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造粒过程

 

在造粒过程中,通过增加颗粒尺寸,将细粉或小颗粒形成较大的颗粒(颗粒物)。通常的目标是改善流动性、可计量性、粉尘特性以及在某些情况下改善溶解性或释放特性。主要区分湿法造粒、干法造粒和流化床造粒。

在湿法造粒过程中,粉末与造粒液(通常是水或水基粘合剂溶液)混合,并在机械运动下聚结。由此形成湿法颗粒,随后进行干燥,并根据需要进行分级或粉碎以达到目标颗粒尺寸。典型的设备包括高剪切混合器/造粒机、造粒混合器或流化床造粒机。

干法制粒过程中不添加液体。粉末通过辊压机或大型压片机进行压实。压实的材料随后被粉碎和筛分。当产品对湿度或高温敏感时,会采用这种工艺。在流化床制粒过程中,流化、喷雾和干燥等工艺通常在同一设备中完成: 将粘合剂喷洒在流化颗粒上,然后直接干燥形成的团块。 造粒工艺在制药、食品、化学和化肥行业广泛使用。它们是粉末制造和后续步骤(如压片、挤出、涂层或直接压制)之间的中间步骤。 

通过聚合实现颗粒生长。多个初级颗粒形成聚集体。总体积等于各个体积的总和:

 

V_A = n · V_P

球形团聚体随粒子数量的立方根增长。因此,大直径需要大量初级粒子。

 

d_A = d_P · n^(1/3)

  • VA = 团聚体的体积
  • VP = 初级颗粒的体积
  • dA = 团聚体直径
  • dP = 初级颗粒直径
  • n = 一次颗粒数量

团聚体含有空隙。这些空隙会影响强度和密度。孔隙率计算如下:

 

ε = 1 - (ρ_A / ρ_S):

  • ε = 多孔性
  • ρA = 表观团聚密度
  • ρS = 织物密度