不同的产品 相同的特性

作者:Michael Jacob 文章来源:Glatt工程技术有限公司 发布时间:2013-03-25

很好的流动性、无粉尘和很好的定量控制——这些是利用流化床喷雾造粒或者喷雾干燥造粒工艺所生产出产品的特性。生产厂家可以利用喷雾造粒工艺有针对性地控制工业产品的外观,同时保证产品的性能。

无论是清洁剂、食品添加剂或者饲料添加剂中固体成分的进一步加工,提高化学物质的稳定性(例如减少化学物质的分解风险),减小体积改善化学品的运输条件和存储条件,还是生产稳定的多成分产品(例如稳定性好的陶瓷产品是稳定性好的催化剂),企业都需要把潜在的风险降低到最小程度。许多工业化的应用都要求一种或者多种液体形式的原材料能够转换成固体形式,并长时间、稳定地保持其固有的特性。流化床和喷动流化床喷雾造粒工艺技术可以直接将液体转换为流动性极好固体颗粒。

这一工艺可以在许多材料领域或者其他工业领域中使用,通过设置不同的流程工艺参数和配备不同的设备可以灵活地调整产品的特性。利用喷雾造粒技术生产的产品通常具有以下特点:

无粉尘,耐磨损;

圆度好,颗粒大小均匀;

松散性和流动性非常好;

突出的定量控制性能;

结构非常紧凑,表面几乎完全封闭;

与粉末材料或者烧结材料相比,表面积较小,吸湿性更小;

与粉末和烧结材料相比,堆积密度更高;

应用广泛。


图1 具有不同外观的喷雾造粒产品有着相同的产品特性

产品的这些特性是很多工业领域所需要的。食品领域的磷酸盐、稳定剂、添加剂、增甜剂、脂肪酸或香精等都是通过喷雾造粒生产的。在化工生产领域中,化工生产企业利用这一工艺技术生产洗涤剂组分、香料和硅酸盐等各种盐及盐的混合物等高纯度化学品和特种化学品。在化肥生产领域中,利用该工艺可以生产出创新性的高效多元化肥或者专用化肥。复杂的化学品,例如杀虫剂、陶瓷材料、催化剂和玻璃元素等也都可以通过喷雾造粒来干燥。在流程工业其他应用领域中,喷雾造粒技术也有着广泛的应用,例如处理酶、蛋白质、酵母或者微生物等对温度非常敏感的产品。在喷雾造粒过程中,最常用的是喷动流化床喷雾造粒工艺(ProCell系列设备)。因为,与传统的流化床喷雾造粒设备相比较,喷动流化床喷雾造粒设备工作时的停顿时间更短。另外,这一喷雾造粒工艺可以用于不同种类,不同来源的活性成分和药物有效成分的喷雾造粒。例如,可以直接与化工生产设备连接起来,对化工合成的医药产品有效成分进行喷雾造粒。

喷雾造粒的工作原理

喷雾造粒是在一个连续的工艺过程中完成传统的对流干燥、固化和造粒。在喷雾造粒过程中,紧凑的微粒是由喷入喷动流化床或者流化床中含有固体成分的液体而形成的。在这一过程中,稀释剂(通常情况下是水,也可以是其他有机稀释剂)蒸发了,留下的固体材料逐步的形成颗粒。这一颗粒成形过程常常称之为造粒干燥或者简称为造粒,喷雾造粒是从一个粒核——喷入液体介质中所含的固体成分开始的。粒核既可以是喷雾造粒工艺过程自身生成的粒核,例如喷雾干燥或者颗粒物碰撞生成的粒核;也可以是逆向喷入的细微颗粒或者研磨-筛选过程中较大颗粒粉碎而成的粒核。


图2 喷雾造粒的工作原理:在一个流程工艺过程中完成对流干燥、固化和造粒

这一流程工艺技术的造粒原理很容易控制和调节,因此产品具有很好的设计性能。控制、调节时可以使用不同的技术措施和方法,利用这些技术和方法可以生产出具有所希望的特性的颗粒。这些措施和方法包括:

喷雾液体:具有很高的固体物质含量,液体种类可以是溶剂、悬浮液、融液和乳化液等;它们都具有一定的粘度或者粘附性能,可以是添加剂和粘结剂等;

喷雾系统的结构形式:喷嘴的喷射原理(双喷嘴或者多喷嘴,压力喷嘴等)、喷射方式(顶喷、底喷)、喷嘴的位置和数量、雾滴的大小和速度;

流程工艺参数:喷雾液体(和稀释剂)的温度、生产车间的环境温度(产品的温度)、颗粒运动的强度(空气速度、流量等)、停留时间、温度梯度、干燥速度或者固化速度;

设备技术:流化床或者喷动流化床,批次生产或者连续生产的方式、内部产生粒核或者研磨-筛选设备产生粒核等。

液体的封装

如果把不同的原材料、药物有效成分在液体状态下混合起来,然后进行喷雾造粒,那么形成的颗粒将会是质地非常均匀的颗粒。

另外,可以把液体封装到固体的基质之中。这样,敏感的物质就可以得到很好的保护。这种封装工艺技术在饲料和食品工业领域中得到了广泛的应用。必要时,这些喷雾颗粒还可以在糖衣涂覆过程中再包上一层保护糖衣。

Glatt公司能够为用户提供全套的产品研发、工艺研发服务以及后续的技术服务,从项目立项开始到项目研发、实施,实现交钥匙工程。“一站式”的服务能够非常有效地完成项目研发和协同合作。例如,可以通过热能回收利用和耦合技术把液体介质的消耗和能耗降低到最低程度,从而大幅地降低生产成本。

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