Teoria della granulazione del letto fluido

Il granulatore a letto fluido è una delle più importanti attrezzature di granuli nell'industria farmaceutica, nell'industria alimentare e nell'industria chimica.

Il processo di miscelazione della granulazione del letto fluido è particolarmente adatto per i materiali con un intervallo di dimensioni delle particelle di 50-200 μm. Il comportamento di fluidizzazione delle particelle è la somma delle forze e delle interazioni tra varie particelle. Quando il flusso d'aria attraverso il letto del materiale è abbastanza grande, le particelle possono essere fluidizzate contro la gravità. A basse velocità di ingresso dell'aria, la velocità delle particelle è proporzionale alla caduta di pressione nel letto fluidizzato. All'aumentare della velocità di ingresso dell'aria, le particelle nel letto fluidizzato cambiano da fermo a sospeso e la corrispondente velocità del flusso d'aria in questo momento è la velocità minima della fluidizzazione (UMF). La velocità minima di fluidizzazione è un limite inferiore primario nel processo di granulazione in un passo. Man mano che il processo di granulazione avanza, la velocità minima della fluidizzazione dovrebbe cambiare e aumentare gradualmente. La velocità di fluidizzazione del processo di granulazione dovrebbe essere maggiore della velocità minima di fluidizzazione, in modo che le particelle grossolane e fini non vengano separate.

Quando la velocità di fluidizzazione è superiore alla velocità minima della fluidificazione, il materiale nel letto fluidizzato si muove come un liquido violentemente bollente e ci sono bolle nella parte inferiore del letto del materiale (formati vicino alla parte inferiore del letto fluidizzato, vicino alla distribuzione dell'aria piastra), e nell'azione del ventilatore, sale rapidamente in superficie e rotture. Si può anche vedere che la progettazione della piastra di distribuzione del flusso di gas ha un impatto significativo sulle caratteristiche del letto fluidizzato. All'aumentare della velocità della fluidizzazione, il volume della polvere si espande e la densità delle particelle per unità di volume nel letto diminuisce. Quando la velocità di fluidizzazione raggiunge una certa velocità, le particelle verranno spazzate via e la velocità in questo momento è chiamata velocità di trascinamento. Il grado di miscelazione nella granulazione del letto fluidizzato è correlato alla dimensione delle particelle e al modo in cui il flusso d'aria si muove attraverso il materiale. Il modo in cui il flusso d'aria si muove influisce sul trasferimento di calore tra il gas e le particelle.

La velocità di ingresso dell'aria standard è generalmente 1,0 ~ 2,0 m/s. Per i materiali agglomerati, la portata dell'aria richiesta è da cinque a sei volte la velocità minima di fluidizzazione. L'essiccazione richiede una bassa velocità, come 0,8-1,4 m/s. A causa della presenza di materiale bagnato nel letto fluidizzato, sono necessarie velocità più elevate nelle prime fasi dell'essiccazione, ma la velocità dell'aria viene generalmente ridotta poiché il prodotto perde umidità, al fine di garantire un buon movimento delle particelle e impedire al materiale di entrare nel filtro . Nel processo di granulazione del letto fluido, il movimento delle particelle e l'essiccazione rapida sono importanti. Il libero flusso di particelle nel foro di osservazione del letto fluidizzato è un buon stato di granulazione e lo stato di fluidificazione in cattiva può essere monitorato anche attraverso la temperatura dell'aria di uscita. Ogni prodotto ha una velocità di asciugatura costante, in cui la temperatura all'interno del letto fluidizzato rimane relativamente costante per un periodo di tempo considerevole. Se il tasso di aumento della temperatura dell'aria di uscita è più veloce del previsto, indica cattive condizioni di fluidizzazione, potrebbe essere necessario fermare la granulazione ed è necessario un intervento manuale o meccanico per aiutare la fluidizzazione.