(精选)粉体干燥和造粒技术
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
十二章 粉体干燥和造粒技术
干燥是用热能使湿物料中的湿分气化为蒸气，
再用抽吸或气流操将作蒸方气式移走— 而 连间达续歇到干干去燥燥湿的操作。
分类
传热方式
传导干燥
—
对流干燥
辐射干燥
介电干燥
流化干燥 喷雾干燥
微波干燥
操作压强
—
常压干燥
真空干燥
1
对流干燥系统
热能以对流方式传递给物料； 传热过程 t t W
骤变失稳有湿骤变失稳和干骤变失稳。 湿骤变失稳产生的原因:流化系统中热空 气所提供的有效热量不能满足制粒过程中 液体蒸发所需的热量,或在局部区域液体的 蒸发与加入出现不平衡。
（4）干燥速率与空气的性质(t,H,V)有关，与湿
物料的性质关系不大(如物料厚度h),
干燥速率 GdX
UAd rw(ttw)
4
降速干燥阶段的特点
降速干燥阶段 ( 物料内部迁移控制阶段 )
CD 段 :U E 随 X而 U
主要 与空
与物料性质 气状态关系
有关 不大
水分传递速率 < 气化速率
部分表面气化的水分为结合水
对FL 5流化床喷雾制粒机由正交分析可 知，对最终制粒结果的影响顺序为供液速 度、粘合剂溶液的浓度、流化床层的温度 和压缩气压。如某药最优参数组合供液速 度25mL/min、床层温度55℃、粘合剂浓度 7%、压缩气压为0.2MPa的组合条件下制 粒结果最佳。
17
制粒的骤变失稳及其影响因素
骤变失稳是指液体经喷嘴导入床层时发 生的一种严重的反流化现象，使流化过程 不能继续进行。骤变失稳对流化床喷雾制 粒来说是灾难性的，应当避免。
式”失稳。过大的气速会增大磨损，使得
造粒的效果下降 。
umf
d2g s 1650
ut
d2g 18
s
um fuut
14
Βιβλιοθήκη Baidu
流化床造粒的影响因素
2. 温度。床层温度低则床内湿度高，雾 化液滴易于在颗粒表面上铺展而形成较大 的固液接触面积，因而颗粒易于碰撞后团 聚，颗粒生长速率快，但过低的床层温度 易导致湿式死床。
产生的蒸汽被干燥介质带走。 传质过程
p p W
干燥介质温度渐降，湿含量渐增。
2
干燥曲线与干燥速率曲线
3
恒速干燥阶段的特点
（1）在恒定的干燥条件，物料的干燥速率不随 物料的含水量而改变。
（2）干燥水分为非结合水分。物料表面充满着 非结合水分，其性质与液态纯水相同。
（3）空气传递给物料的热量等于水分从物料中 气化所需的热量,物料表面的温度θw等于该空 气的湿球温度ｔw
D点:全部表面都不含非结合水
X D(2rX2 rXr)
球体 2 圆柱体 1
X X 0 X X * *6 2 1n 1 2ex n 2 9 p 2(V A ()2 D )6 2ex D 5 r p 2 2)
粉体干燥和造粒技术
造粒是片剂、硬胶囊剂和颗粒剂等生 产的第一步, 它直接影响产品的重量(装量) 差异、崩解时限、硬度和脆碎度等，是口 服固体制剂中工艺控制水平要求最高的一 个工序。
温度高则生产能力高,设备利用率高，同 时提高了流化床的传热温差和传热效率。 但过高的床温会降低造粒的效率,这是因为 雾化液滴在没有接触到流化颗粒之前就已 经被干燥,干燥后的粉尘随流化气体扬析出 来。
15
流化床造粒的影响因素
3.料液流速对颗粒生长速率的影响。
在保证充分的热量供给和流化情况较好 时，料液流速越大则颗粒生长越快，颗粒 粒径增长速率随时间增大而减小。
9
流化床造粒
流化床造粒的生产强度大、产品质量好, 同时集成粒、混合、干燥过程于一体,大大 简化工艺流程.
