食鹽加碘的生產工藝研究
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原料鹽從原鹽皮帶機上卸入原鹽緩沖料倉中，當高料位傳感器亮，自動卸料器升高，同時閘門自動開啟，定量螺旋輸送機、后配混合器、臥式螺旋拋鹽混料機開始運行，設置1s～2s的延時，噴碘裝置噴出碘液，同時去濕裝置與除塵裝置開始運行。技術方案(見圖1)可以分為三個部分:定量給料、噴碘裝置與混料部分。
1定量給料
采用皮帶供料，原鹽通過1條皮帶輸送到頂層，當原鹽料倉的下料位傳感器有要料信號后卸料器的閘板放下開始卸料，原鹽料倉的上方有上料位傳感器，當上料位傳感器有信號后，卸料器閘門提起，停止卸料。該原鹽料倉可將皮帶上的原鹽儲存起來，保證后端混料設備的連續(xù)運行。同時通過攪拌裝置、自動閘門與定量螺旋輸送機使原鹽均勻的進入混料系統(tǒng)，攪拌裝置可以防止原鹽料倉中的鹽結塊，自動閘門可以調節(jié)鹽的流量，定量螺旋輸送機可以使原鹽均勻的進入后配混合器。定量給料的關鍵在于通過攪拌裝置使鹽流入定量螺旋輸送機的流量要基本恒定，而流量要基本恒定，緩存料倉的食鹽要全部處于均勻下降的運動狀態(tài)，并貼著垂直部分的倉壁和收縮的料斗壁滑移，流通產生的壓力要作用在整個料斗和垂直部分的倉壁上。應用布朗—霍克斯雷—克瓦畢爾的橢圓體流動理論和詹尼克(Jenike)的塑性體流動理論對倉流現(xiàn)象進行理論分析，如圖2。一次流動橢圓體是B、E交界面，其長軸是垂直的，顆粒群成團運動;二次橢圓體即C本身，其內料流是顆粒的各自運動;橢圓體內產生垂直降落和滾動兩種運動，邊界之外，沒有運動;一次橢圓體以內的物料，產生整體流動;一次橢圓體是二次橢圓體的15倍。為了保證原鹽流量基本恒定，要盡量消除原鹽料倉中物料的多少和顆粒的不均對流量的影響，設計了振動裝置與攪拌裝置，振動裝置是為了保證原鹽料倉中原鹽顆粒的均勻，攪拌裝置是為了保證原鹽流出閘門時受到的壓力基本一致(如圖3)。同時采用定量螺旋輸送機對原鹽進行輸送，螺旋輸送機的規(guī)格與輸送能力如表2。表2中螺旋直徑按315mm，螺距按315mm，轉速按80r/min設計。
2噴碘裝置
采用定量加碘原理，將生產線物流輸送通過相關設備轉化為恒定的流量，加碘量大小可以根據(jù)流量適時調節(jié)，使加碘量與物流流量相匹配，保證生產碘鹽的碘含量。加碘后物料需經混合設備充分混合，達到碘鹽的碘含量的均勻度。噴碘裝置包括小車、攪拌罐、保溫桶、噴碘組件，攪拌罐、保溫桶、噴碘組件分別安裝在小車上，攪拌罐的排液管與保溫桶的有機玻璃管相連，保溫桶的回流管、排液管分別與噴碘組件的溢流閥、隔膜式計量泵輸入端相連。攪拌罐安裝在高位，保證了和保溫桶有一個高度差以便溶液能順利轉入保溫桶內。攪拌罐用來均勻攪拌配對溶液，保溫桶用來給液體加溫保證溶液溫度在40℃左右，噴碘組件主要作用就是定量的將溶液均勻噴灑在鹽上。噴碘裝置(如圖4)給批量鹽進行定量加碘，可根據(jù)生產的需要可隨時更改其鹽的含碘量噴碘流量大小，能適應不同生產規(guī)模的需要。為了在產能達到30t/h的前提下，加碘精度達到21mg/kg～26mg/kg，在設計上更換了隔膜式計量泵，可以滿足各種嚴格的工藝流程需要，流量可以在0%～100%范圍內無級調節(jié)。依據(jù)V選定量泵、根據(jù)生產量的大小可以選擇不同規(guī)格的定量泵與噴嘴，保證加碘量的穩(wěn)定性。定量泵進口隔膜泵，同種規(guī)格的定量泵也可在一定范圍內手動調節(jié)其沖程長度與吐出流量，達到調節(jié)噴碘量的目的，使噴碘量與原鹽輸送量相匹配，保證碘鹽的碘含量;穩(wěn)壓罐可以將定量泵產生的脈沖壓力與流量，轉化為穩(wěn)定線性的壓力與流量，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定工作;噴嘴在穩(wěn)定的壓力與流量的情況下，可將碘酸鉀溶液以霧狀均勻的噴灑在原鹽中，有利于后續(xù)的混合均勻。定量泵管路系統(tǒng)由泵護罩、隔膜式計量泵、泵接頭、支撐角鋼、噴碘穩(wěn)壓罐、壓力表、球閥、電磁閥、噴嘴、接頭和溢流閥組成，在泵護罩外可調節(jié)隔膜式計量泵的流量大小也可調整溢流閥的設定壓力，通過安裝在泵護罩外部的壓力表可隨時觀察到整個裝置內部的壓力。見圖5、圖6。
3混料部分
為了提高噴碘的精度，采取增加混料時間，為此主要做了兩部分改進，一是通過更改后配混料器筒體葉片的角度，延長了混料的時間;二是增加了拋鹽混料的過程。見圖7、圖8。筒體長度3m，葉片共7圈均勻分布，一圈為直邊，一圈為斜邊，直邊主要是起混料的作用，斜邊主要是起輸送的作用。同時，后配混合器的安裝角度也很重要。經過后配混合器混合后，為了進一步使混合更均勻，增加了拋鹽螺旋混料機，通過拋鹽片使混合效果更均勻。
在加碘生產線驗收階段，由鹽廠對食鹽含碘量進行了檢驗。見表3。此加碘生產線食鹽碘含量通過檢測，加碘精度可以達到21mg/kg～26mg/kg，可以滿足《食用鹽碘含量》(GB26878—2011)的要求，并在不同地區(qū)銷售。
為了滿足食鹽輸送量30t/h，加碘精度21mg/kg～26mg/kg，公司在設計上優(yōu)化了定量給料，重新設計了緩存料倉的大小，通過增加振動裝置與攪拌裝置，使食鹽通過自動閘門流入定量螺旋輸送機的流量基本恒定，同時改進了噴碘裝置，重新計算噴碘流量V，依據(jù)V選定量泵、根據(jù)生產量的大小可以選擇不同規(guī)格的定量泵與噴嘴，保證加碘量的穩(wěn)定性，同時對混料部分進行了優(yōu)化，為了使混料效果更均勻，公司重新設計了后配混料器葉片，并增加了二次混料過程。通過以上改進，生產線在滿足生產能力的條件下，加碘精度大大提高，可以達到《食用鹽碘含量》(GB26878—2011)的要求。（本文作者：萬雄武、樂綜勝、榮亮、程亮、段文武 單位：武漢人天包裝技術有限公司中南包裝機械研究所）