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干法制粒工藝中顆粒不均的成因與解決策略

 更新時(shí)間:2025-03-20 點(diǎn)擊量:85
  干法制粒工藝因無需溶劑、能耗低等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于制藥、食品、化工等領(lǐng)域,但顆粒粒徑分布不均的問題常導(dǎo)致產(chǎn)品流動(dòng)性差、壓片困難等后果。
 
  一、顆粒不均的成因分析
 
  1.原料特性不達(dá)標(biāo)
 
  ?粒徑分布差異大:原料粉末的原始粒徑差異顯著(如D50值波動(dòng)>20%),導(dǎo)致預(yù)壓成型時(shí)細(xì)粉填充不足,粗顆粒難以破碎。
 
  ?流動(dòng)性差:原料休止角>40°時(shí),進(jìn)料不均勻,輥輪壓力分布失衡,顆粒致密度差異增大。
 
  ?濕度控制不當(dāng):原料含水量<1%時(shí)粘合力不足,顆粒松散;>3%時(shí)易粘連結(jié)塊,壓制后形成硬塊與細(xì)粉并存。
 
  2.設(shè)備參數(shù)設(shè)置不合理
 
  ?輥輪間隙與壓力失衡:間隙過小(如<0.3mm)導(dǎo)致過度擠壓,顆粒硬度過高且易破碎;間隙過大(>1.0mm)則成型率低,產(chǎn)生大量細(xì)粉。
 
  ?送料速度波動(dòng):螺旋送料器轉(zhuǎn)速不穩(wěn)(±10%以上)導(dǎo)致供料密度不均,輥壓區(qū)受力不一致。
 
  ?破碎刀磨損或角度偏差:刀片鈍化或安裝角度>15°時(shí),顆粒二次破碎不充分,粗顆粒殘留率增加。
 
  3.工藝條件適配性不足
 
  ?預(yù)壓階段壓力不均:預(yù)壓壓力低于30MPa時(shí),粉末未充分密實(shí),顆粒內(nèi)部孔隙率高,易碎裂。
 
  ?壓制時(shí)間過短:單次壓制時(shí)間<2秒時(shí),粉末未融合,顆粒表面粗糙度增加。
 
  ?溫度控制失效:輥輪表面溫度波動(dòng)>±5℃,導(dǎo)致物料熱塑性變化,局部粘合性能差異。
 
  二、系統(tǒng)性解決策略
 
  1.原料預(yù)處理優(yōu)化
 
  ?分級(jí)過篩:采用振動(dòng)篩(80~120目)去除超細(xì)粉(<50μm)和粗顆粒(>500μm),控制原料D90/D10<5。
 
  ?添加助流劑:引入0.5%~1%微粉硅膠或硬脂酸鎂,降低休止角至30°以下,提升進(jìn)料均勻性。
 
  ?精準(zhǔn)控濕:通過流化床干燥或加濕系統(tǒng),將原料含水量穩(wěn)定在1.5%~2.5%區(qū)間。
 
  2.設(shè)備參數(shù)精細(xì)調(diào)控
 
  ?動(dòng)態(tài)調(diào)整輥輪間隙:根據(jù)原料特性設(shè)定初始間隙(0.5~0.8mm),并安裝壓力傳感器實(shí)時(shí)反饋調(diào)節(jié),誤差控制在±0.05mm內(nèi)。
 
  ?變頻穩(wěn)速送料:采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)送料螺旋,轉(zhuǎn)速波動(dòng)率<2%,確保供料密度一致。
 
  ?定期維護(hù)破碎系統(tǒng):每生產(chǎn)200批次后更換刀片,調(diào)整刀片與篩網(wǎng)間隙至0.1~0.3mm,粗顆粒殘留率可降至<3%。
 
  3.工藝參數(shù)智能適配
 
  ?階梯式壓力加載:預(yù)壓階段分兩級(jí)加壓(20MPa→35MPa),延長密實(shí)時(shí)間至3秒,顆??紫堵式档椭?5%以下。
 
  ?溫度閉環(huán)控制:在輥輪內(nèi)部嵌入熱電偶,通過PID算法維持表面溫度在45±2℃(適用于熱敏性物料)。
 
  ?在線粒徑監(jiān)測:集成激光粒度儀實(shí)時(shí)檢測顆粒分布,自動(dòng)反饋調(diào)整破碎機(jī)轉(zhuǎn)速。
 

 

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