李洪昌

(山东中评恒信资产评估有限公司,山东 济南 250098)

国内目前的食用盐种类不能满足市场多样化的需求,在一些发达国家,按照包装规格、使用用途、口味、颗粒大小等进行了分类,类别众多,对于消费者不同需要,生产多种类、多类别的盐产品必将成为食用盐行业趋势。粉洗盐是粉碎洗涤盐的简称,指对原料盐经过粉碎、洗涤,除去杂质、提升纯度、增加白度,均匀颗粒等加工的盐。该产品一般采用大粒优质海盐、湖盐为原料进行深加工得到的食用盐产品,可直接用于餐饮,对于增强身体健康、提高儿童智力,防治碘缺乏病等就有良好的效果[1-2],产品质量达到GB 5461—2000标准,质量指标详见表1。

表1 粉洗盐质量标准

我国对食用盐生产的标准将越来越严格,消费者对盐产品的要求越来越高,食用盐生产加工厂家的生产成本将不断增加。目前粉洗盐生产加工需要对生产工艺,生产设备通过生产改造、工艺革新等方式来增强企业的竞争力。企业从工厂初期的规划设计、设备选型以及设备材质确定等方面,将按照最新的标准和规范执行,这是粉洗盐生产企业必须面对的问题。本文通过介绍我国近些年来粉洗盐新的生产工艺、生产技术以及新型设备的发展及应用,为粉洗盐加工企业提供必要的帮助,同时对以后粉洗盐加工企业的新建、设备选型、技术革新提供参考。

1 工艺流程

目前粉洗盐行业主要采用1级粉碎2级洗涤、1级粉碎3级洗涤、2级粉碎3级洗涤的生产工艺,但是粉碎机与洗涤设备的排列顺序不同,对粉洗盐的成品的粒度、品质影响较大。常见的洗涤破碎排列方式主要有以下几种:

1)原料盐→一级粉碎机→一级洗涤设备→二级洗涤设备→离心脱水;

2)原料盐→一级洗涤设备→二级洗涤设备→离心脱水→一级粉碎机;

3)原料盐→一级洗涤设备→一级粉碎机→二级洗涤设备→离心脱水;

4)原料盐→一级洗涤设备→一级粉碎机→二级洗涤设备→二级粉碎机→三级洗涤设备→离心脱水;

5)原料盐→一级洗涤设备→一级粉碎机→二级洗涤设备→三级洗涤设备→离心脱水→二级粉碎。

笔者经过对天津、山东、广州等多家粉洗盐生产企业的走访调查,对比以上企业的生产工艺及产品的粒度、白度、固体不溶物占比后,认为(原料盐→一级洗涤设备→一级粉碎机→二级洗涤设备→二级粉碎机→三级洗涤设备→离心脱水)所列示的工艺流程最为合理,生产出的产品品质最高。

通过以上洗涤、粉碎、离心脱水流程的处理可以获得含水量2%～3%的精制湿盐,如果企业有湿盐市场,以上产品即可上市销售。鉴于湿盐储存容易结块,不便于保存,一般粉洗盐工艺流程还包含干燥系统、筛分系统、包装系统,完整的工艺流程见图1。

图1 工艺流程图

2 主要设备的选型

2.1 原盐储存系统

原盐储存系统一般包括原盐储存仓库、原料盐料仓。

为保证生产的连续稳定运行,企业需要根据生产规模的需要建造原盐储存仓库,用于储存生产使用的原料盐,一般仓库的原盐储存量不少于一天的使用量,具体根据企业距离原料产地的远近及运输方便程度确定。原料盐的质量越高,生产出的成品盐的品质通常越高,为保证原料盐的清洁度,通常原料盐仓库需要用混凝土硬化处理。

原料盐料仓一般采用316L不锈钢材料焊接而成,原盐料仓须配有料位计,以便保证料仓出料口的定量输送螺旋出料均匀,不会出现定量输送螺旋空转不出料的情况。原料盐一般含有7%以上的水分,导致原料盐黏度较大,容易堆积,造成原料盐料仓出料口出料不畅、原料盐堆积的情况,鉴于以上原因,设计师在设计料仓时出料口的角度不能小于60°,且料仓需要配置电动振打器,通过PLC控制程序设定电动振打器定期启动,保障原料盐不黏壁,不堵塞出料口。

