一、造粒物的特性評(píng)價(jià)
造粒物的特性很多，在生產(chǎn)過(guò)程中，造粒后用簡(jiǎn)單方法可測(cè)的性質(zhì)如下。
①粒形狀常見的有球狀、棒狀、柱狀、塊狀等。
②平均粒徑與粒度分布粒徑反映顆粒的大小，粒度分布反映粒度大小的均勻性。
③顆粒的密度或粉體堆密度 顆粒密度或粉體堆密度反映顆粒的輕重或致密程度。根據(jù)對(duì)顆粒的要求不同，可制備輕重不同的顆粒。
④流動(dòng)性和充填性流動(dòng)性是使粉體操作順利進(jìn)行的保證，反映粉體流動(dòng)性的參數(shù)有休止角、流出速度、壓縮度等。
⑤特定質(zhì)量上面談到的均是顆粒的一般性的質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)，而不同行業(yè)的產(chǎn)品還有特定的內(nèi)在質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，在這里不能一并列出。
二、造粒用黏結(jié)劑
在擠壓造粒中使用的外加劑還有黏結(jié)劑、潤(rùn)濕劑、塑化劑、殺菌劑和防霉劑等（富通新能源生產(chǎn)的
顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)不需要添加任何添加劑就可以壓制成型）。其中黏結(jié)劑與潤(rùn)滑劑對(duì)顆粒制品強(qiáng)度的影響最大。黏結(jié)劑強(qiáng)化了原始微顆粒間的結(jié)合力；潤(rùn)滑劑通過(guò)降低原始微顆粒間的摩擦促進(jìn)顆粒群密實(shí)填充，從而在整體上提高制品顆粒的強(qiáng)度。黏結(jié)劑的作用形式可以分為三類：第一類是以石蠟、淀粉、水泥、黏土等黏結(jié)劑為基體，將原始微顆粒均勻地混合在其中制成復(fù)合顆粒；第二類是以黏結(jié)劑將原始微顆粒黏結(jié)在一起，水分蒸發(fā)或黏結(jié)劑固化后在微顆粒界面上形成一層吸附牢固的固化膜，制成以原料粉體為基體的顆粒，這類黏結(jié)劑主要有水、水玻璃、樹脂、膨潤(rùn)十、膠水等；第三類是選擇合適的黏結(jié)劑，使其在原始顆粒表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而固化，從而提高微顆粒間界面的強(qiáng)度，這類化學(xué)反應(yīng)主要有氫氧化鈣十二氧化碳、氫氧化鈣十糖蜜、水玻璃十氯化鈣等。
1、潤(rùn)濕劑
潤(rùn)濕劑本身沒(méi)有黏性，但加入潤(rùn)濕劑后使物料產(chǎn)生粘性。其機(jī)理是粒子間形成的液橋的毛細(xì)管力、表面張力以及在液體中溶解的可溶性成分的黏性產(chǎn)牛結(jié)合力。各行業(yè)選用的黏結(jié)劑也不同，如制藥行業(yè)中考慮毒性等問(wèn)題，首選的潤(rùn)濕劑是水和乙醇。
①水是在造粒中最常用的溶劑，水具有無(wú)毒、價(jià)廉、無(wú)需防火措施等優(yōu)點(diǎn)。但后期干燥慢、干燥溫度高，對(duì)T水敏感的物料非常不利。
②乙醇的優(yōu)點(diǎn)是干燥快，有利十對(duì)水敏感物料的造粒；最大的缺點(diǎn)是干燥時(shí)產(chǎn)生的蒸氣危害操作工人的健康，具有爆炸的危險(xiǎn)。
③水一乙醇混合液在中藥提取物粉末的造粒中被廣泛應(yīng)用，其混合比例根據(jù)物料的性質(zhì)決定。原則上處方中水溶性成分較多時(shí)，宜使用乙醇比例較高的混合溶劑。乙醇溶解性成分較多時(shí)使用水的比例較高的混合溶劑，以防止造粒時(shí)物料過(guò)黏而無(wú)法造粒，或顆粒干燥后發(fā)硬等現(xiàn)象，最適宜的比例主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定。
2、黏結(jié)劑
所謂粘結(jié)劑是具有黏性的物質(zhì)，因此靠黏結(jié)劑本身的膠黏性將粉末聚結(jié)成顆粒。在造粒過(guò)程中，黏結(jié)刺的加入方式有3種：①先將黏結(jié)劑溶解于溶劑后加入物料中進(jìn)行造粒；②先將可溶性的黏結(jié)劑粉末與物料中混合均勻后一再加入溶劑，使黏結(jié)劑被溶劑潤(rùn)濕或溶解而產(chǎn)生粘性；③將干粘結(jié)劑加入物料中混合均勻后，壓制而產(chǎn)生粘性。
