流化床造粒

流化床造粒也被稱做沸騰制粒或一步制粒，是將物料一次投入到密閉的容器內，在容器內將物料進行均勻的混合、再通過設備將粘合劑均速噴入，讓粘合劑與物料充分混合，在容器內進行流動，形成小顆粒，通過底端送入熱風，可以將濕顆粒烘乾，最後直接收集成品乾顆粒的技術。

基本介紹

• 中文名：流化床造粒
• 別名：沸騰制粒、一步制粒
• 產品優點：形態美觀
• 套用領域：化工、能源、食品、醫藥等
• 技術優點：高效、硬體要求不高
• 主要過程：混合、造粒

原理

流化床造粒，主要是以粘結劑為介質，使粒體互相附著凝集成粒。如圖1，粒體物料在裝置內，由於流化氣體使粉體循環運動，與噴入的粘結劑接觸，經多次反覆，顆粒逐漸形成。

圖1 流化床造粒的工作原理

方法

流化床噴霧造粒

一般以空氣為流化氣體，先進行預熱後，通至帶有分布板的流化床底部，使需造粒的固體粉末呈流化態。液體進料大多數是由雙流體噴嘴噴入流化床，要求噴嘴具有操作彈性且不易堵塞，如果是熱氣體，霧化結晶液時更要注意。為了使得塗在顆粒上的液體儘可能乾燥，一般採用氣體和固體顆粒逆流，以便使產品粒度分布更均勻。流化氣體的速度要大到能使大顆粒強烈運動，以防止結塊現象發生。

噴霧流化床造粒

噴霧流化床造粒和流化床噴霧造粒有相似之處，也是把可以泵送和霧化的料液噴成霧狀，然後落在床層中熱的種子顆粒上乾燥，直接生成固體顆粒。噴霧流化床固體顆粒的生成，不依靠床層的攪拌。噴霧流化床綜合了流化床及標準噴霧流化床的優點，既適於處理大顆粒物料，又能提供像流化床一樣良好的氣固接觸效果與混合，故可被用來作為生產大顆粒產品的造粒器。

振動流化床造粒

振動造粒可以在迴轉圓筒、迴轉圓盤或振動流化床中實現。當氣體被用作熱量和物質傳遞載體在造粒中套用時，該設備叫做氣體振動流化床。振動流化床的優點在於造粒的強度高，速度快，造粒產品質量的改善，使難以流化的細小粉末易於造粒，從消耗能量和物質觀點來看，經濟性高。氣體振動流化床常用在食品和醫藥工業的造粒。

高速超臨界流體造粒

高速超臨界流體過程是超臨界流體經過微細噴嘴的快速膨脹過程。在膨脹過程中，溫度和壓力的突然變化使溶質的過飽和度驟然升高，當溶液以單相噴出時，析出大量微核，微核在極短的時間內快速生長，形成粒度均勻的亞微米以至納米級微細顆粒。從實驗所拍攝的照片中可以觀察到，顆粒的成長非常均勻，整個造粒塗布都是累積式一層一層長大的。高速超臨界流體造粒的特點是能夠控制顆粒的大小，但在實際工業生產中存在很多的不利因素，比如，流體要在高速下噴淋，動力消耗較大；在操作時，噴嘴的最低溫度可達零下七八十攝氏度，因此對設備的材料要求較高。

影響因素

流化氣速

流化氣速的大小直接影響床層的流化狀態。當流化氣速過小，並且床溫過高時，易造成“乾式”失穩，此時流化氣帶來的熱量不足以使溶劑及時蒸發，會造成床層“濕式”失穩；而過大的氣速會增大磨損，使得造粒的效果下降。

流化床層溫度

當其他操作條件相同時，床層溫度低則床內濕度高，霧化液滴易於在顆粒表面上鋪展開而形成較大的固液接觸面積，因而顆粒易於碰撞後團聚，所以顆粒生長速率快；但過低的床層溫度易導致濕式死床。反之，床層溫度高時則生產能力較高，設備利用率高，同時提高了流化床的傳熱溫差和傳熱效率；但過高的床溫會降低造粒的效率，這主要是因為霧化液滴在沒有接觸到流化顆粒之前就已經被乾燥，乾燥後的粉塵隨高速流動的氣體揚析出來。

料液流速

在保證充分的熱量供給和流化情況較好時，料液流速越大，則顆粒生長越快，顆粒粒徑增長速率隨時間增大而減小。

初始粒徑

初始粒徑越大，顆粒的相對生長速率減小，一般認為隨著初始粒徑的增大，由於碰撞磨損和自身重力等引起的分散力增大，使團聚成功率降低，層式機理成長所占比重加大；當初始粒徑小時，粒子更易團聚，所以顆粒生長速率較大。

黏結劑

一般說來，黏結劑的黏度隨濃度的增大而顯著增大，顆粒更易於團聚，成長速度加快。