噴霧制粒機流化空氣的流量通過風機電機的變頻調速實現調節。與顆粒的重力相比, 粉粒間粘性表面作用力對顆粒流化行為的影響逐漸增大。在固定床和流化床的交接處, 床層壓降將有一突變。由于兩種顆粒長大方式的機理不同, 產品的物理性質也有所不同。此外, 較高的流化空氣溫度, 有利于加速粘合液中溶劑的蒸發、減小粘合液液滴尺寸和減少液體交連架橋數量, 從而使得產品顆粒粒徑有減小的趨勢。發生濕驟變失穩的主要原因是, 流化系統中熱空氣所提供的有效熱量不能滿足制粒過程中液體蒸發所需的熱量, 或者在局部區域液體的蒸發與加入出現不平衡。

例如: 實驗表明粘合液加入量和粘合液噴霧空氣壓力對產品顆粒直徑及其分布有較大影[ 1 ], 這一現象可以從以上噴霧液滴大小對團聚顆粒成長影響的機理獲得解釋。粘合液由輸液泵3 吸入, 再4 0 1? Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.通過位于膨脹室8 上部的霧化噴嘴4 向下噴出。隨著顆粒粒徑減小, 顆粒的比表面積反比于顆粒的直徑而顯著增大。因此不能用現有的理論公式計算該設備的起始流化速度。驟變失穩對流化床噴霧制粒來說是災難性的, 應當避免。噴霧制粒機作者認為造成這一差別的原因, 是由于粉粒在流態化中形成了松散的7 0 1 第1 期 鄭建榮: 流化床噴霧制粒機若干機理的研究 ? Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.團聚物以及兩相流的影響。

但是, 流態化的細小粉粒由于受氣流和粘性表面力的作用,可以在運動中形成一種較大的松散團聚物, 停止流化后, 這種團聚物隨之解體, 因而很難直接觀察到。根據以上分析, 本文利用錐形流化床從固定床過渡到流化床時壓力損失較大的特點, 通過實時監測的方法確定流化床噴霧制粒機起始流化點, 據此本文對空氣流速與床層壓降?p 的關系進行了實驗圖2 是進氣流速與床層壓降?p 的典型實驗結果。流化床噴霧制粒產品顆粒的大小, 還取決于團聚的粘合和磨損兩種因素的平衡。噴霧制粒機因此, 錐形流化床沒有所謂的臨界流化點, 由固定床過渡到5 0 1 第1 期 鄭建榮: 流化床噴霧制粒機若干機理的研究 ? Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.流化床時的壓力損失比圓柱床大。6 結 論對FL 23C 型流化床噴霧制粒機在制粒過程中出現的若干現象進行了較深入的分析, 得出如下結1) 在本文實驗條件下, 實際的起始流化速度遠大于流化床理論公式的計算值。理解制粒機理, 有助于進一步認識不同過程變量對產品顆粒粒徑及其分布的影響。

實驗表明, FL 23C 型流化床噴霧制粒機的制粒過程, 符合上述的顆粒成長過程。噴霧制粒機隨著粘合液加入量的增加, 床層濕度逐步增大, 達到一定臨界點后, 流化床發生濕驟變失4) 進氣溫度過低進氣溫度過高, 可導致粘合液霧滴被過早干燥而不能有效制粒。除了噴霧液滴大小對粒徑有影響外, 團聚制粒的顆粒成長方式還受到粘合液粘度(表面張力) 等結合力的影響。1) 粘合液噴霧速率過快實驗中發現, 若粘合液噴霧速率過快, 會迅速出現濕驟變失穩。有很多因素可以導致濕驟變失穩, 例如: 粘合液噴霧速率過快、粘合液濃度過高或霧化液滴過大、霧化壓力過低或霧化液滴噴嘴不妥、流化氣體進口溫度太低或氣速過低等。2 粉粒平穩流化條件的研究對于流化床噴霧制粒, 保證設備內的粉粒處于較平穩的流化狀態, 是實現制粒的必要條件。

本標準規定了藥用噴霧干燥器制粒機的術語與定義、分類與標記、要求、試驗方法、規則和標志、包裝、運輸與貯存。以下對實驗過程中觀察到的若干現象及其機理進行探討。但是, 由于制粒過程中存6 0 1 華 東 理 工 大 學 學 報 第29 卷? Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.在粉粒、微粒、細粒、顆粒和粗顆粒, 因而制得的顆粒粒徑分布相當寬。一般認為, 粉粒的起始流化速度可以參考流化床設計的有關公式計算[ 2～3 ], 對于錐形流化床, 可以采用式(1)計算起始流化速度umf。圖2 流化氣速與床層壓降實驗曲線Fig. 2 Test p lo t of flow rate vs. p ressure drop 由圖2 可見, 流化床噴霧制粒機在固定床階段,床層壓降?p 隨進氣量增大相應增大, 到達壓降S 點(f = 17Hz) 以后, 隨著進氣量進一步增大, 床層壓降反而有所減小。噴霧制粒機2) 設備的床層壓差在由固定床向流化床過渡時, 呈現一個極大的波峰, 因此提出通過實時監測床層壓差變化確定波峰的位置, 從而確定起始流化點,進而控制設備處于較平穩的流化狀態。

流化床噴霧制粒機若干機理的研究 - 豆丁網#作者簡介: 鄭建榮(19552) , 男, 上海人, 教授, 碩士, 主要研究方向: 化工過程機械、機電一體化和計算機輔助工程。2) 計算或觀察床層壓降的增量, 當床層壓降?p 達到點時, 即壓降的增量逐步下降為零, 其后為負值時, 表示流化床達到初始流化點S。然而, 制粒藥粉的初始粒徑一般都在幾微米數十微米范圍, 其粘性表面力與重力相比仍很微弱,所以在自然狀態下仍以原生粒子形式存在。采用上述方法控制流化狀態, 取得了很好的效果。噴霧制粒機3) 粘合液濃度與加入量粘合液濃度過高、粘合液加入量過多或者噴霧時間太長也會導致濕驟變失穩。因為錐形流化床的起始流化有一個過程, 過S點后不應馬上噴入粘合劑開始制粒。

本文實驗條件下, 到達流化點后, 變頻調速頻率再增加6Hz～10Hz, 即保持f =23Hz～27Hz 的水平, 可以進入平穩流化狀態。隨著霧化壓力降低,一方面, 霧化液滴增大; 另一方面, 霧化液滴噴霧錐角減小, 潤濕粉粒的范圍縮小, 造成霧化液滴分布不均, 促使流化床首先在局部范圍內出現大的濕塊, 進而逐步導致整個流化床發生濕驟變失穩。此時,顆粒生長速度較快, 可得到粒徑較大的顆粒產品。噴霧制粒機但是如果以粉粒實際粒徑代入式(1) 計算起始流化速度, 發現獲得的理論起始流化速度與實驗值有很大的差別, 實驗測得的起始流化速度遠大于理論值。在本文的大量實驗中, 采用以上方法控制流化狀態, 取得了很好的流化噴霧制粒效果。 文章編號: (2003) 流化床噴霧制粒機若干機理的研究(華東理工大學機械工程學院, 上海 200237) 摘要: 研究了流化床噴霧制粒機的起始流化速度、粉粒平穩流化及其控制方法、噴霧制粒機理和驟變失穩現象。