流化床造粒有流化床喷雾造粒、喷动流 化床造粒、振动流化床造粒和高速超临界 流体(RESS)造粒。
喷嘴位置 顶部喷雾法、底部喷雾法和 切向喷雾法。
10
流化床造粒
流化床造粒的基本原理：借助物料之间 的附着、凝聚力成粒。在装置内加入粉体， 靠流化气体的作用使粉体进行循环流动， 以喷入的粘结剂为介质，使粉体互相凝集 成粒，粒子之间互相接触及冲撞逐渐成长， 控制物料在装置内的操作时间长短，得到 不同大小的颗粒产品。
4.初始粒径。初始粒径越大，颗粒的相对 生长速率减小，随初始粒径的增大，由于 碰撞磨损和自身重力等引起的分散力增大, 使团聚成功率降低，层式机理成长所占比 重加大。当初始粒径小时,粒子更易团聚， 所以颗粒生长速率较大。
16
流化床造粒的影响因素
5.粘合剂的影响。 粘合剂的粘度随浓度的增大而显著增大, 颗粒更易于团聚，成长速度加快。
粉体物料经过造粒过程制备粒状产品可 以达到改善产品流动性、拓宽产品应用范 围、避免使用中的二次污染、或达到对产 品进行改性等目的, 广泛应用于化工、食品、 医药、生物、肥料等领域中。
6
粉体干燥和造粒技术
湿法制粒是将粉体与液体粘合制粒， 使之成为具备制剂要求的成品或为下一步 应用做准备的半成品。目的是增加密度、 使粉体易于控制，增加流动性、可压性、 稳定性，无结块、无泡沫，增加可湿性、 易于分散等。
8
粉体干燥和造粒技术
压力法造粒：将湿含量较低的细粉物料 在压片机、滚压机、辊压机、螺旋挤压机 等造粒机中受压力或受剪切力被压实成粒， 其中辊压机可实现强压 造粒(压力范围为 2.5~560MPa)将粉末压得密实, 从而使粉末 间分子力能起主导作用，赋予颗粒较大的 抗拉、抗压和抗磨强度。对上千种细粉干 物料进行强压造粒实验，均获得成功。
11
FL系列流化制粒干燥机
12
流化床干燥器流程示意图
1-鼓风机；2-加热器；3-分布板； 4-流化床干燥器；5-旋风分离器；6-袋滤器 13
流化床造粒的影响因素
1.流化气速u。
流化气速的大小直接影响床层的流化状
态。当流化气速过小，且床温过高时，易 造成“干式”失稳，若流化气带来的热量 不足以使溶剂及时蒸发，会造成床层“湿
湿法制粒机有混合机制粒、低速搅拌 制粒机、高速搅拌制粒机和流化床制粒机。
7
粉体干燥和造粒技术
滚动造粒：将松散的湿物料（细粉和适 量的润湿液）加入制粒装置内搅拌翻动。 初始形成团粒核心， 随后核心以团聚和包 层两种方式长大(团聚的颗粒球形不规则， 表面粗糙)包层制出的颗粒表面光滑呈球形， 断面为一层包一层的洋葱皮结构，在滚动 造粒时，可以控制操作条件，使其一种方 式成为造粒的主导，形成表面光滑,形状规 则强度高的球形颗粒。
干燥是用热能使湿物料中的湿分气化为蒸气，
再用抽吸或气流操将作蒸方气式移走— 而 连间达续歇到干干去燥燥湿的操作。
分类
传热方式
传导干燥
—
对流干燥
辐射干燥
介电干燥
流化干燥 喷雾干燥
微波干燥
操作压强
—
常压干燥
真空干燥
1
对流干燥系统
热能以对流方式传递给物料； 传热过程 t t W
骤变失稳有湿骤变失稳和干骤变失稳。 湿骤变失稳产生的原因:流化系统中热空 气所提供的有效热量不能满足制粒过程中 液体蒸发所需的热量,或在局部区域液体的 蒸发与加入出现不平衡。
（4）干燥速率与空气的性质(t,H,V)有关，与湿
物料的性质关系不大(如物料厚度h),
干燥速率 GdX
UAd rw(ttw)
4
降速干燥阶段的特点
降速干燥阶段 ( 物料内部迁移控制阶段 )
CD 段 :U E 随 X而 U
主要 与空
与物料性质 气状态关系
有关 不大
水分传递速率 < 气化速率
部分表面气化的水分为结合水
对FL 5流化床喷雾制粒机由正交分析可 知，对最终制粒结果的影响顺序为供液速 度、粘合剂溶液的浓度、流化床层的温度 和压缩气压。如某药最优参数组合供液速 度25mL/min、床层温度55℃、粘合剂浓度 7%、压缩气压为0.2MPa的组合条件下制 粒结果最佳。
17
制粒的骤变失稳及其影响因素
骤变失稳是指液体经喷嘴导入床层时发 生的一种严重的反流化现象，使流化过程 不能继续进行。骤变失稳对流化床喷雾制 粒来说是灾难性的，应当避免。
式”失稳。过大的气速会增大磨损，使得
造粒的效果下降 。
umf
d2g s 1650
ut
d2g 18
s
um fuut
14
Βιβλιοθήκη Baidu
流化床造粒的影响因素
