顆粒化是將粉末或固體物質形成顆粒或顆粒狀材料的過程。在化學和製藥行業中,顆粒化被廣泛應用於多種技術過程。顆粒化通常涉及將細小的顆粒聚集成較大的顆粒,顆粒的尺寸範圍一般介於0.2到4.0毫米之間,具體取決於後續用途。
顆粒化過程的核心在於將一個或多個粉末粒子結合在一起,形成一種可以在需要的範圍內進行製片的顆粒。這一過程透過壓縮作用或使用粘合劑來創建顆粒之間的連結。顆粒化的優勢在於能夠防止粉末混合物的成分發生分層,這一分層現象是由於不同成分的大小或密度差異所引起的。
理想的顆粒化應包含正確比例的所有成分,以防止顆粒之間的分層現象。
許多粉末因其小尺寸、不規則形狀或表面特徵而具有粘附性,流動性差。從這樣的粘附系統產生的顆粒會相對較大且形狀近似球形,這兩者皆有助於提高流動性能。乾顆粒化的過程特別適用於那些對濕氣敏感的物料,這樣的顆粒化通常需要不添加液體方案。
在乾法顆粒化過程中,粉末通過高壓下的壓實來形成顆粒,通常不需要液體。這一過程會把主要的粉末顆粒聚集在一起。使用搖擺顆粒機或滾筒壓縮機來進行乾法顆粒化。耐壓的粉末在兩個相對旋轉的輥筒之間被壓實成薄片或小顆粒。这一过程被称为滚压压实。
乾法顆粒化可在兩個過程中進行:一是通過重型壓片機生產大型片劑(礦物),二是將粉末卡入兩個對轉輥中以生成連續的材料薄片。
當一個壓片機用於乾顆粒化時,粉末可能不具備將產品均勻送入模腔的自然流動性,導致密度不均。相對而言,滾筒壓實機(顆粒化壓實機)使用螺旋供料系統,能夠持續穩定地將粉末餵入兩個壓力輥筒之間。經過適當壓實的產品可以再通過磨粉機和最終混合後進行壓片。這種方法生產的顆粒具有高密度且輪廓銳利的特徵。
無水顆粒化在粉末的處理上,特別對於某些敏感產品來說,雖然具有其優越性,但也帶來了挑戰。首先,對於施加在粉末上的高壓力需達到適當的敏感平衡,過高的壓力可能導致粉末的過度損壞或不均勻壓實。
透過高壓聚集粉末,在不添加任何液體的情況下,仍然能形成穩定的顆粒集。
此過程涉及的技術通常包括不斷需要保養的切削系統,必須密切監控以避免潛在的堵塞和卡阻問題。在塑料回收行業中,顆粒化也是一個關鍵步驟,通過切割塑料物品生成可再利用的小顆粒,這些顆粒隨後可以經過熔融後重塑為新產品。
顆粒化的過程也在肥料的生產中扮演著重要角色。顆粒化肥料的優點在於其易於儲存和運輸,而其均勻的顆粒大小則有助於提高施肥的效率。這樣的顆粒化技術促進了肥料的商業化運作,提升了整體的產業效率。
在考慮顆粒化的眾多方面時,無水顆粒化展現了其在多個行業中的靈活應用,這引發了關於其可持續性與效率的廣泛討論。未來在推進顆粒化技術上,這將如何影響各行各業的發展?