摘要：通過對磨機種類、性能、特點等分析研究，提出采用砂磨機的物理運轉(zhuǎn)和自身多種優(yōu)勢組合的利用，從機械物理的角度來研究并解決種衣劑生產(chǎn)工藝中出現(xiàn)的懸浮穩(wěn)定性問題，指出砂磨機能使種衣劑達到分散均勻、不分層的理想效果，是目前解決種衣劑懸浮穩(wěn)定性必不可少的途徑。
關(guān)鍵詞種衣劑；懸浮；臥式砂磨機；剪切
種衣劑生產(chǎn)中存在著分散不均勻、沉降快、懸浮性差等諸多問題，顆粒細度和粒度分布是影響懸浮體系物理穩(wěn)定性的主要因素，也是種衣劑研究中的關(guān)鍵問題，而解決細度問題的主要手段是提高加工過程的研磨效率[1]。解決種衣劑懸浮問題有兩條途徑，其中之一就是通過機械物理的角度來改善和解決種衣劑懸浮穩(wěn)定性問題。從目前的文獻資料來看，對砂磨機在農(nóng)藥制作業(yè)的使用和種衣劑生產(chǎn)工藝中的作用論述的很少，主要憑借經(jīng)驗進行實際操作，沒有系統(tǒng)的研究、分析。本文通過我們多年使用臥式砂磨機從事種衣劑生產(chǎn)，經(jīng)過多次的篩選試驗、研究、分析，多年實踐經(jīng)驗的積累，探析出臥式砂磨機能有效地解決種衣劑懸浮穩(wěn)定性問題的原因、方法和適宜操作，從目前的發(fā)展趨勢看，臥式砂磨機是解決種衣劑生產(chǎn)工藝中必不可少的手段和途徑。
1生產(chǎn)種衣劑機械設(shè)備的種類、特點
1.1 生產(chǎn)種衣劑的設(shè)備種類
在國內(nèi)，生產(chǎn)種衣劑普遍使用的機械設(shè)備是高速攪拌機和砂磨機的組合，在這里著重了解砂磨機。在種衣劑生產(chǎn)中起重要作用的機械設(shè)備是砂磨機，它是可連續(xù)生產(chǎn)的研磨分散機械，用于研磨固/液相懸浮體的設(shè)備，系濕法粉碎精細研磨設(shè)備，作懸浮劑和種衣劑生產(chǎn)的必要設(shè)備，使用砂磨機有兩個階段：立式砂磨機階段和臥式砂磨機階段。
1.2立式砂磨機的特點
立式砂磨機具有良好的多種耐磨、耐腐蝕性材料，能消除設(shè)備對物料的變色污染，具有強化冷卻系統(tǒng)，快速簡便的換色清洗功能，適應(yīng)各種粘度條件的研磨與分散，其中棒銷式砂磨機可用于中高粘度物料的超細研磨，如膠印油墨、報印油墨等等，可根據(jù)研磨工況調(diào)節(jié)簡體容積，降低起動負荷，提高研磨分散效率。另外有一種可調(diào)容積立式密閉砂磨機主要用于中等粘度，如：油漆、涂料、染料等等，分散軸采用整軸型，下部有可調(diào)心支撐，提高分散軸的穩(wěn)定性。在種衣劑生產(chǎn)中立式砂磨機容量小，開放式的運轉(zhuǎn)，污染大、浪費大、易揮發(fā)，對操作人員身體損害大，不利于環(huán)境保護，生產(chǎn)量較小、效率低，不適合農(nóng)藥生產(chǎn)的要求。
1.3臥式砂磨機的特點
臥式砂磨機具有精細研磨的功能，物質(zhì)粒度分布小，有良好的多種耐磨蝕材質(zhì)，采用特殊材料可消除設(shè)備對淺色物料的變色污染。全密封結(jié)構(gòu)，減少溶劑揮發(fā)，有效防止物料干枯結(jié)皮，降低環(huán)境污染。操作、換色、清洗簡單方便，物料在密閉情況下進行連續(xù)生產(chǎn)。臥式砂磨機有圓錐型臥式砂磨機和水平型臥式砂磨機，臥式砂磨機的最大特點是全密閉、噪音小、操作簡便，可以根據(jù)不同粒度要求變換研磨介質(zhì)，在種衣劑生產(chǎn)中對人體具有一定的保護作用，利于周圍環(huán)境保護，生產(chǎn)量較大、效率高，普遍適合應(yīng)用在農(nóng)藥制作生產(chǎn)里。
2砂磨機與種衣劑的關(guān)系