2. 温度。床层温度低则床内湿度高，雾 化液滴易于在颗粒表面上铺展而形成较大 的固液接触面积，因而颗粒易于碰撞后团 聚，颗粒生长速率快，但过低的床层温度 易导致湿式死床。
产生的蒸汽被干燥介质带走。 传质过程
p p W
干燥介质温度渐降，湿含量渐增。
2
干燥曲线与干燥速率曲线
3
恒速干燥阶段的特点
（1）在恒定的干燥条件，物料的干燥速率不随 物料的含水量而改变。
（2）干燥水分为非结合水分。物料表面充满着 非结合水分，其性质与液态纯水相同。
（3）空气传递给物料的热量等于水分从物料中 气化所需的热量,物料表面的温度θw等于该空 气的湿球温度ｔw
D点:全部表面都不含非结合水
X D(2rX2 rXr)
球体 2 圆柱体 1
X X 0 X X * *6 2 1n 1 2ex n 2 9 p 2(V A ()2 D )6 2ex D 5 r p 2 2)
粉体干燥和造粒技术
造粒是片剂、硬胶囊剂和颗粒剂等生 产的第一步, 它直接影响产品的重量(装量) 差异、崩解时限、硬度和脆碎度等，是口 服固体制剂中工艺控制水平要求最高的一 个工序。
温度高则生产能力高,设备利用率高，同 时提高了流化床的传热温差和传热效率。 但过高的床温会降低造粒的效率,这是因为 雾化液滴在没有接触到流化颗粒之前就已 经被干燥,干燥后的粉尘随流化气体扬析出 来。
15
流化床造粒的影响因素
3.料液流速对颗粒生长速率的影响。
在保证充分的热量供给和流化情况较好 时，料液流速越大则颗粒生长越快，颗粒 粒径增长速率随时间增大而减小。
9
流化床造粒
流化床造粒的生产强度大、产品质量好, 同时集成粒、混合、干燥过程于一体,大大 简化工艺流程.
流化床造粒有流化床喷雾造粒、喷动流 化床造粒、振动流化床造粒和高速超临界 流体(RESS)造粒。
喷嘴位置 顶部喷雾法、底部喷雾法和 切向喷雾法。
10
流化床造粒
流化床造粒的基本原理：借助物料之间 的附着、凝聚力成粒。在装置内加入粉体， 靠流化气体的作用使粉体进行循环流动， 以喷入的粘结剂为介质，使粉体互相凝集 成粒，粒子之间互相接触及冲撞逐渐成长， 控制物料在装置内的操作时间长短，得到 不同大小的颗粒产品。
4.初始粒径。初始粒径越大，颗粒的相对 生长速率减小，随初始粒径的增大，由于 碰撞磨损和自身重力等引起的分散力增大, 使团聚成功率降低，层式机理成长所占比 重加大。当初始粒径小时,粒子更易团聚， 所以颗粒生长速率较大。
16
流化床造粒的影响因素
5.粘合剂的影响。 粘合剂的粘度随浓度的增大而显著增大, 颗粒更易于团聚，成长速度加快。
粉体物料经过造粒过程制备粒状产品可 以达到改善产品流动性、拓宽产品应用范 围、避免使用中的二次污染、或达到对产 品进行改性等目的, 广泛应用于化工、食品、 医药、生物、肥料等领域中。
6
粉体干燥和造粒技术
湿法制粒是将粉体与液体粘合制粒， 使之成为具备制剂要求的成品或为下一步 应用做准备的半成品。目的是增加密度、 使粉体易于控制，增加流动性、可压性、 稳定性，无结块、无泡沫，增加可湿性、 易于分散等。
8
粉体干燥和造粒技术
压力法造粒：将湿含量较低的细粉物料 在压片机、滚压机、辊压机、螺旋挤压机 等造粒机中受压力或受剪切力被压实成粒， 其中辊压机可实现强压 造粒(压力范围为 2.5~560MPa)将粉末压得密实, 从而使粉末 间分子力能起主导作用，赋予颗粒较大的 抗拉、抗压和抗磨强度。对上千种细粉干 物料进行强压造粒实验，均获得成功。
11
FL系列流化制粒干燥机
12
流化床干燥器流程示意图
1-鼓风机；2-加热器；3-分布板； 4-流化床干燥器；5-旋风分离器；6-袋滤器 13
流化床造粒的影响因素
1.流化气速u。
流化气速的大小直接影响床层的流化状
态。当流化气速过小，且床温过高时，易 造成“干式”失稳，若流化气带来的热量 不足以使溶剂及时蒸发，会造成床层“湿
湿法制粒机有混合机制粒、低速搅拌 制粒机、高速搅拌制粒机和流化床制粒机。
7
粉体干燥和造粒技术
滚动造粒：将松散的湿物料（细粉和适 量的润湿液）加入制粒装置内搅拌翻动。 初始形成团粒核心， 随后核心以团聚和包 层两种方式长大(团聚的颗粒球形不规则， 表面粗糙)包层制出的颗粒表面光滑呈球形， 断面为一层包一层的洋葱皮结构，在滚动 造粒时，可以控制操作条件，使其一种方 式成为造粒的主导，形成表面光滑,形状规 则强度高的球形颗粒。