效蒸发机,明胶产量由日产3吨扩大到日产7吨,吨胶煤消耗降至2.7吨(原皮明胶煤耗定额6吨胶)。技术经济效益十分显著。 近十年来,明胶行业有数十家明胶公司在应用天津市万丰化工设备有限公司的蒸发机、干燥机,对全行业的降低煤耗,节约能源,降低成本的成效是巨大的。天津市万丰化工设备有限公司在研制蒸发机和长网干燥机、除湿机的过程中,也获得了重大的技术成就。自摆动式刮面换热成型机获得了国家实用专利(专利号:200420029947.7.),蒸汽压缩四效升膜蒸发机和长网干燥机、除湿机分别获得了国家技术创新项目奖励和资金资助。
  长网干燥机
  天津市万丰化工设备有限公司从事设计的工程师,曾在明胶工厂工作多年,也是明胶生产方面的专家,熟知明胶的特性,对明胶设备的设计是自主进行的科学的工艺设计和工程设计,并建立了设计数学模型。因此,设备的技术性能应用效果好,而用户范围日益扩大,生产规模也得到发展。
  明胶的干燥过程是先将明胶溶液冷却凝冻后,再用干空气带水进行干燥,明胶冻的熔点随明胶分子结构和溶液浓度有很大的变化,因此干燥负荷也随之产生变化,而给干燥带来了困难。以常规明胶液浓度25%为例,熔点约38℃,干燥空气温度高时,胶冻将溶化,在此温度时,空气干燥动力平衡点约在相对湿度RH50%,含湿量为19g/kg,此即成为明胶干燥条件的上限,因此提供低温低湿空气是明胶干燥的先决条件,而且明胶的全部蒸发水分负荷的80%是在此低温段完成的,用于干燥的空气相对湿度越低,干燥动力越大,需要的空气数量越少,越节能,超过干燥条件的上限,干燥就不能进行。这是明胶干燥机的核心技术机理。显然,没有低温低湿空气就没有明胶干燥机,关键问题是用什么型式的空气除湿机。
  八十年代,青岛明胶厂曾进口过一台长网干燥机,配置的是氯化锂干轮除湿机,时间不久,由于除湿剂氯化锂流失,干轮堵塞,空气阻力大而报废。原无极隆盛明胶公司进口的长网干燥机,用的是三甘醇除湿机,用冷冻水进行预表冷,配置冷冻机的装机容量高达300Kw,由于除湿效果不好,除湿剂流失,时间不长也报废了。
  空气冷却表冷除湿是采用冷冻机制冷冻水作冷源,空气通过冷排散热器,被冷却至露点温度17℃,含湿量13g/kg,再用蒸汽通过散热器加热至30℃,送入干燥机。其空气含湿量比氯化锂液体除湿后的空气含湿量高了一倍,38℃时相对湿度RH30%,与平衡点含湿量太接近,除了干燥动力少外,蒸发同量水分,需要多一倍的空气量,冷冻机的巨大耗电量,倍量空气的冷却,再加热,能耗十分巨大,仅电费一项,每生产一吨明胶,增加生产成本3000元以上,此种表冷除湿至今仍有应用,除了对高能耗的忽视外,也有别无良策不得已的选择的情况。
  干轮除湿机是在转轮的蜂窝体内填充晶体氯化锂,空气通过转轮后被除湿,吸湿后的氯化锂转至另一半圆,用热空气再干燥。除湿后空气含湿量可降至6g/kg,同时放出热量,使空气升温至37℃以上,再经过表冷,冷却至30℃,再送入干燥机,进入干轮的空气,必须是经过冷排表冷降温至露点温度17℃,将过量水分凝折出去,含湿量降至13g/kg,才能进入干轮除湿机。否则,蜂窝孔中的氯化锂晶体将液化,被风吹走,相当于冷却表冷除湿,再加氯化锂除湿的两极处理,仍不能避免冷却表冷除湿的高能耗。所有的热负荷均靠蜂窝载体和空气来传递,空气通过蜂窝体的阻力降大,干轮又不能做的太大,最大的做到进风量20000m3/h,而干燥机的进风量至少25000m3/h,直至90000m3/h,除湿负荷高达1000kg/h水,并且干轮随着风中灰尘的积累,使干轮通风量下降,需不断购买新的干轮,增加成本费用。所以干轮除湿对于明胶干燥机是不匹配的,也是高能耗的设备,不能用于干燥机。
