国内气流粉碎机设备

20世纪80年代以来，随着国民经济的发展，越来越多的行业需要对物料进行干式超微粉碎，以提高产品质量，扩大应用范围和出口创汇，而气流粉碎法是对粉体实现超微细粉碎zui有效的设备之一。
    我们通过对气流粉碎工艺的研究，以及对轻钙、重钙、硅灰石、高岭土、膨润土、钛白粉、滑面粉、田青粉、白炭黑、塑料及人参等物料的粉碎，认为气流粉碎法强度大、颗粒规整、表面光滑、成品粒度分布窄、污染少、纯度高，可粉碎低熔点和热敏性物料，是材料领域值得推广的技术。材料经过加工，在保持原物质化学性质的同时，在磁性、光吸收、热阻、化学活性和熔点等方面表现出奇异性能，加工增值幅度很大。超微粉碎技术是近十年来新兴的一门技术，它在传统粉碎技术的基础上，将粉碎的概念大大向前延伸了。在各种超微粉碎机械设备中，目前以气流粉碎机在制药工业上的应用较为广泛，而在气流粉碎机中又以气流化床式气流超微粉碎机应用zui广。
    气流粉碎已广泛应用于化工、农药、矿产、医药、陶瓷、电子、国防、日化、轻工、纺织、冶金、食品等行业，对农药可湿性粉剂、药品、化学试剂，各种填料、颜料、染料、粉末涂料、火箭推进剂、矿产品、固体润滑材料、化妆品、食品、有色金属等进行了有效的超微粉碎，使这些物料及关联产品的质量（如粒度、悬浮率、溶解度、遮盖力、着色力、药效、吸油率、润滑性、绝缘性、粗糙度等）有明显的提高，取得了巨大的经济效益和社会效益。特别是在中药方面的应用意义更为重大，经多项研究证实，在药品生产过程中固形物料经过超微粉碎，使其处于微米甚至纳米尺寸时，该物质的物理、化学特性都将发生极大的变化，从而显著提高药品的溶出度，并能减轻药物的毒副作用。无论内服或外用，都能明显提高疗效。特别在中药领域，中药材经超微粉碎细化后，可直接用于口服，从而免除了饮片、煎煮等繁琐的工艺，大大方便了病人用药；不仅如此，经研究表明，超微细化后的中药用量，只相当于原方剂用量的十分之一，从而大大节省了宝贵的中药材资源，也有效保护了中药材种植环境。另外，通过超微粉碎技术，使难溶或微溶于水的有效成品，经细胞破壁，可明显提高药品的生物利用度。这为中医药走向世界开创了全新的途径。
1.气流粉碎机粉碎原理及机型
    气流粉碎是一种利用高速气流（300-500m/s）或过热蒸汽（300-400C）的能量使颗粒互相产生冲击、碰撞或摩擦，从而导致颗粒粉碎的设备。高速气流是通过安装在粉碎机周边的喷嘴，将高压空气或高压热气流喷出后迅速膨胀来产生的，由于喷嘴附近速度梯度很大，因此绝大部分的粉碎作用发生在喷嘴附近。在粉碎室内颗粒与颗粒之间的碰撞频率，远远高于颗粒与器壁的碰撞，也就是说气流粉碎的主要粉碎作用是颗粒之间的冲击或碰撞。
    利用气流的能是进行粉碎的想法很早就产生了，戈斯林在1882年提出了*项利用气流动能进行粉碎的，即靶式气流粉碎机；威洛比在1917年和1927年提出了对喷式气流粉碎机；直到1936年依据安德鲁的扁平式气流粉碎，在美国被制造成功，进入了真正应用的时代；在20世纪40年代出现了等截面循环管式气流粉碎机，以及变截面循环管式气流粉碎机；70年代德国Alpine公司开发了流化床式气流粉碎机。所以按照历史的发展，以及原化工部制定的ZB G90005-87专业标准-超细粉碎机械名词术语，目前气流粉碎机有5分机型，即O型气流粉碎机、扁平式气流粉碎机、靶式气流粉碎机、对冲式气流粉碎机、流化床式气流粉碎机。
    O形气流粉碎机也就是循环式气流粉碎机，粉碎腔为一垂直O形循环通路，喷嘴置于粉碎腔底部。扁平式气流粉碎机也叫水平圆盘式气流粉碎机，粉碎腔为扁平圆形，喷嘴分布于同一水平面，沿周壁等距离配置。靶式气流粉碎机就是物料在喷管中，与输入气流相混合并得到加速，混合气流经喷嘴射出后，冲击到前方的冲击靶上获得粉碎。对冲式气流粉碎机在粉碎腔内，相对安装二个喷嘴。流化床式气流粉碎机在立式圆筒形粉碎腔内底部设有喷嘴，或在壳壁径向设有喷嘴，空气经喷嘴射入，对由送料器送入筒内的物料进行加速和冲击粉碎，粉碎腔顶部设有分级器，物料在粉碎腔内形成流化床。
    目前上海化工机械三厂、宜兴清新粉体公司、西南化机、昆山、无锡及中科院等单位生产的机型，已经几乎覆盖了气流粉碎机的五种机型，但就性能来看：扁平式有自行分级能力，但进料速度影响粒度及其分布；流化床式在粉碎高分子聚合物和纤维状物料方面又不如靶式优越；所以应结合扁平式、靶式和流化床式等机型的优点，开发全新结构的新机型。
2.国内气流粉碎机机型开发与生产
    上海化工机械三厂可加工生产全部气流粉碎机机型，生产的圆盘式超音速气流粉碎机包括QS50、QS100、QSB200、QSB280、QS300、QS350、QSB500和QS600等八个规格；靶式气流粉碎机有QBN450一种规格；对喷式气流粉碎机有QDN400一种规格；流化床式气流粉碎机有QL630一种规格。
