幹法製粒工藝因無需溶劑、能耗低等優勢被廣泛應用於製藥、食品、化工等領域,但顆粒粒徑分布不均的問題常導致產品流動性差、壓片困難等後果。
一、顆粒不均的成因分析
1.原料特性不達標
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>20%),導致預壓成型時細粉填充不足,粗顆粒難以破碎。
流動性差:原料休止角>40°時,進料不均勻,輥輪壓力分布失衡,顆粒致密度差異增大。
濕度控製不當:原料含水量<1%時粘合力不足,顆粒鬆散;>3%時易粘連結塊,壓製後形成硬塊與細粉並存。
2.設備參數設置不合理
輥輪間隙與壓力失衡:間隙過小(如<0.3mm)導致過度擠壓,顆粒硬度過高且易破碎;間隙過大(>1.0mm)則成型率低,產生大量細粉。
送料速度波動:螺旋送料器轉速不穩(±10%以上)導致供料密度不均,輥壓區受力不一致。
破碎刀磨損或角度偏差:刀片鈍化或安裝角度>15°時,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
預壓階段壓力不均:預壓壓力低於30MPa時,粉末未充分密實,顆粒內部孔隙率高,易碎裂。
壓製時間過短:單次壓製時間<2秒時,粉末未融合,顆粒表麵粗糙度增加。
溫度控製失效:輥輪表麵溫度波動>±5℃,導致物料熱塑性變化,局部粘合性能差異。
二、係統性解決策略
1.原料預處理優化
分級過篩:采用振動篩(80~120目)去除超細粉(<50μm)和粗顆粒(>500μm),控製原料D90/D10<5。
添加助流劑:引入0.5%~1%微粉矽膠或硬脂酸鎂,降低休止角至30°以下,提升進料均勻性。
精準控濕:通過流化床幹燥或加濕係統,將原料含水量穩定在1.5%~2.5%區間。
2.設備參數精細調控
動態調整輥輪間隙:根據原料特性設定初始間隙(0.5~0.8mm),並安裝壓力傳感器實時反饋調節,誤差控製在±0.05mm內。
變頻穩速送料:采用伺服電機驅動送料螺旋,轉速波動率<2%,確保供料密度一致。
定期維護破碎係統:每生產200批次後更換刀片,調整刀片與篩網間隙至0.1~0.3mm,粗顆粒殘留率可降至<3%。
3.工藝參數智能適配
階梯式壓力加載:預壓階段分兩級加壓(20MPa→35MPa),延長密實時間至3秒,顆粒孔隙率降低至15%以下。
溫度閉環控製:在輥輪內部嵌入熱電偶,通過PID算法維持表麵溫度在45±2℃(適用於熱敏性物料)。
在線粒徑監測:集成激光粒度儀實時檢測顆粒分布,自動反饋調整破碎機轉速。
