摘 要
流化床制粒（fluidized bed granulation)又稱沸騰制粒，指利用氣流使粉末物料懸浮呈沸騰狀，再噴入霧狀粘合劑使粉末結(jié)合成粒，最后得到干燥的顆粒。在制粒實踐中，使用者和研究人員對流化床制粒相關(guān)的整個周期進(jìn)行總結(jié)與分析，并嘗試各種技術(shù)改進(jìn)，不斷推進(jìn)流化床制粒工藝的發(fā)展。
流化床的結(jié)構(gòu)和作用原理：流化床制粒機由容器、篩板、噴嘴、捕集袋、空氣進(jìn)出口、物料進(jìn)出口等部分組成。經(jīng)凈化的空氣加熱后通過篩板進(jìn)入容器，加熱物料并使其呈流態(tài)化。此時粘合劑以霧狀噴入，使物料粉末聚結(jié)成粒子核，進(jìn)而形成顆粒，同步干燥，得到多孔性、表面積較大的柔軟顆粒。
影響流化床制粒的因素
一、 風(fēng)量控制
進(jìn)風(fēng)量大小直接影響物料的沸騰狀態(tài)。風(fēng)量過大，物料沸騰高度過于接近噴槍，所得顆粒粒度不均勻。風(fēng)量小，物料沸騰狀態(tài)差，易造成塌床。迦南多功能流化床采用風(fēng)量無級控制，并優(yōu)化相關(guān)硬件，更進(jìn)一步對流化均勻性做了優(yōu)化。保證氣流在床體內(nèi)更均勻分布、更長的滯留時間和更小的風(fēng)阻使得顆粒在鍋內(nèi)呈螺旋狀升高，有效地增加了流線的長度和與空氣熱交換的時間，充分利用了能源，物料在床內(nèi)形成規(guī)則流態(tài)化。
二、 進(jìn)風(fēng)溫度
進(jìn)風(fēng)溫度高，所得顆粒粒徑小、脆性大、松密度和流動性小；有些粘合劑霧滴在接觸粉料前就已揮干，造成顆粒中細(xì)粉較多。若溫度過高，使顆粒表面的溶劑蒸發(fā)過快，得到大量外干內(nèi)濕、色深的大顆粒。此外，有些粉料高溫下易軟化，且黏性增大、流動性變差，易逐漸結(jié)成大的團(tuán)塊。①迦南科技流化床采用最高的Ⅵ級泄漏等級（也常稱為零泄漏）的蒸汽比例調(diào)節(jié)閥。②進(jìn)風(fēng)溫度能從15℃加熱到120℃，控制精度為設(shè)定值±1℃。
三、進(jìn)風(fēng)濕度
進(jìn)風(fēng)濕度大，則濕顆粒不能及時干燥，易粘結(jié)粉料。當(dāng)以易吸濕的中藥浸膏粉為底料時，若進(jìn)風(fēng)濕度大，往往可能在物料預(yù)熱時就產(chǎn)生大量結(jié)塊，造成塌床。迦南科技流化床在空氣處理單元可配有濕度控制系統(tǒng)，表冷除濕后可將濕度最/低降至9g/kg，轉(zhuǎn)輪除濕后可將濕度最/低降至3g/kg,。季節(jié)處于冬季或是地理處于北方可配置加濕器進(jìn)行加濕。進(jìn)而使不同批次生產(chǎn)時達(dá)到同一生產(chǎn)環(huán)境，減少批次差異。
四、噴霧速率與液滴大小
A:霧化系統(tǒng)
在氣體霧化噴槍中，黏結(jié)劑被壓縮空氣霧化。霧化會經(jīng)歷3個不同的相變過程：
第一階段：壓縮空氣在絕熱條件下從噴嘴射入流化床中迅速膨脹，此時的氣體在經(jīng)歷Joule-Thomson效應(yīng)后，溫度下降；
第二階段：液體將霧化形成不連續(xù)的液滴，液體比表面積增加為原來的1000倍；
第三階段：液滴形成后，會不停運動，直至完成干燥或與物料顆粒碰撞。形成液滴所需的能量由壓縮空氣提供，將重量為1?g的液滴分散為粒徑為1μm的小液滴大約需要0.1?cal的熱量。壓縮空氣提供的能量中只有不到0.5%被用于分解液體，其余能量則以動能傳遞的方式流入到液體和空氣中；
B:粘合劑流速
加水速度大于干燥速度時，黏合劑吸水潤濕，粒徑將隨時間的延長而增大。當(dāng)產(chǎn)品含水量曲線在大批量生產(chǎn)中重現(xiàn)時，產(chǎn)品的性質(zhì)（如粒徑分布、堆密度等）也將重現(xiàn)。
C:粘合劑粘度
液體的黏度也會影響液滴的大小。通常來說，較黏的液體會產(chǎn)生較大的液滴，且產(chǎn)生的粗顆粒較多。如果黏結(jié)劑的黏度會隨著溫度而變化，就需要對液體的溫度加以控制，以保證黏度和液滴大小的重現(xiàn)性。迦南采用PLC一體控制輸液小車，帶保溫、攪拌、過濾裝置，可精確控制噴漿速度與霧化壓力。
五、靜床深度
在流化床鍋體中，物料振實密度和堆密度會隨著床層物料高度成比例地增加，物料磨損率也隨床層物料高度的增加而增長。
案例分析
流化床制粒技術(shù)制備中藥顆粒
幫助客戶提質(zhì)降本
【處方】中藥浸膏：174kg（相對密度1. 32?1. 35g/mL，60℃)；糊精：193kg
中藥顆粒劑
（經(jīng)營指標(biāo)對比分析）
指標(biāo)/類別 | 標(biāo)準(zhǔn) 300流化床 | 迦南科技 300流化床 |
收率 | 89% | 95% |
一次成品率 | 85%左右 | 91.7% |
制粒工序工作總時間 | 5-6小時 | 3.0-3.5小時 |
清場時間 | 5小時 | 3小時 （電動卸袋、在位WIP） |
單臺一天（20h）產(chǎn)能 | 3鍋（765kg） | 5鍋 （1375kg） |
進(jìn)風(fēng)溫度 | 90-100℃ | 前期90-95℃，后期85℃ |
風(fēng)量 | 45Hz以上 | 前期25-30Hz 后期40-45Hz |
噴漿時間 | 150分鐘左右 | 70分鐘 |
制粒工序工作總時間 | 5-6小時 | 3.0-3.5小時 |
能耗對比 | 蒸汽耗量大，用電量大 | 蒸汽耗量小，用電量小 |
備注
1.從顆粒性狀分析，迦南所制得顆粒，較目前車間制得顆粒堆密度和脆碎度要高，顆粒破損率對于后段工序物料流轉(zhuǎn)有很大影響。
2.迦南科技具備完整和高層次的技術(shù)和工藝團(tuán)隊，針對性的定制化設(shè)計和工藝優(yōu)化為客戶帶來提質(zhì)降本增效。