    宜兴清新粉体公司生产STJ系列扁平式气流粉碎机，JOM循环式气流粉碎机、AO型台式微型气流粉碎机、CO型小型气流粉碎机组等五种，还有OMC气流粉碎机、SPC强制涡流式干式分级机等产品。
    该公司生产的STJ系列扁平式气流粉碎机有STJ-100、STJ-200、STJ-315、STJ-400、STJ-475、STJ-560、STJ-670、STJ-750等八种规格；JOM型循环式气流粉碎机有JOM-0101、JOM-0202、JOM-0304、JOM-0405、JOM-0608、JOM-0808等六种规格；AO型台式微型气流粉碎机一种规格，CO型小型气流粉碎机组一种规格。
    国内生产气流粉碎设备除上述系列外，还有下述机型：
    西南化机股份有限公司主要生产三个系列：单喷型、对喷型和流化床型，其中单喷型包括CP-11、CP-20、CP21三种规格，对喷型包括CP-30、CP-40、CP-40L、CP-50四种规格，流化床型包括CP-100、CP-300、CP-500三种规格。
    昆山市超微粉碎机厂主要生产QYF系列流化床对撞式气流粉碎机和QYN系列超音速气流粉碎机两个系列。其中QYF系列流化床对撞式包括QYF-200、QYF-400、QYF-600、QYF-800四种规格，QYN系列超音速气流粉碎机包括QYN-100、QYN-200、QYN-400、QYN-600四种规格。
    无锡市化工机械厂（力马公司）生产扁平式气流粉碎机，JGM型共一个系列五种规格，即H-50、H-100、H-200、H-400、H-600.
    中科院下属物理所、低温中心和化冶所等单位，分别开发生产了对撞式气流粉碎机、低温气流粉碎机（可用于废旧轮胎的加工粉碎）和流化床式气流粉碎机，价格比较昂贵，生产能力不大。
3.气流粉碎机的发展方向
3.1国外发展方向
    气流粉碎的发展从戈斯林开始，经历了安德鲁的扁平式气流粉碎机的成功，发展了约一百年的时间，技术的发展已趋向成熟，形成了稳定的五种典型的机型。目前国外应用较多的是流化床式气流粉碎机，但整个技术领域发展的重点已经转向以下几个方面：
    （1）开展对粉体工程机理的研究，使之系统化、理论化；
    （2）深化混合、干燥、造粒、包覆等工艺与粉碎联合进行；
    （3）解决高分子聚合物和弹性物料的粉碎，满足技术经济的要求；
    （4）规范不同方法粒度测定的不一致性，提高数据的重复性；
    （5）提高生产能力，降低能量消耗，使单位产量的能耗*等。
3.2国内发展方向
    由于国内气流粉碎的发展起步较晚，在加强交流和合作的基础上，研究开发的5种机型与国外相一致。但由于机械的加工精度等问题，使我们的气流粉碎设备还落后于发达国家，市场上还是以扁平式气流粉碎机为主，对冲式气流粉碎机和流化床式气流粉碎机的应用还比较少，推广应用还是当前发展的重点。
    大型流化床式气流粉碎机主机系统由空压机、空气净化器系统、超音速气流粉碎机、分级机、旋风分离器等组成。中、小型流化床式气流超微粉碎机，通常将超音速气流粉碎机、分级机及旋风分离器组合成一体机，可大大节省占地面积，有利于安装、运输和使用。
    目前在行业生产中所使用的流化床式气流超微粉碎机，虽然涵盖了多喷管、流化床、卧式分级及气体密封等技术，实现了流场多元化、料层流态化及卧式分级化的体系。但是，由于这种粉碎模式所设计的喷嘴沿粉碎室内壁呈平行、对称排列，只在单一平面内形成对射（即水平对喷），从而使得待粉碎的物料，只能在一个近似平面的范围内进行粉碎，这就导致了以下几种缺陷：
    （1）粉碎室的底部为卸料方便，都设计成了圆锥形，由进料装置送入粉碎室内的物料，一旦落入设在粉碎室下方的圆锥体内，物料即进入了一个盲区，无法继续进行粉碎。
    （2）粉碎区域于一个近似平面的范围内，面积狭窄，使得物料受到气流夹带、冲击、挤压和摩擦的机会相对较少。
    （3）传统结构使得物料在被粉碎过程中，其流态化状态于喷嘴的上方，而沉积于粉碎室下方锥体内的物料不能形成流态化状态。
    以上缺陷是造成传统流化床式超微气流粉碎机能耗较高、效率偏低的主要原因。
    国内比较有价值的气流粉碎并不多，其中北京超越合众技术有限公司徐宝东独立开发设计的“喷旋式气流粉碎机”是比较有价值的国家发明，其结构不同于上述5种机型。根据性能测试的数据，性能达到同类产品水平，而且在同样原料和粉碎细度的情况下，处理能力明显高于同类产品。