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