简单谈谈粉体干燥设备的造粒技术

粉体干燥设备粉粒体过程处理，是指生产中工艺物料是粉粒状及其混合物的、且以物理变化为主的诸多单元操作，包括造粒、分级、粉碎机、除尘（布袋除尘器）、过滤、离心分离、沉淀、干燥机、结晶、输送（振动输送机）、混合机、给料（定量给料机）、包装等操作过程。其装置称为过程处理装置。因主要用于反应合成后的生产流程，故亦称为后处理或后处理技术。（这些粉体干燥设备都离不开干式变压器）。 　　粉体干燥设备粉体造粒技术从广义上可分为两大类，一类是成型加工法，主要是将粉状物料通过特定的粉体制粒机和方法，处理为满足特定形状、成分、密度等的团块状物料。 　　粉体干燥设备粉体造粒技术作为粉粒体过程处理的一个最主要分支，随着环保需求和生产过程自动化程度的提高，其重要性日益彰显。“粉状产品粒状化”已成为世界粉体后处理技术的必然趋势。对粉状产品进行造粒的深度加工，其意义主要体现在三大方面：一是降低粉尘污染，改善劳动操作条件；二是满足生产工艺需求，如提高孔隙率和比表面积、改善热传递等；三是改善产品的物理性能，避免后续操作过程（干燥、筛分、计量、包装）和使用过程出现偏析、气泡、脉动、结块、架桥等不良影响，为提高生产和使用过程的自动化、密闭操作创造了条件。 　　压力成型法　该法是将要造粒的粉体物料限定在特定空间中，通过施加外力压紧的密实状态。根据所施加外力的物理系统不同，压力成型法又可分为模压法和挤压法。 　　典型的模压法设备有重型压块机、台式压榨机、混凝土块压制机、压砖机、重型制片机等。其优点是可制造较大的团块，所制成的物料也有相当的机械强度，缺点是设备的适用范围较小，对有的物料不易脱模。这类设备多用于建筑、制药等领域。 　　喷雾和分散弥雾法　该法是在特定设备中，使处于高度分散状态的液相或半液相物料直接成为固体颗粒。这种造粒设备有喷雾干燥塔、喷雾干燥器、造粒塔、喷动床和流化床干燥器以及气流输送干燥器等。这种喷雾和分散弥雾造粒法的共同特性为：液态进料必须是可用泵输送的和可弥散的；造粒过程通常应为连续、自动化的以及大规模的操作；造粒系统必须设计成能回收或循环使用料末，以解决物料的磨损消耗和粉末夹带现象；产品粒度一般限制在5毫米以下。这类设备的优点在于物料的造粒过程和干燥过程同时进行。该设备可广泛应用于制药、食品、化工、矿业以及陶瓷工业等。其缺点是颗粒强度较低，粒度较小。目前这类设备可制备的颗粒直径可小到50～500微米，甚至更小，产量最大的可超过30吨/小时（如尿素造粒塔等）。 　　搅拌法　搅拌法造粒是将某种液体或粘结剂渗入固态细粉末中并适当地搅拌，使液体和固态细粉末相互密切接触，产生粘结力而形成团粒。最常用的搅拌方法是通过圆盘、锥形或筒形转鼓回转时的翻动、滚动以及帘式垂落运动来完成。根据成型方式又可分为滚动团粒、混合团位及粉末成团。典型的设备有造粒鼓、斜盘造粒机、锥鼓造粒机、盘式造粒机、滚筒造粒机、捏合机、鼓式混料机、粉末掺合机（锤式、立轴式、带式）、落幕团粒机等。 　　搅拌法的优点是成型设备结构简单，单机产量大，所形成的颗粒易快速溶解、湿透性强，缺点是颗粒均匀性不好，所形成的颗粒强度较低。目前这类设备单机处理能力最大可达500吨/小时，颗粒直径最大可到600毫米，多适用于选矿业、化肥、精细化工、食品等领域。 　　挤压法是目前我国粉体工业中压力成型法造粒的主要方法。挤压法造粒设备根据工作原理和结构可分为真空压杆造粒机、单（双）螺杆挤压造粒机、模型冲压机、柱塞挤压机、辊筒挤压机、对辊齿轮造粒机等。这类设备可广泛适用于石油化工、有机化工、精细化工、医药、食品、饲料、肥料等领域。该法具有适应能力强、产量大、粒度均匀、颗粒强度好、成粒率高等优点。 　　在单螺杆造粒机基础上研制成功的DLJ系列解碎造粒机可很好地解决胶状体物料的破碎问题，可广泛适用于高分子量聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠等物料的解碎造粒，拓宽了挤压法造粒的应用范围。 　　对于要求特殊形状颗粒（如环状、三叶草形、多孔状等）的物料造粒，一般采用柱塞挤出机来实现。目前我国对柱塞挤出机的研究已趋完善，柱塞直径在50～250毫米范围，颗粒直径在2～20毫米范围内可选，可实现颗粒形状超过20种。 　　热熔融成型法　热熔融成型法是利用产品的低熔点特性（一般低于300℃），将熔融物料通过特殊的冷凝方式，使其冷凝结晶成所要求的片状、条状、块状、半球状等形状。根据成型设备工作原理，主要可分为转鼓结片机和回转冷带落模成型装置。 　　