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     2017年，世界人口估計為75億人。預計到2030年，這一數字將達到85億至89億(來源：UNO人口數據庫)。人類將面臨著巨大的挑戰。對于農業來講，未來面臨的最大挑戰可能是找到足夠養活這么多人的方法。增加耕地數量是解決辦法之一，也是公眾討論的一個主要話題。而通過施肥及增加對農作物的保護來提高農作物產量則是另一個重要的解決辦法。

    在本文中，我們將集中討論對農作物起到重要保護作用的農藥制劑的生產，尤其是其生產過程中的重要步驟之一：研磨。

生產工藝：

    農藥生產商之所以要研發特定組分及劑型，其目的就是希望使活性成分在作物需要保護的適當時刻，以適當的用量，有效減少對作物生長不利的因素(如害蟲、雜草或真菌……)。因此，植物保護劑本質上可以說是一種包含各種不同成分的混合物。這些成分基本可以概括為三大類別：配方中的活性成分；用于稀釋活性物質的填料，如粘土、滑石、高嶺土或二氧化硅；用于改善配方品質的助劑和添加劑(如穩定劑、潤濕劑、防護劑、消泡劑等)。

    在農藥生產工藝中，第一步是喂料及混合；第二步為研磨，通過如下展示的不同種類的研磨設備，將混合后的物料顆粒研磨、分散到目標細度，以達到應用要求。研磨過后，通過篩分工序，以防可能存在的過大顆粒。最后，加入無需研磨的助劑或填料，進行再次的分散混合。

    通過以上工序，我們獲得最終的產品：可濕性粉劑(WP)，等待包裝。如果需要增加造粒這道工序，則獲得的最終產品稱為水分散粒劑(WG)。

圖1：農藥制劑生產工藝流程
1:喂料罐；2:螺桿進料；3：預混機；4:氣流磨；5:風機，6:過濾器，7：批混機，8:成品罐

    農藥顆粒要求為超細顆粒和窄的粒徑分布的原因：越細的活性成分顆粒，作用越有效，這意味著使用較少的量就可以達到相同的藥效。這是利于安全、環境和經濟方面的因素：減少對處在噴灑區內人員的毒性影響；減少對環境的污染；減少配方中成本最高的活性成分的使用量，從而降低農藥生產成本，增加利潤。

    窄的粒徑分布有利于簡化農藥使用步驟：在作物上施用之前，將粉末分散在水中。顆粒更細，懸浮液就更穩定，并且在操作過程中不會發生沉淀。在農藥噴灑過程中，有效減少了大顆粒對噴灑系統的噴頭堵塞的問題。

圖2：經CGS流化床氣流磨粉碎后，典型粒徑分布

    選擇合適的磨機至關重要，根據農藥生產商要求的細度和規格，耐馳可提供不同的干法研磨技術。

Condux 機械磨:

圖3：帶分級機的Condux 680精細機械磨

    機械沖擊磨可用于軟至中等硬度物料的精細研磨。粒徑中值的典型細度范圍為20至500μm。圓周速度為25至150 m/s。耐馳還可以提供對向旋轉方式，速度高達250米/秒的另一種機型。空氣流量取決于轉子類型，從而確保溫度穩定的研磨。轉子水平安裝，因為軸轉速很高，軸封采用了無接觸式迷宮式類型。

    機械沖擊磨可使用不同類型的研磨盤，適合兩種不同的研磨任務：定子(篩網或研磨軌道)相結合的結構，Condux磨機可進行預研磨。旋轉的轉子具有鼓風效果，產生較高的風量，從而降低研磨腔內的溫升，適用于溫度敏感物料。研磨后物料細度可小于100μm。

    配有研磨盤和分級輪相結合的結構，Condux磨機可生產標準細度在30um以下的農藥粉體。該機器的設計簡單，只需一個馬達用于驅動研磨盤和分級輪的轉動。粒度上限可通過調整分級輪的高度來調節。研磨部件易于拆卸清洗，可快速切換兩種不同物料的研磨。

帶分級功能的機械磨CSM

    該類分級磨提供了在一個系統中同時實現研磨和分級兩種功能的可能性。CSM分級機是一種精細沖擊式分級機和導向輪分級機的組合。使用兩個獨立的馬達驅動，一個用于磨盤，另一個用于分級輪，CSM可以精確地調整分級輪轉速，從而獲得從d97=9μm到200μm的大范圍最終產品細度(見表1)。通過利用分級機葉輪的幾何形狀及分級輪與機頂蓋間的間隙氣封，確保研磨物料顆粒大小上限的精準控制，從而達到精細分級。

