1、第六章第六章 均化与造粒均化与造粒第一节第一节 均化均化 一、一、均化的定义均化的定义均化均化：通过机械或流体的方法使不同物理化学性质的颗粒在宏观上分布均匀的过程。 二、均化的分类二、均化的分类三、均化原理三、均化原理 混合状态模型混合状态模型理想完全混合：个数相同的相异粒子，经过充理想完全混合：个数相同的相异粒子，经过充分混合后，在理论上能够达到相异粒子在四方面分混合后，在理论上能够达到相异粒子在四方面都相互间隔的理想完全混合，如图（都相互间隔的理想完全混合，如图（b b）所示。）所示。随机完全混合：工业上的混合最佳状态是无序随机完全混合：工业上的混合最佳状态是无序的不规则排列。混合过程是一
2、种的不规则排列。混合过程是一种“随机事件随机事件”，所以工业混合也称为概率混合，它所能达到的最所以工业混合也称为概率混合，它所能达到的最佳程度称为随机完全混合，如图（佳程度称为随机完全混合，如图（c c）所示。）所示。 四四、均化过程、均化过程 均化前期：均化的速度较快，颗粒之间迅速地混合；均化前期：均化的速度较快，颗粒之间迅速地混合； 达到最佳混合状态后：不但均化速度变慢，而且要向反达到最佳混合状态后：不但均化速度变慢，而且要向反方向变化，使均化状态变劣，这种反均化的过程也叫方向变化，使均化状态变劣，这种反均化的过程也叫偏析偏析或或分料分料。 当均化过程进行到一定程度，混合当均化过程进行到一
3、定程度，混合 偏析达平衡状态。偏析达平衡状态。 改变平衡条件，可以使平衡向着有利于均化的方向转化。改变平衡条件，可以使平衡向着有利于均化的方向转化。 五、影响均化的因素五、影响均化的因素固体粒子性质固体粒子性质混合机性能混合机性能运转条件运转条件均化的方式和途径均化的方式和途径 七、均化效果的评价七、均化效果的评价（一）样品的合格率（一）样品的合格率 合格率合格率：物料中若干个样品在规定质量标：物料中若干个样品在规定质量标准上下限之内的百分率，即在一定范围内的合格准上下限之内的百分率，即在一定范围内的合格率。率。 例如有两组样品，要求某一成分的含量在例如有两组样品，要求某一成分的含量在90%9
4、0%94%94%之间。现每组取之间。现每组取1010个样品化验结果如下：个样品化验结果如下：样样 品品12345678910第一组第一组99.593.894.090.293.586.294.090.398.985.4第二组第二组94.193.992.593.590.294.890.589.591.589.9 第一组和第二组样品平均值为第一组和第二组样品平均值为92.58%92.58%和和92.04%92.04%，两组的合格率都是在，两组的合格率都是在60%60%。 第一组样品波动大，第一组样品波动大，（二）（二）标准偏差标准偏差标准偏差标准偏差：指一组测量数据偏离平均值的大小。：指一组测量数据
5、偏离平均值的大小。任意取任意取n n 个试样，由各测定数值个试样，由各测定数值X Xi i 算出其算术平均值：算出其算术平均值： （71）当测试次数趋于无穷大时，当测试次数趋于无穷大时， 的极限为的极限为a a, ,被视为某组分的测定被视为某组分的测定真值：真值： （72）iniXnX11XniinXna1)1(lim（X Xi i-a-a）为离差）为离差。各次测定值各次测定值X Xi i对于真值对于真值a a的标准偏差为：的标准偏差为： （73）对于有限次测定，对于有限次测定， 是最接近真值的，各次测定值是最接近真值的，各次测定值X Xi i ，对，对 的标准偏差为：的标准偏差为： （74）
6、 niiaXnS12)(1XXniiXXnS12)(11 前面两组数据，用式（前面两组数据，用式（7-17-1）计算其平均值，）计算其平均值，分别为分别为 1 1=92.58=92.58和和 2 2=92.04,=92.04,用式（用式（7-47-4）计算）计算其标准偏差分别为其标准偏差分别为S S1 1=4.68=4.68和和S S2 2=1.97=1.97。 可见，两组数据平均值相近，但第一组的标可见，两组数据平均值相近，但第一组的标准偏差大得多。准偏差大得多。 此外，均化效果的评价方法还有此外，均化效果的评价方法还有离散度离散度和和均均匀度匀度、混合指数混合指数、混合速度混合速度等。等。