  氯化锂液体除湿机是将空气通过喷淋的氯化锂溶液,空气中的水分被氯化锂液体吸收而除湿,吸收了的水分被稀释了的氯化锂溶液再喷淋,通过热空气,液体中水分再被干燥除去,可以得到低露点温度7℃的空气,含湿量为6g/kg的空气,38℃时相对湿度15%,对明胶冻的干燥动力大,干燥蒸发量是冷冻法除湿的一倍。最大的优点是冷源可以用凉水塔冷却水,也可以用河水、井水,可以不用冷冻机制冷水,运行费用成本非常低,并且氯化锂溶液具有清洗空气灰尘,杀死空气中的细菌的特点。这一特点是所有其他除湿机所没有的,而对于明胶干燥的无菌生产是非常必要的。
  八十年代以来,国内也曾有厂家制造过氯化锂液体除湿机,均由于除湿液流失,设备腐蚀,除湿效果差,及自动控制等问题没过技术关,而先后失败,从而导致制造的长网干燥机的失败。
  天津市万丰化工设备有限公司吸取了这些失败的经验教训,进行了科学的工程设计,在大量实践基础上建立工程数学模型,解决了一系列的技术关键问题,设计制造成功了氯化锂液体除湿机,至今已发展顺流式、逆流式两种形式,除湿量从300kg/h至1100kg/h,进风量25000m3/h至90000m3/h,共六个型号的除湿机,为达到技术先进的长网干燥机奠定了重要基础。
  明胶的干燥负荷也随胶液浓度变化而变化,例如胶液浓度20%的胶冻的干燥所需的蒸发量比30%的胶冻的要大70%,差不多大了接近一倍,明胶生产企业由于工艺、设备等因素而致胶液浓度差异是难免的,天津市万丰化工设备有限公司的干燥机的设计考虑到这种情况,为此对设备的设计保留了足够的上限弹性,从而使不同用户在各种外部条件变化时,仍能保证额定生产能力,也为某些用户扩大产量,创造了条件,所以几乎所有的天津市万丰化工设备有限公司的干燥机都能在超过设计生产能力下,生产运行,也是受到用户欢迎的重要原因,这是其他长网干燥机所不具备的。
  挤胶机
  挤胶机是干燥机的重要的设备,也是某些干燥机失败的设备之一。挤胶机是将明胶液冷却凝冻成凝胶条,再在干燥机上进行干燥,但并非挤成胶条,就能满足干燥机的要求,冷凝深度不足的凝胶条呈玻璃体,合格的凝冻老化的凝胶条,应当是膨松多孔的膨化体。由于光散射而呈白色,其表面积是玻璃体的数十倍,胶条堆积层的空气阻力也降低了许多,是明胶高干燥效率的关键。天津市万丰化工设备有限公司对挤胶机的设计,从材质、结构、换热工艺等多方面进行了改进,从而制造了技术性能良好的挤胶机,能在额定设计能力下稳定的产出膨化体凝胶条。同时采用了自摆动布料系统,自动布料取消了传统的用皮带运输机输送布料,从而避免了明胶在皮带机上的细菌污染。
  天津市万丰化工设备有限公司的干燥机的结构设计及技术性能都比国外公司产的干燥机好,为进入国际市场创造有利条件。例如,国外的干燥机采用轻型机架,网带是网片穿丝连接的软体网带,极易变形和损坏,大部分设备的部件是用碳钢制造的。
  天津市万丰化工设备有限公司的干燥机采用型钢高强度结构的机架、网带有刚性网架为适应食品卫生级要求,机内设备、材料均采用不锈钢。机壁也是双面夹芯保温不锈钢板,结构外观都比进口设备好。
  八十年代,焦作胶厂、兰州胶厂进口的除湿机均有氯化锂除湿液流失问题,焦作胶厂每年需要补充氯化锂粉500公斤,已成为额定消耗。兰州胶厂的除湿机,除湿液流失完了,12年没有再运行。表明进口设备设计有缺陷。