2.2 输送设备

输送设备一般包括,定量螺旋输送机(图2)、皮带机、螺旋输送机、斗提机等设备。根据项目的现场空间要求选取合适的设备。

图2 定量螺旋输送机

定量螺旋输送机又叫螺旋给料机,是对粉状、颗粒状物料进行控制给料、动态计量、连续输送的生产计量设备。20世纪90年代我国从西班牙进口成套粉洗盐精制设备,首次把定量螺旋输送机应用于粉洗盐行业。定量螺旋输送机在调节生产能力、控制生产节奏以及保障粉洗盐生产线的正常稳定运行等方面均起到了非常大的作用,目前已在粉洗盐行业中广泛使用。

皮带输送机,一般用于定量螺旋输送机出口至一级洗涤设备中间,如果项目现场空间没有特别的要求,尽量采用皮带输送机输送原料盐,皮带输送机除造价低、输送能力强、结构简单、维护方便等优点外,还具有以下几种螺旋输送机、斗提机等输送设备不具备的优点。第一皮带输送机上部便于安装除铁器,可以有效清除原料盐中夹带的铁器异物,防止铁器进入后工序的粉碎机、离心机、离心泵等运转设备中,造成运转设备的损坏。第二皮带输送机属于开放式设备,在皮带输送机两侧加装安全护栏后,可以人工对皮带输送机上面较大的泥块、石块等异物进行挑拣清除。如现场空间比较狭小,空间受限,原料盐需要提升的高度较高,可以优先选用斗式提升机。

2.3 洗涤粉碎系统

该系统为粉洗盐工艺中的核心部分,对粉洗盐成品的品质具有决定性的作用,正确的选择设备至关重要。洗涤粉碎系统主要包括粉碎设备、洗涤设备。

粉碎设备,粉碎机是将大尺寸的固体原料粉碎至需要尺寸材料的机械,一般包括对辊式、锤片式、刀片式。对辊式粉碎机具有高效率及高出力的优点,比其他破碎机提高了20%以上的生产效率;物料粉碎精度比较高,有利于提高产品的品质,物料碎粒均匀,可以达到良好的处理效果;对辊粉碎机的运行成本低,无需消耗大量的能源,耗电量低,能够降低成本,同时运行噪音低,操作环境良好,安全可靠。锤片式粉碎机具有很高的粉碎比,产品粒较径比较小;破碎粘湿物料时,易堵塞蓖条筛缝,为此容易造成系统停机。刀片式粉碎机其主要特点是,采用高速旋转的刀片将物料切割成小块,该设备主要适用于粉碎硬度比较低的物料,例如塑料、橡胶、纸张等。粉洗产品盐粒度要求较高,粒度适中的均匀的粉洗盐市场价格更高,市场上更受欢迎,而粉末盐的市场价格一般较低,鉴于粉洗盐以上的特点,粉碎设备应选择出料粒度均匀,粉末料较少的对辊粉碎机。

洗涤设备,粉洗盐行业洗涤设备一般包括螺旋洗盐机、搅拌洗盐机、逆流洗盐机。

螺旋洗盐机分为单螺旋和双螺旋等,靠螺旋转动,起到搅拌洗涤和运输作用,洗涤液从洗盐机中间用喷头喷淋进入洗盐机,与物流行进方向相反,进行逆流搅拌洗涤,密度小的杂质从尾部溢流槽漂浮溢出,密度大的沉淀杂质沉入洗涤池底部,定期从排污阀排出;该机洗涤效果好,是清除可溶性杂质及泥沙的最佳选择,多用在原盐及中粗粒径盐的洗涤,即一级洗涤设备。