濕法造粒是在濕黏結(jié)劑（或水）的作用下，使粉末聚結(jié)成顆粒的方法。用濕法制成的顆粒經(jīng)歷過(guò)表面潤(rùn)濕，因此具有表面改質(zhì)較好、外形美觀、耐磨性較強(qiáng)、壓縮成型性好等優(yōu)點(diǎn)。濕法造粒時(shí)常用的黏結(jié)劑分為兩大類，即潤(rùn)濕劑和黏結(jié)劑。
在一般情況下，溶液狀態(tài)的黏結(jié)劑在造粒時(shí)能均勻分布，用量較少，干燥后的顆粒強(qiáng)度較其他方法大。黏結(jié)劑的種類與用量，對(duì)于造粒后顆粒的大小、均勻性、硬度、崩彈性以及壓縮成型性將產(chǎn)生重要影響。黏結(jié)劑的黏性較大，或黏結(jié)劑的濃度較高時(shí)，顆臣的硬度較大，粒度分布不均勻，崩解較慢；反過(guò)來(lái)，黏結(jié)劑用量不足時(shí)，顆粒松散、強(qiáng)度不足。
淀粉漿是物美價(jià)廉的最常用的黏結(jié)劑，主要缺點(diǎn)是黏度過(guò)高，對(duì)均勻混合帶來(lái)一定困難；明膠的黏性較大，屬于強(qiáng)黏結(jié)劑，造粒時(shí)明膠溶液應(yīng)保持較高溫度，以防止膠凝缺點(diǎn)是造粒物隨時(shí)間變硬；聚維酮的最大優(yōu)點(diǎn)是在水或乙醇中都可溶，可用于水溶性物料的造粒中，對(duì)水敏感的物料可用聚維酮的乙醇溶液進(jìn)行造粒；甲基纖維素應(yīng)用于水溶性及水不溶性物料的造粒，顆粒的壓縮成型性好，且不隨時(shí)間變硬；羧甲基纖維素鈉也可應(yīng)用于水溶性與水不溶性的造粒，但隨時(shí)間變硬；乙基纖維的乙醇溶液常用于水敏感物料的造粒，顆粒的壓縮成型性好，但物料的溶出速度較慢；聚乙二醇溶于水和乙醇中，制得的顆粒壓縮成型性好，適用于水溶性與水不溶性物料的造粒。藥品在濕法造粒中最常用的黏結(jié)劑如下表
|
粘結(jié)劑 |
溶劑中濃度（質(zhì)量濃度）/% |
造粒用溶劑 |
|
淀粉漿 |
5～10 |
水 |
|
預(yù)膠化淀粉 |
2～10 |
水 |
|
明膠 |
2～10 |
水 |
|
水蔗糖、葡萄糖 |
50 |
水 |
|
聚維酮 |
2～20 |
水或乙醇 |
|
甲基纖維素 |
2～10 |
水 |
|
羥丙甲纖維素 |
2～10 |
水 |
|
羧甲基纖維素鈉 |
2～10 |
水 |
|
乙基纖維素 |
2～10 |
乙醇 |
|
聚乙二醇 |
10～50 |
水或乙醇 |
|
聚乙烯醇 |
5～20 |
水 |
黏結(jié)劑的選擇主要靠經(jīng)驗(yàn)，不同行業(yè)各自有不同的特點(diǎn)和習(xí)慣，選擇黏結(jié)劑一般考慮如下問(wèn)題：黏結(jié)劑與原料粉體的適應(yīng)性及制品顆粒的潮解問(wèn)題；黏結(jié)劑是否能濕潤(rùn)原始微粒的表面；黏結(jié)劑本身的強(qiáng)度和制品顆粒強(qiáng)度要求是否匹配；黏結(jié)劑的成本。在選擇了幾種可行內(nèi)黏結(jié)劑后，必須通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定最好的種類、添加量和添加方式。下表列出了在擠壓盤粒過(guò)程中常使用的幾種黏結(jié)劑用量和適應(yīng)性。
|
名稱 |
添加量/% |
催化劑 |
陶瓷 |
化工 |
食品 |
制藥 |
農(nóng)藥 |
|
海藻膠 |
0.5～3 |
— |
優(yōu)～良 |
良～中 |
良～中 |
良 |
中 |
|
糊精 |
1～4 |
— |
優(yōu) |
良 |
良 |
優(yōu) |
良 |
|
明膠 |
1～3 |
— |
— |
優(yōu)～良 |
優(yōu)～良 |
優(yōu) |
良 |
|
葡萄糖 |
1～5 |
— |
優(yōu) |
優(yōu) |
良 |
優(yōu) |
良 |
|
骨膠 |
1～5 |
— |
差 |
優(yōu) |
— |
— |
— |
|
天然樹膠 |
1～5 |
— |
優(yōu) |
優(yōu) |
優(yōu) |
優(yōu) |
良 |
|
乳膠 |
5～20 |
— |
— |
良 |
良 |
優(yōu) |
— |
|
瀝青 |
2～50 |
差 |
— |
優(yōu) |
— |
— |
— |
|
樹脂 |
0.5～5 |
優(yōu) |
優(yōu) |
優(yōu) |
— |
— |