转鼓结片是一个冷却结晶过程，料盘中熔融料液与冷却的转鼓接触，在转鼓表面形成料膜，通过料膜与鼓壁间的热交换，使料膜冷却、结晶，结晶的料膜被刮刀刮下，成为片状产品。转鼓结片机具有设备紧凑，转鼓精度高，冷却效果好，适用范围广。既可结片又可干燥等优点，可广泛应用于石油树脂、聚乙烯低聚物等高分子类产品以及苯酐、顺酐、高级脂肪醇等有机化工产品的生产。转鼓结片机在我国粉体工业中的应用已较普遍，技术也较成熟。 　　回转冷带落模成型装置采用薄钢带传热和雾化喷淋冷却，传热效果好，冷却效率高，物料固化成型快，物料适用范围广，可生产半球状、条状、块状、薄片状等多种形状的产品。采用布料器与钢带双调速驱动装置，可根据生产能力及物性参数调节，易实现自动控制；整个生产过程无污染，产品纯度高，无杂质带入，易实现连续化作业；由于钢带在卸料端的换向弯曲，使固化料层与钢带的贴合面分离，因此卸料时粉化少，卸料容易，颗粒形状易于保持。 　　目前，国内从事回转冷带落模成型装置设计、研究、制造的单位有四五家，多数是由原化工部化工机械研究院粉体工程研究所自主开发的内旋布料系统衍生发展而成。这一技术与设备在我国已工业化推广应用100余台套，取得了多项发明专利，技术已接近国际先进水平。 · 行业聚焦： 如何提高喷雾干燥造粒效率和粉料质量，从而降低生产成本，提高产品合格率，是陶瓷工作者一直探讨的课题。喷雾干燥是陶瓷工厂能耗大户之一，其燃料消耗约占陶瓷产品燃料消耗的20%，占粉料制成本的30％左右，提高制粉效率，节约能耗显得尤为重要；与此同时，粉料质量的好环直接影响后期制品的合格率。可以从以下几方面来提高制粉效率和粉料质量。 　　一、保证泥浆流动性的前提下提高泥浆浓度。 　　我们知道，泥浆浓度越高，干燥单位质量粉料的能耗就越小。但在生产上，泥浆浓度提高其粘度增加，流动性变差，雾化效果也变差。由此可以选择合适的减水剂，来保证获得流动性好、浓度高的泥浆。 　　生产实践表明：浓度提高流化床干燥机的分类适用的物料 　　随着流化床干燥设备应用技术的不断发展，其类型及适应的物料也越来越多，在化工、轻工、医药、食品等工业中已广泛应用。由于不同物料及产品对干燥的不同要求，也就出现了不同形式的流化床干燥机。现根据其类型，分述如下。 　　1．单层流化床干燥机 　　单层流化床干燥机是最简单的一种机型，可分为连续、间歇两种操作方法。连续操作停留时间分布较广，因而多应用于比较容易干燥的产品或对干燥指标要求不是很严格的产品。间歇操作可用于含水率较高的物料的干燥对于一些颗粒度不均匀并有一定粘性的物料，多采用在床层内装有搅拌器的低床层操作。　　目前，国内药企不乏先进的工艺和先进的技术，但为能生产出更高质量的药品，制药设备这一块也至关重要。 　　GMP的药品规范中明文规定，所有制药设备都必须符合GMP生产要求，必须做到该设备能原位清洗和原位灭菌。设备在运转过程中要做到对药品不能有二次污染。针对这一要求，我们一、前言 　　热管是一种具有极高导热性能的传热元件，由热管组成的热管换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小等优点。目前已广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、陶瓷、轻纺、机械等行业中，并取得了显著的经济效益。 　　二、热管式热风炉 　　热风炉是燃烧燃料、加热空气、生产热风的设备。随着热管技术的发展，热管也正作为传热元件应用于热风炉中。热管式热风炉与其它型式的热风炉相比有下列优点： 　　(1)冷却段和加热段的长度比、翅片密度及两段传热面积可以人为地调节，以强化冷却端的换热，使壁温降低； 　　(2)高温区及低温区可采用不同结构、不同工质的热管；避免了为适应高温而整体采流干燥对高剂量药物并要求以溶液、悬浮液喷涂放大制丸操作，具有快速高效。 　　底喷制丸振动流化床制丸要点是底喷喷涂放大制丸的技术，关键在于：(1)母粒，以30～40目的蔗糖结晶体或颗粒作为母粒是形成均匀制丸的关键；(2)粘结剂，粘结剂的作用是确保雾粒与母丸接触时良好的铺展、附着，粘度太高会导致母丸粘连，粘连低则出现膜层脱落。 　　4.2旋转振动流化床制丸 　　旋转振动流化床用于粉体撒粉放大、制丸与包衣工艺一致。 　　5.小结 　　本文从振动流化床在国内制药工业应用的情况出发，分析了振动流化床在干燥、制粒、制丸、包衣方面的各自特点，同时也阐明了振动流化床技术发展方向。

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