搅拌式洗盐机主要由筒体、搅拌机组成,盐浆由上部进入筒体,在桨叶的搅拌作用下,洗液对盐颗粒产生强烈的冲刷、碰撞,并形成反向冲刷洗涤,使颗粒表面杂质与颗粒分离,达到清洗目的;盐浆从底部通过盐浆泵抽出,洗涤液从上部溢流堰溢出,通过地沟或管道流入洗液沉淀池。

逆流洗盐机为椎状容器设备,盐浆由前段工艺洗涤后由设备上部进入,洗液从设备中下部进口进入,盐颗粒在重力作用慢慢沉降,盐颗粒在沉降的过程中与洗液充分混合接触、碰撞并进行浮选;洗涤后的盐浆由逆流洗盐机下部排出,洗液及可漂浮杂物由溢流堰排出,通过地沟或管道流入洗液沉淀池;该设备不仅具有洗涤的作用,还具有增加盐浆的浓度的稠厚作用,使进入离心机的盐浆浓度增大,提高离心机的效率。

企业在选择设备时可以根据原料盐的品质,对洗涤设备进行选择。如果原料盐品质较高,里面包含的泥沙等杂物较少,可以选择螺旋洗盐机、搅拌式洗盐机组成的两级洗涤工艺即可。如果原料盐品质较差,里面包含的泥沙等杂物较多,应选择螺旋洗盐机、搅拌式洗盐机、逆流洗盐机组成的三级洗涤工艺。

2.4 离心脱水系统

离心脱水系统核心设备为离心机,离心机是利用离心力,分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。离心机分为过滤式离心机和沉降式离心机,过滤式离心机主要是通过高速旋转的离心转鼓产生的离心力,配合适当的滤网,将固液混合物中的液相通过离心力甩出转鼓,而将固相留在转鼓内,达到分离液体和固体的效果或者俗称脱水的效果;沉降式离心机的主要是通过转子高速旋转产生的离心力,增加混合液中不同比重的液相或固相的沉降速度,把混合物中不同密度、不同沉降系数物质进行分离。

鉴于粉洗盐的物理特性,过滤式离心机更加适合粉洗盐的分离。目前国内主要采用卧式双级推料离心机,卧式双级推料离心机是一种两级转鼓,连续生产的高效离心机,该离心机能在额定转速运转下,连续进行进料、分离、洗涤、卸料等工艺操作;具有操作连续、产量大、运行稳定、效率高等特点,物料在一级和二级转鼓内可充分脱水,盐饼的含水量比较低,产品水分可达到2.5%以内。根据笔者对国内多家盐生产厂家的了解,目前国内使用较多的进口离心机主要为瑞士福莱姆有限公司生产,国内品牌的离心机近些年技术也已非常的成熟稳定,其中浙江轻机实业有限公司、重庆江北机械有限责任公司生产的卧式双级推料离心机在国内盐行业广泛应用,并获得不错的口碑。

2.5 干燥除尘系统

干燥除尘系统主要包括,鼓风机、引风机、干燥机、旋风除尘器、布袋除尘器或者湿式除尘、干燥热源设备等,其中干燥机为该系统的核心设备。

干燥机是用于进行干燥操作的设备,通过加热使物料中的湿分,一般指水分或其他可挥发性液体成分汽化逸出,以获得规定含湿量的固体物料。目前粉洗盐行业中应用较多的干燥机主要有流化床干燥机、气流干燥机、滚筒干燥机,其中流化床干燥机应用最为广泛。流化床干燥机全称为流态化床干燥机,又称沸腾床,是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态,将大量固体颗粒悬浮于运动的流体之中,从而使颗粒具有流体的某些表观特征的设备。结合国内外粉洗盐行业单套产能较小的特点,使用振动流化床效果较好,振动式流化床可以在较低的气流速下流化,从而降低了对风机风速、风压的要求,减少能耗,降低生产成本。

除尘系统一般包括旋风除尘器、布袋除尘器、湿式除尘,目前粉洗盐行业主要采用两级除尘旋风除尘器和布袋除尘器的组合,或旋风除尘器和湿式除尘器组合。旋风除尘器借助于离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁,再借助重力作用使尘粒落入灰斗,旋风除尘器是由进气管、排气管、圆筒体、圆锥体和灰斗组成,结构简单,易于制造、安装和维护管理,设备投资和操作费用都较低,通常旋风除尘器的除尘效率为90%以上,适用于作为粉洗盐除尘系统中的一级除尘器。