  天津市万丰化工设备有限公司先后对这二套进口的报废的除湿机进行了改造,使其恢复了生产运行。天津市万丰化工设备有限公司的除湿机设计先进,操作全自动控制,设备没有腐蚀问题,除湿效果好,没有除湿液流失现象,在运行中的数十台除湿机,从未补充过氯化锂。国外用户同样会感受其不同性能、效果而做出有利于用户的选择。
  三效升膜连续蒸发机及蒸汽压缩四效蒸发机是万丰公司所创新设计的明胶专用蒸发设备,并经过近十年的改进完善。特别适用于高粘度,高冻力的明胶液的蒸发,技术性能达到了先进水平,获得了国家创新项目奖励,并得到国际上大型明胶公司的认可和采用。
2007年某大型跨国明胶公司购买一台SMYZ-6500型蒸汽压缩蒸发机,在设备验收时,进行了全面的技术测试,蒸发水量达到6500kg/h,关键技术指标蒸汽消耗比达到26%-27%,即一公斤蒸汽蒸发4公斤水,是很先进的指标,达到了欧洲公司的降膜蒸发机26%水平。近年来向国外出口多台套蒸发、闪蒸、灭菌设备,表明天津市万丰化工设备有限公司的蒸发机的技术水平已被国际上的明胶公司所认可。
  除了全系统自动控制达到了国外的降膜蒸发机的同等水平外,在工艺和设备设计上具有很多优势。蒸汽压缩、升膜三效蒸发机,采用自主设计的系统压力平衡的工艺流程,通过设定进液量和蒸汽量后,控制壳程压力,系统的压力逐效降低,利用压力差,胶液从一效经过二效,自动流入三效,然后用泵抽出,系统可自动调节平衡,无需液位和流量自控调节,各效间没有泵,胶液在各效蒸发器均以升膜单流程通过一次受热,停留时间短,有利于保持明胶的冻力和粘度,经过测定对比,其冻力比其他类型的蒸发机约高-20g’ bloom。蒸发浓缩比可以达到5-6倍,获得高浓度产品。各效蒸发器壳程底部有冷凝水管连接管道,将冷凝水引入下一效,用凝水泵抽出。当冷凝水进入次一效时,由于沸点温度降低,而闪蒸余热被充分利用,达到节能的目的。采用蒸汽压缩装置,将系统内的部分二次蒸汽抽出,用新蒸汽压缩升温升压后作为加热蒸汽,以平衡利用二次蒸汽,从而使三效蒸发器的蒸汽消耗比达到26%的先进水平。
  全系统工艺配置了4台泵,装机容量低于降膜蒸发机,设备简洁,安装紧凑,高度适中。全系统自动控制,可自动连续运行,除开车、停车外,在无人操作下,可自动连续运行,因而曾有用户称之为傻瓜蒸发机。
  明胶的理化特性完全不同于水介质,明胶溶液是高粘度的胶体溶液,在蒸发过程中的换热系数,随胶液浓度及质量而变。当胶液浓度、质量不同时,甚至相差3-4倍之多,液体的流动性、粘度、随冻力、温度、浓度而相差很大。例如较高冻力的胶液,当浓度达到35%以上时,甚至成为半流体。蒸发机的设计必须适应其特性,服从于生产工艺要求,而不是工艺服从于设备。
  评价明胶蒸发设备的先进性,主要应用性能是:
  1、热效率高,蒸汽消耗比低,高效节能。
  2、温度低,停留时间短,不损害明胶质量。
  3、胶液具有较高的浓缩比,能获得较高的终端浓度。
  4、工艺和结构合理,维护简便,全自动化操作过程。
  5、设备安装高度低,节省用户投资。
  图6 万丰生产车间
  天津市万丰化工设备有限公司的蒸汽压缩三效升膜连续蒸发机的这几项应用性能,都比较好,国内外的明胶公司用户经过应用,逐渐认识和感知其技术的先进性后,可以预期出口的市场和范围,必将日益扩展。明胶蒸发的标准配置的设备必将被蒸汽压缩三效升膜连续蒸发机所取代。

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