摘要：通過(guò)對(duì)磨機(jī)種類、性能、特點(diǎn)等分析研究，提出采用砂磨機(jī)的物理運(yùn)轉(zhuǎn)和自身多種優(yōu)勢(shì)組合的利用，從機(jī)械物理的角度來(lái)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(wèn)題，指出砂磨機(jī)能使種衣劑達(dá)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(jī)；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(wèn)題，顆粒細(xì)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(wèn)題，而解決細(xì)度問(wèn)題的主要手段是提高加工過(guò)程的研磨效率[1]。解決種衣劑懸浮問(wèn)題有兩條途徑，其中之一就是通過(guò)機(jī)械物理的角度來(lái)改善和解決種衣劑懸浮穩(wěn)定性問(wèn)題。從目前的文獻(xiàn)資料來(lái)看，對(duì)砂磨機(jī)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(yàn)進(jìn)行實(shí)際操作，沒(méi)有系統(tǒng)的研究、分析。本文通過(guò)我們多年使用臥式砂磨機(jī)從事種衣劑生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)多次的篩選試驗(yàn)、研究、分析，多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，探析出臥式砂磨機(jī)能有效地解決種衣劑懸浮穩(wěn)定性問(wèn)題的原因、方法和適宜操作，從目前的發(fā)展趨勢(shì)看，臥式砂磨機(jī)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(jī)械設(shè)備的種類、特點(diǎn)
1.1 生產(chǎn)種衣劑的設(shè)備種類
在國(guó)內(nèi)，生產(chǎn)種衣劑普遍使用的機(jī)械設(shè)備是高速攪拌機(jī)和砂磨機(jī)的組合，在這里著重了解砂磨機(jī)。在種衣劑生產(chǎn)中起重要作用的機(jī)械設(shè)備是砂磨機(jī)，它是可連續(xù)生產(chǎn)的研磨分散機(jī)械，用于研磨固/液相懸浮體的設(shè)備，系濕法粉碎精細(xì)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(jī)有兩個(gè)階段：立式砂磨機(jī)階段和臥式砂磨機(jī)階段。
1.2立式砂磨機(jī)的特點(diǎn)
立式砂磨機(jī)具有良好的多種耐磨、耐腐蝕性材料，能消除設(shè)備對(duì)物料的變色污染，具有強(qiáng)化冷卻系統(tǒng)，快速簡(jiǎn)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(jī)可用于中高粘度物料的超細(xì)研磨，如膠印油墨、報(bào)印油墨等等，可根據(jù)研磨工況調(diào)節(jié)簡(jiǎn)體容積，降低起動(dòng)負(fù)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(jī)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(jī)容量小，開(kāi)放式的運(yùn)轉(zhuǎn)，污染大、浪費(fèi)大、易揮發(fā)，對(duì)操作人員身體損害大，不利于環(huán)境保護(hù)，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(jī)的特點(diǎn)
臥式砂磨機(jī)具有精細(xì)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(duì)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(jiǎn)單方便，物料在密閉情況下進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。臥式砂磨機(jī)有圓錐型臥式砂磨機(jī)和水平型臥式砂磨機(jī)，臥式砂磨機(jī)的最大特點(diǎn)是全密閉、噪音小、操作簡(jiǎn)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(duì)人體具有一定的保護(hù)作用，利于周圍環(huán)境保護(hù)，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(jī)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(wèn)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(shì)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(dòng)聚集的趨勢(shì)，屬于動(dòng)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(wèn)題[2]。種衣劑中的有效成分很多沉淀到底部，使用過(guò)程中如果不能攪拌均勻，會(huì)造成藥效不能均勻的發(fā)揮，也不利于種子處理過(guò)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(duì)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(lái)了隱患，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了不必要的影響。
2.2解決種衣劑懸浮問(wèn)題的機(jī)械物理途徑