2.1種衣劑生產(chǎn)中出現(xiàn)的懸浮穩(wěn)定性問題
種衣劑是一種高效、安全的農(nóng)藥，它是以液相的形式存在，在液體中不僅有一種或一種以上的原藥，還有各種有效助劑，多種物料的粒度不一樣，其中有可溶性的物料和不可溶性的物料，可溶性的物料也有粒度大小之分，多種物料在液體中混合，勢必造成種衣劑的分層、沉淀、懸浮性能較差，種衣劑中分散相粒徑一般在4μm以下，介于膠體與粗分散體系之間，易于受重力作用而沉降分層，另外其表面積大，具有較大界面，有自動聚集的趨勢，屬于動力學(xué)和熱力學(xué)不穩(wěn)定體系[2]。因而在種衣劑體系的物理穩(wěn)定性研究中需要考慮沉降與聚集兩方面的問題[2]。種衣劑中的有效成分很多沉淀到底部，使用過程中如果不能攪拌均勻，會造成藥效不能均勻的發(fā)揮，也不利于種子處理過程中農(nóng)藥均勻地分布在種子的表面。雖然種衣劑配方合理，對農(nóng)作物的病蟲害有較好的抑制作用，但由于種衣劑中各種物料不能均勻地分布和不能均勻地釋放，給種子處理帶來了隱患，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了不必要的影響。
2.2解決種衣劑懸浮問題的機械物理途徑
2.2.1通過臥式砂磨機的物理運轉(zhuǎn)，解決種衣劑中出現(xiàn)的分層、沉淀的懸浮問題。
首先物料在物料缸中混合攪拌，由送料泵把混合后的物料送入砂磨機的機身筒體內(nèi)，筒體內(nèi)有分散盤套在分散軸上，由電動機通過三角帶作高速轉(zhuǎn)動，分散軸上的分散盤帶動研磨介質(zhì)運動而產(chǎn)生摩擦和剪切力使物料得以研磨和分散，使粒度大小不一的物料都成為較均勻的微粒，再由出料口流出后進行分裝。由于臥式砂磨機采用機械密封使之達到全密閉，從而消除生產(chǎn)中溶劑揮發(fā)損失，減輕了環(huán)境污染。
2.2.2臥式砂磨機對試驗對象砂磨的數(shù)據(jù)分析。
累積10%粒徑：0.19μm；累積50%粒徑：0.65μm；累積90%粒徑：1.66μm；累積97%粒徑：2.82μm；平均粒徑：0.95μm（見表1）。
2.3研磨介質(zhì)與懸浮性的關(guān)系
2.3.1根據(jù)不同的要求選擇不同的研磨介質(zhì)。
目前國內(nèi)研磨介質(zhì)有玻璃球、氧化鋁球、硅酸鋯、氧化鋯球等，其中玻璃球的耐磨性比較差、體積大，一般研磨要求較粗的物料。而氧化鋯球體積小耐磨性強，適用于研磨要求較細的物料。研磨球采用何種介質(zhì)要根據(jù)被研磨物料的分散性、細度和粘度來進行選擇，原則就是：物料越硬應(yīng)隨之選用較硬的介質(zhì)，產(chǎn)品要求越細，介質(zhì)粒徑越細，且裝填量相應(yīng)增加；被研磨物料粒徑較粗，選用介質(zhì)粒徑應(yīng)越大。一般在生產(chǎn)懸浮種衣劑時選用的研磨介質(zhì)為1.5～2mm。
2.3.2研磨介質(zhì)裝填量的多少與懸浮性的關(guān)系。
一般砂磨機裝填研磨介質(zhì)的裝填參考數(shù)值為簡體體積的75%，在這個參考數(shù)值的基礎(chǔ)上，根據(jù)研磨要求上下浮動。在通常的情況下，按照參考數(shù)值來填充研磨介質(zhì)就能到達要求，但如果需要種衣劑懸浮度更好、更加穩(wěn)定，就需要更細的研磨，在參考數(shù)值的基礎(chǔ)上增加研磨介質(zhì)的數(shù)量，使單位容積相同的情況下，增加研磨介質(zhì)數(shù)量也就減少物料存在的空間，有利于種衣劑能更好地在砂磨機里砂磨，物料粒度越小，懸浮性就越好，才能到達更高的要求。我們通過1臺50L的臥式砂磨機，在試驗物料相同、研磨時間相同、數(shù)量等同的條件下進行試驗，安排5個處理，試驗結(jié)果通過JL－1166型激光粒度測試儀測試，試驗結(jié)果為：通過增加研磨介質(zhì)的數(shù)量，能到達減少物料粒度，從而到達增加懸浮度的效果，但增加的幅度要在砂磨機容積的安全范圍內(nèi)，根據(jù)我們多年實踐的結(jié)果，增加幅度在20%內(nèi)為佳（見表2）。
