Teoria granulacji złoża płynnego

Granulator złoża płynnego jest jednym z najważniejszych urządzeń granulujących w przemyśle farmaceutycznym, branży spożywczej i branży chemicznej.

Proces mieszania granulacji złoża płynu jest szczególnie odpowiedni dla materiałów o zakresie wielkości cząstek 50-200 μm. Zachowanie cząstek cząstek jest sumą sił i interakcji między różnymi cząsteczkami. Gdy przepływ powietrza przez łóżko materiałowe jest wystarczająco duże, cząstki można fluidyzować przeciwko grawitacji. Przy niskich prędkościach wlotu powietrza prędkość cząstek jest proporcjonalna do spadku ciśnienia w złożu fluidalnym. Wraz ze wzrostem prędkości wlotu powietrza cząsteczki w złożu fluidalnym zmieniają się z stacjonarnego na zawieszone, a odpowiadającą prędkością przepływu powietrza w tym czasie jest minimalna prędkość fluidyzacji (UMF). Minimalna prędkość fluidyzacji jest pierwotną dolną granicą w jednoetapowym procesie granulacji. W miarę postępu granulacji minimalna prędkość fluidzacji powinna zmienić i wzrastać stopniowo. Prędkość fluidalizacji procesu granulacji powinna być większa niż minimalna prędkość fluidzacji, tak aby cząsteczki gruboziarniste i drobne nie były rozdzielone.

Gdy prędkość fluidzacji jest wyższa niż minimalna prędkość fluidzacji, materiał w złożu fluidalnym porusza się jak gwałtownie wrząca ciecz, a na dole złoża materiałowego znajdują płyta), a pod działaniem wentylatora szybko wznosi się na powierzchnię i pękają. Można również zauważyć, że konstrukcja płyty rozkładu przepływu gazu ma znaczący wpływ na charakterystykę złoża fluidalnego. Wraz ze wzrostem prędkości fluidyzacji objętość proszku rozszerza się, a gęstość cząstek na jednostkę objętości w łóżku maleje. Gdy prędkość fluidowania osiągnie pewną prędkość, cząsteczki zostaną wysadzone, a prędkość w tym czasie nazywana jest prędkością porywania. Stopień mieszania w granulacji złoża fluidalnego jest związany z wielkością cząstek i sposobem przemieszczania się przepływu powietrza przez materiał. Sposób ruchu przepływu powietrza wpływa na przenoszenie ciepła między gazem a cząsteczkami.

Standardowa prędkość wlotu powietrza wynosi zwykle 1,0 ~ 2,0 m/s. W przypadku materiałów aglomerowanych wymagana prędkość przepływu powietrza wynosi od pięciu do sześciu razy minimalna prędkość fluidzacji. Suszenie wymaga niskiej prędkości, na przykład 0,8-1,4 m/s. Ze względu na obecność mokrego materiału w łożu fluidalnym wymagane są wyższe prędkości we wczesnych stadiach suszenia, ale prędkość powietrza jest zwykle zmniejszana, gdy produkt traci wilgoć, aby zapewnić dobry ruch cząstek i zapobiegać wchodzeniu materiału do filtra . W procesie granulacji złoża płynu ważne są ruch cząstek i szybkie suszenie. Swobodny przepływ cząstek w otworze obserwacyjnym złoża fluidalnego jest dobrym stanem granulacji, a złym stanem fluidyzacji można również monitorować przez temperaturę powietrza wylotowego. Każdy produkt ma stałą szybkość suszenia, gdzie temperatura w złożu fluidalnym pozostaje względnie stała przez znaczny okres czasu. Jeżeli szybkość wzrostu temperatury powietrza wylotowego jest szybsza niż oczekiwano, wskazuje to na słabe warunki fluidyzacji, konieczne może być zatrzymanie granulacji, a interwencja ręczna lub mechaniczna jest wymagana do pomocy fluidyzacji.