2.2.1通過(guò)臥式砂磨機(jī)的物理運(yùn)轉(zhuǎn)，解決種衣劑中出現(xiàn)的分層、沉淀的懸浮問(wèn)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(jī)的機(jī)身筒體內(nèi)，筒體內(nèi)有分散盤套在分散軸上，由電動(dòng)機(jī)通過(guò)三角帶作高速轉(zhuǎn)動(dòng)，分散軸上的分散盤帶動(dòng)研磨介質(zhì)運(yùn)動(dòng)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(jìn)行分裝。由于臥式砂磨機(jī)采用機(jī)械密封使之達(dá)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(jī)對(duì)試驗(yàn)對(duì)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(jiàn)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(guó)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(qiáng)，適用于研磨要求較細(xì)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(xì)度和粘度來(lái)進(jìn)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(xì)，介質(zhì)粒徑越細(xì)，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(shí)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(jī)裝填研磨介質(zhì)的裝填參考數(shù)值為簡(jiǎn)體體積的75%，在這個(gè)參考數(shù)值的基礎(chǔ)上，根據(jù)研磨要求上下浮動(dòng)。在通常的情況下，按照參考數(shù)值來(lái)填充研磨介質(zhì)就能到達(dá)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(xì)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(jī)里砂磨，物料粒度越小，懸浮性就越好，才能到達(dá)更高的要求。我們通過(guò)1臺(tái)50L的臥式砂磨機(jī)，在試驗(yàn)物料相同、研磨時(shí)間相同、數(shù)量等同的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，安排5個(gè)處理，試驗(yàn)結(jié)果通過(guò)JL－1166型激光粒度測(cè)試儀測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果為：通過(guò)增加研磨介質(zhì)的數(shù)量，能到達(dá)減少物料粒度，從而到達(dá)增加懸浮度的效果，但增加的幅度要在砂磨機(jī)容積的安全范圍內(nèi)，根據(jù)我們多年實(shí)踐的結(jié)果，增加幅度在20%內(nèi)為佳（見(jiàn)表2）。
2.4多臺(tái)砂磨機(jī)與懸浮性的關(guān)系
種衣劑中的各種混合物料通過(guò)砂磨機(jī)的研磨達(dá)到一定的細(xì)度和粘度，粒度小、重量輕、懸浮性能就好，種衣劑濃度達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，才能對(duì)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(guò)砂磨機(jī)的重復(fù)研磨來(lái)達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)我們多年的實(shí)踐和試驗(yàn)表明：一般經(jīng)過(guò)3次的研磨，物料的粒徑就能達(dá)到小于4μm；具體方法是串聯(lián)3臺(tái)砂磨機(jī)，每臺(tái)砂磨機(jī)中簡(jiǎn)體裝的研磨介質(zhì)的粒徑不一樣，通常排列順序?yàn)橛纱值郊?xì)。種衣劑由第1臺(tái)砂磨機(jī)研磨后，通過(guò)裝料桶進(jìn)入第2臺(tái)砂磨機(jī)中繼續(xù)研磨，在機(jī)體中裝填的研磨介質(zhì)比前臺(tái)要小，最后進(jìn)入第三臺(tái)砂磨機(jī)中研磨后定包裝。
2.5解決種衣劑的懸浮問(wèn)題的其他物理途徑
2.5.1延長(zhǎng)物料在筒體中的研磨時(shí)間。
除了變換研磨介質(zhì)的粒徑大小來(lái)達(dá)到分散均勻的途徑外，還可以通過(guò)延長(zhǎng)物料在砂磨機(jī)筒體的研磨時(shí)間來(lái)達(dá)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(dá)到更好的懸浮作用。通過(guò)試驗(yàn)?zāi)艹浞至私獾竭@種途徑可以降低物料的粒徑。具體試驗(yàn)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(yàn)進(jìn)行砂磨，砂磨的種衣劑通過(guò)JL－1166型激光粒度測(cè)試儀的測(cè)試，從試驗(yàn)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(zhǎng)物料在砂磨機(jī)筒體的研磨時(shí)間能降低物料的粒徑，達(dá)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(shí)間段，通過(guò)延長(zhǎng)研磨時(shí)間能達(dá)到使種衣劑分散均勻的效果，超出這個(gè)時(shí)間段效果就不明顯（見(jiàn)表3）。
3結(jié)論與討論
�。�1）在使用臥式砂磨機(jī)的時(shí)候，要考慮物料的粘度、溫度等問(wèn)題，如果物料屬于高粘度性，在研磨過(guò)程中會(huì)造成砂
磨機(jī)的高熱并停止工作；如果物料屬于溫度閾很低，在使用過(guò)程中也會(huì)造成物理化學(xué)反應(yīng)，這些問(wèn)題還有待于在具體實(shí)踐中進(jìn)一步研究。
�。�2）砂磨機(jī)在種衣劑生產(chǎn)加工過(guò)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(jī)械物理的途徑解決了種衣劑的懸浮問(wèn)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(dòng)中。
�。�3）砂磨機(jī)中加入有效助劑、溶劑類、水、原藥等的這個(gè)過(guò)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(guò)臥式砂磨機(jī)的物理運(yùn)轉(zhuǎn)和自身特點(diǎn)使二次分散體系得以完成，使種衣劑的懸浮穩(wěn)定性達(dá)到理想的效果。
�。�4）砂磨機(jī)使用在農(nóng)藥制作業(yè)領(lǐng)域中不斷地?cái)U(kuò)展并廣泛使用，說(shuō)明砂磨機(jī)是解決農(nóng)藥的細(xì)度問(wèn)題（顆粒細(xì)度和粒度分布）的必不可少的手段和途徑。隨著砂磨機(jī)的不斷改進(jìn)，出現(xiàn)了雙錐砂磨機(jī)和納米砂磨機(jī)等新型砂磨機(jī)種類，可以使粒徑接近納米級(jí)，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(guó)農(nóng)藥生產(chǎn)在數(shù)量、外觀、質(zhì)量等方面能達(dá)到與國(guó)際同類產(chǎn)品一致的水平。