2.4多臺砂磨機與懸浮性的關(guān)系
種衣劑中的各種混合物料通過砂磨機的研磨達到一定的細度和粘度，粒度小、重量輕、懸浮性能就好，種衣劑濃度達到規(guī)定的標準，才能對農(nóng)作物起到殺蟲滅菌的作用。降低種衣劑中各種物料粒徑的方式，還需通過砂磨機的重復(fù)研磨來達到要求的標準。通過我們多年的實踐和試驗表明：一般經(jīng)過3次的研磨，物料的粒徑就能達到小于4μm；具體方法是串聯(lián)3臺砂磨機，每臺砂磨機中簡體裝的研磨介質(zhì)的粒徑不一樣，通常排列順序為由粗到細。種衣劑由第1臺砂磨機研磨后，通過裝料桶進入第2臺砂磨機中繼續(xù)研磨，在機體中裝填的研磨介質(zhì)比前臺要小，最后進入第三臺砂磨機中研磨后定包裝。
2.5解決種衣劑的懸浮問題的其他物理途徑
2.5.1延長物料在筒體中的研磨時間。
除了變換研磨介質(zhì)的粒徑大小來達到分散均勻的途徑外，還可以通過延長物料在砂磨機筒體的研磨時間來達到降低物料粒徑的方法，能使物料充分在研磨介質(zhì)的摩擦和剪切力的作用下充分地分散，達到更好的懸浮作用。通過試驗?zāi)艹浞至私獾竭@種途徑可以降低物料的粒徑。具體試驗為在同樣的種衣劑、同樣的研磨介質(zhì)不變的情況下，分5組試驗進行砂磨，砂磨的種衣劑通過JL－1166型激光粒度測試儀的測試，從試驗的結(jié)果得出的結(jié)論為：①在其他條件不變的的情況下，延長物料在砂磨機筒體的研磨時間能降低物料的粒徑，達到使種衣劑分散比較均勻、懸浮性良好的效果。②在一定的時間段，通過延長研磨時間能達到使種衣劑分散均勻的效果，超出這個時間段效果就不明顯（見表3）。
3結(jié)論與討論
（1）在使用臥式砂磨機的時候，要考慮物料的粘度、溫度等問題，如果物料屬于高粘度性，在研磨過程中會造成砂
磨機的高熱并停止工作；如果物料屬于溫度閾很低，在使用過程中也會造成物理化學(xué)反應(yīng)，這些問題還有待于在具體實踐中進一步研究。
�。�2）砂磨機在種衣劑生產(chǎn)加工過程中可提高研磨效率，使各種不同的介質(zhì)能充分分散，起到重要的作用。這種作用主要是從機械物理的途徑解決了種衣劑的懸浮問題，只有各種物料充分的分散才能更好地相互作用起到預(yù)想的防治效果，能更好地應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中。
�。�3）砂磨機中加入有效助劑、溶劑類、水、原藥等的這個過程為農(nóng)藥的二次分散體系。在農(nóng)藥的二次分散體系中使原有劑型轉(zhuǎn)換成為以稀釋物料為新的分散介質(zhì)的分散體系[4]，通過臥式砂磨機的物理運轉(zhuǎn)和自身特點使二次分散體系得以完成，使種衣劑的懸浮穩(wěn)定性達到理想的效果。
�。�4）砂磨機使用在農(nóng)藥制作業(yè)領(lǐng)域中不斷地擴展并廣泛使用，說明砂磨機是解決農(nóng)藥的細度問題（顆粒細度和粒度分布）的必不可少的手段和途徑。隨著砂磨機的不斷改進，出現(xiàn)了雙錐砂磨機和納米砂磨機等新型砂磨機種類，可以使粒徑接近納米級，分布范圍更窄。能更好地滿足農(nóng)藥生產(chǎn)加工中不同的需要，提高農(nóng)藥活性、分散性和懸浮率等物理穩(wěn)定性，使我國農(nóng)藥生產(chǎn)在數(shù)量、外觀、質(zhì)量等方面能達到與國際同類產(chǎn)品一致的水平。