布袋除尘器是一种干式滤尘装置,它常用于捕集细小、湿度较小的粉尘;滤袋一般采用滤布或非毡制成,利用滤袋对含有粉尘气体进行过滤,当气体进入布袋除尘器后,颗粒较大及密度大的颗粒,在重力的作用逐渐下沉,落入布袋除尘器灰斗,含有粉尘的气体在通过滤袋时,粉尘被过滤掉,从而得到洁净的气体。布袋除尘器除尘效率比较高,一般在99%以上,适用于作为粉洗盐除尘系统中的二级除尘器。

湿式除尘器是利用洗涤液(一般为水)与含尘气体充分接触,将粉尘洗涤下来而使气体净化的方法。这种除尘方器除尘效率高、结构简单、设备体积小、维护方便,比较适合于处理温度高、湿度高的气体;湿式除尘效率较高,一般除尘效率在98%以上,适用于作为粉洗盐除尘系统中的二级除尘器。

布袋除尘器的优点是能够回收干燥的物料,没有二次需要处理的附属物,但是其内部的除尘滤袋容易损坏,更换比较麻烦,且维护、维修费用相对较高。湿式除尘器结构简单、造价低、占地面积小、操作维修方便,但是会产生需要处理的二次洗涤水。企业可以根据现场是否方便处理洗涤水的现状,选择布袋除尘器或湿式除尘器作为二级除尘器。

2.6 筛分系统

筛分系统一般包括筛分设备、色选机等设备。

筛分设备是利用筛子将粒度范围较宽的颗粒群按颗粒的大小分成不同级别的设备,一般分为滚筒筛、固定筛、振动筛、摇动筛等。

在粉洗盐行业中振动筛、滚筒筛应用较为广泛。振动筛具有带平面筛面的矩形筛箱,筛箱用弹性元件支承(或吊挂)在机架上并用激振器进行激振,其振幅受给料及其它动力学因素的影响,可以改变;振动筛的振动频率高、振幅小、物料在筛面上做跳跃运动,因此处理能力和筛分效率都较高。滚筒筛是分选中应用非常广泛的一种设备,是通过对筛分物粒径大小来控制垃圾分选的,分选精度高,滚筒筛的筒体一般分多段,可视具体情况而定,筛孔由小到大排列,每一段上的筛孔孔径相同。滚筒筛运行平稳、噪声较低、结构简单、维修方便、筛分筒可封闭,易于密闭收尘,但是粉洗盐中有较多的楔状盐颗粒,该类颗粒统一嵌入筛网中,无法脱出造成筛网堵塞,某些企业最初采用人工定期用毛刷清理的筛网,现在滚筒筛一般都配备了自动清网装置,采用橡胶条或者其他方式定期对筛网自动清理,从而大大提高了生产效率。

色选机是根据物料光学特性的差异,利用光电探测技术将物料中的异色颗粒自动分拣出来的设备;色选机主要由给料系统、光学检测系统、信号处理系统和分离执行系统组成;随着现代食用盐行业的对品质的要求越来越高,色选机也逐渐应用到粉洗盐行业中,色选机的应用大大地提高了粉洗盐的品质。

2.7 包装系统

包装系统主要由包装设备、皮带机组成。包装设备为能完成全部或部分产品、商品包装过程的设备,包括充填、裹包、封口等主要工序,以及清洗、堆码和拆卸等工序;此外,某些包装还包括计量或在包装件上盖印等工序;使用机械包装产品可提高生产率,减轻劳动强度,适应大规模生产的需要,并满足清洁卫生的要求。

3 结论

工艺流程的选择和生产设备确定,对企业非常重要,详细介绍了国内外粉洗盐生产的新型工艺、新型设备的应用情况,为粉洗盐生产企业的发展提供借鉴,同时对粉洗盐生产企业的新建、技术革新以及设备选型提供必要的参考依据。