— |
|
食鹽 |
5～20 |
— |
— |
良 |
— |
優(yōu) |
良 |
|
水玻璃 |
1～4 |
— |
中 |
良 |
— |
— |
— |
|
淀粉糊 |
1～3 |
— |
優(yōu) |
良 |
優(yōu) |
優(yōu) |
良 |
|
蔗糖 |
2～20 |
— |
— |
優(yōu)～良 |
優(yōu)～良 |
優(yōu)～良 |
良 |
|
液態(tài)硫 |
1～5 |
— |
優(yōu) |
優(yōu) |
— |
— |
— |
|
石蠟 |
2～2 |
— |
中 |
中 |
優(yōu) |
差 |
— |
|
水 |
0.5～25 |
優(yōu) |
中 |
— |
中 |
中 |
優(yōu) |
|
膨潤(rùn)土 |
1～4 |
— |
— |
差 |
— |
差 |
— |
|
硼酸 |
2～5 |
— |
— |
差 |
— |
差 |
— |
|
肥皂 |
0.25～2 |
— |
— |
中 |
— |
差 |
— |
總之，造粒中黏結(jié)劑的選擇是造粒的關(guān)鍵，可根據(jù)物料和黏結(jié)劑的性質(zhì)決定，多數(shù)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果選擇適宜黏結(jié)劑及其濃度、用量等以保證顆粒的質(zhì)量。
3、潤(rùn)滑劑
在擠壓造粒過(guò)程中，常需要采用潤(rùn)滑劑來(lái)幫助壓應(yīng)力均勻傳遞并減少不必要的摩擦。根據(jù)添加方式的不同，可以分為內(nèi)潤(rùn)滑劑和外潤(rùn)滑劑兩類。內(nèi)潤(rùn)滑劑是與粉體原料混合在一起的，它可以提高給料時(shí)粉體的流動(dòng)性和壓縮過(guò)程中原始微粒的相對(duì)滑移，也有助于制品顆粒的脫模。內(nèi)潤(rùn)滑劑的添加量一般為0.5%～2%，過(guò)量使用可能會(huì)影響微粒表面的結(jié)合，從而降低制品強(qiáng)度。外潤(rùn)滑劑涂抹在模具的內(nèi)表面，可以起到減小模具磨損的作用，即使微量添加也有顯著的效果。若沒(méi)有添加外潤(rùn)滑刺，顆粒與模具表面的摩擦力阻礙了壓應(yīng)力在這一區(qū)域的均勻傳遞，導(dǎo)致內(nèi)部受力不勻，造成產(chǎn)品顆粒內(nèi)部密度和強(qiáng)度的不均勻分布。因此，從這一點(diǎn)考慮，添加外潤(rùn)滑劑減小外部摩擦不僅僅是保護(hù)模具的問(wèn)題，也是提高造粒質(zhì)量和產(chǎn)量的手段。常用的液體潤(rùn)滑劑有水、潤(rùn)滑油、甘油、可溶性油水混合物、甘醇和聚硅氧烷類，固體潤(rùn)滑劑有滑石、石墨、硬脂酸、硬脂酸鹽、干淀粉和二硫化鉬等，如下表：
|
名稱 |
添加量/% |
催化劑 |
陶瓷 |
化工 |
食品 |
制藥 |
農(nóng)藥 |
|
石墨 |
0.25～2 |
優(yōu) |
— |
優(yōu) |
— |
— |
— |
|
油脂 |
0.25～1 |
— |
優(yōu) |
中 |
中 |
中 |
— |
|
肥皂 |
0.25～2 |
— |
— |
中 |
— |
差 |
良 |
|
淀粉 |
1～5 |
— |
— |
中 |
中 |
良～中 |
優(yōu) |
|
硬質(zhì)酸鋁 |
0.25～2 |
良 |
良 |
良 |
— |
— |
良 |
|
硬脂酸鈣 |
0.25～2 |
優(yōu)1 |
優(yōu) |
優(yōu) |
優(yōu) |
優(yōu) |
良 |
|
良硬質(zhì)酸鈉 |
0.25～2 |
— |
— |
良 |
— |
良 |
良 |
|
硬質(zhì)酸鋅 |
0.25～2 |
優(yōu) |
優(yōu) |
優(yōu) |
— |
— |
良 |
|
硬脂酸 |
0.25～2 |
良 |
良 |
優(yōu) |
優(yōu) |
優(yōu) |
良 |
|
滑石 |
1～5 |
中 |
良 |
良 |
— |
優(yōu) |
良 |
|
石蠟 |
1～5 |
— |
良～中 |
中 |
— |
差 |
良 |
三門峽富通新能源科技有限公司生產(chǎn)顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)、木屑顆粒機(jī)、飼料顆粒機(jī)等生物質(zhì)成型機(jī)械設(shè)備。