表1：分級磨的參考數據：

流化床氣流磨 CGS

圖4：流化床氣流磨CGS 50

    該氣流粉碎機適用于用于各種硬度的物料(軟至極硬)的超細粉碎。在研磨區，顆粒受高速氣流帶動相互碰撞研磨，無額外研磨部件，動態分級機控制了最大粒徑。研磨室內噴嘴出口處的氣流速度可達500至600 m/s。因為在流化床中可以產生很高的研磨能量和沖擊速度，D50細度達到1至5μm成為可能(見表2)。

    由于這樣的結構特性，氣流磨具備一個非常吸引人的特點：在研磨過程中，研磨腔內不會有溫度升高。原因在于顆粒間相互碰撞時所產生熱量，被膨脹的壓縮氣體所產生降溫現象所抵消，這樣研磨室內的溫度保持一定，活性物質分子就不會被破壞。

    分級發生在CGS氣流磨的頂部，在一個與研磨區分離的獨立區域。特殊設計的ConVor分級輪可以分離出幾微米的大顆粒，從而實現狹窄的粒徑分布。分級輪轉速可通過變頻器進行簡便控制，這使得對CGS型氣流磨適用于研磨不同細度范圍的物料(見圖5)。

圖5：粒度分布隨分級機速度而變化，CGS 16流化床氣流粉碎機粉碎兩種除草劑

表2：流化床氣流磨CGS的參考數據：

無論選擇何種研磨技術，都應該重視整個研磨系統的整體設計。下面我們將解釋兩個必須考慮的重要方面：粉塵爆炸風險的安全防護和防止物料交叉污染。

    研磨粉碎過程中，避免粉塵爆炸的防護措施：

    在大多數情況下，殺蟲劑都含有易發生粉塵爆炸的危險有機成分。有資質的實驗室會對完整配方進行分析，從而確定預防粉塵爆炸的安全值。這主要涉及最小點火能量、點火溫度和爆燃指數KSt值。根據該數據，當超過限值時，研磨系統必須配備足夠的保護。一種好的防爆解決方案可通過加裝諸如防爆閥、泄爆片等防爆元件來實現，這將有利于限定生產成本，簡化操作步驟。第二種解決方案是研磨工藝在惰性氣體保護下進行，同時控制氧含量。第三種解決方案是通過控制工廠的氧氣含量進行研磨。第四種解決方案是使用阻燃抑爆系統，如在研磨系統中安裝合適的粉末滅火裝置。

    研磨設備及系統必須易于清潔：
    同一設備(或生產線)經常被用于生產幾種配方完全不同的產品，可能還有相互作用的活性成分。在這種情況下，生產商必須特別注意的是在兩次生產活動之間必須清潔研磨系統。

    作為一家機械制造商，耐馳一直致力于設計研磨設備和系統，機器具有很多方便客戶維護的設計。可以完全打開安裝有分級輪組件的頂蓋設計，旋轉型的腔體外型及選位合適的維護門都可使用戶非常容易觸及到內部的部件。采用不銹鋼結構、精拋光，研磨機底部排放閥，因此可以用水清洗，非常簡便。

總結：

    目前，農藥生產具有越來越重要的戰略意義。必須重新評估以更加重視環境所受限制，無論是在產品生產過程中，還是在農業作物上使用的過程中。然而，滿足世界人口需求仍然是個巨大的挑戰。化工的作用是以最好的方式生產農藥，這需要選擇最適合的研磨技術來實現。

    Condux機械磨非常適合粗磨和預磨。配有分級輪的機械磨，設計簡單，可以滿足最終產品需要的標準規范。如果需要獲得無超大顆粒的最佳粒徑分布，建議使用CSM型分級機。對于高質量農藥的生產，選擇流化床氣流磨CGS是最佳選擇，它具有更好的細度分布。具有最終產品不含過大顆粒，活性成分保存最佳等關鍵優點。無論選擇何種工藝，研磨系統的設計都必須滿足具體的應用要求，主要是避免粉塵爆炸風險，以及對交叉污染的控制。