7、XX 强制式混合机：是物料在旋转桨叶的强制推动而强制式混合机：是物料在旋转桨叶的强制推动而强行混合。按其轴的传动形式分有：水平轴的（桨强行混合。按其轴的传动形式分有：水平轴的（桨叶式、带式等）；垂直轴的（盘式：定盘式和动盘叶式、带式等）；垂直轴的（盘式：定盘式和动盘式）；斜轴的（螺旋叶片式）等。式）；斜轴的（螺旋叶片式）等。 强制式混合机的混合强度比重力式大，而且可强制式混合机的混合强度比重力式大，而且可大大减少物料特性对混合的影响。大大减少物料特性对混合的影响。 强制式混合机 2 2、气力混合机、气力混合机 用脉冲高速气流使物料受到强烈翻动或由于高用脉冲高速气流使物料受到强烈翻动或由于高压气
8、流在容器中形成对流流动使物料混合。压气流在容器中形成对流流动使物料混合。 主要有重力式（包括外管式、内管式和旋管式主要有重力式（包括外管式、内管式和旋管式等）、流化式和脉冲旋流式等。等）、流化式和脉冲旋流式等。第二节第二节 造粒造粒 造粒（粒化）造粒（粒化）泛指将小粒径的粉体（或浆泛指将小粒径的粉体（或浆料、溶液和熔融液）加工成较大粒级颗粒的过料、溶液和熔融液）加工成较大粒级颗粒的过程。程。 一、造粒的目的一、造粒的目的 由于微粉在空气中易飞扬、粘壁，难以处理，在重力由于微粉在空气中易飞扬、粘壁，难以处理，在重力作用下的自由流动性又差，给粉体加工工艺过程带来不便，作用下的自由流动性又差，给粉体
9、加工工艺过程带来不便，因此，要求将粉体加工成易于处理的、具有一定粒径和形状因此，要求将粉体加工成易于处理的、具有一定粒径和形状的颗粒。的颗粒。 如，如， 将炼铁生产和玻璃生产等过程中，原料粉末按设计的将炼铁生产和玻璃生产等过程中，原料粉末按设计的配比混合，制成料球可保证原料配合比和反应条件处于配比混合，制成料球可保证原料配合比和反应条件处于稳定状态。稳定状态。 为准确定量、配剂和管理，将药剂制成各种片剂。为准确定量、配剂和管理，将药剂制成各种片剂。二、二、颗粒群的凝聚颗粒群的凝聚 许多颗粒相互粘结形成二次颗粒，并结成团许多颗粒相互粘结形成二次颗粒，并结成团块的现象称为凝聚。造粒有效地利用了这一
10、现象。块的现象称为凝聚。造粒有效地利用了这一现象。n凝聚的粘结机理凝聚的粘结机理固体架桥固体架桥 由于烧结、熔融、化学反应而使一个由于烧结、熔融、化学反应而使一个颗粒向另一个颗粒扩散。颗粒向另一个颗粒扩散。液体架桥和毛细管压强液体架桥和毛细管压强 在液体架桥中，界面在液体架桥中，界面力和毛细管压强可产生强键作用。力和毛细管压强可产生强键作用。不可自由移动结合剂架桥处的黏附和内聚力不可自由移动结合剂架桥处的黏附和内聚力 如焦油等高黏度结合介质能形成和固体架桥非常如焦油等高黏度结合介质能形成和固体架桥非常相似的结合力，其吸附层是固定的并在某些环境相似的结合力，其吸附层是固定的并在某些环境下能促进细
11、粉粒的结合。下能促进细粉粒的结合。固体粒子之间的吸引力固体粒子之间的吸引力 如固体颗粒间距离足如固体颗粒间距离足够短，则静电力、磁力、范德华力可以导致粉粒够短，则静电力、磁力、范德华力可以导致粉粒黏附在一起。黏附在一起。封闭型结合封闭型结合 如小片状细粒，可相互交叉或重叠如小片状细粒，可相互交叉或重叠而形成而形成“封闭型封闭型”结合。结合。 三、造粒的方法及设备三、造粒的方法及设备1、凝聚造粒法凝聚造粒法 含少量液体的粉体，因液体表面张力作用而含少量液体的粉体，因液体表面张力作用而凝聚。用搅拌、转动、振动或气流使干粉体流动凝聚。用搅拌、转动、振动或气流使干粉体流动，若再添加适量的液体粘结剂，则
12、可像滚雪球使，若再添加适量的液体粘结剂，则可像滚雪球使粒子长大。常用盘式成球机来凝聚造粒。粒子长大。常用盘式成球机来凝聚造粒。n圆盘造粒机圆盘造粒机 由斜置带边圆盘、垂直于盘底的中心轴、安在由斜置带边圆盘、垂直于盘底的中心轴、安在盘面上的刮刀及加水装置所组成。盘面上的刮刀及加水装置所组成。 粉状料与水或黏结剂自上方连续供入，由于未粉状料与水或黏结剂自上方连续供入，由于未粒化粉料与已料化料在摩擦系数上的差异，后者逐粒化粉料与已料化料在摩擦系数上的差异，后者逐渐移向上层，最后越过盘边而排出。这种分级作用渐移向上层，最后越过盘边而排出。这种分级作用使球粒均匀、不需过筛。圆盘的倾斜角可以在使球粒均匀、
13、不需过筛。圆盘的倾斜角可以在30306060间作调整。间作调整。 2 2、挤压造粒法挤压造粒法 用螺旋、活塞、辊轮、回转叶片对加湿的用螺旋、活塞、辊轮、回转叶片对加湿的粉体加压，并让其通过孔板、网挤出制得。粉体加压，并让其通过孔板、网挤出制得。 3、压缩造粒法压缩造粒法 在一定模型中压缩成片剂或在两个对辊间在一定模型中压缩成片剂或在两个对辊间压缩成团块两种方法，可制得粒径均齐、表面压缩成团块两种方法，可制得粒径均齐、表面光滑、密度大的颗粒。光滑、密度大的颗粒。 4 4、破碎造粒法、破碎造粒法 由辊轮压缩制成的碎片，再用回转叶片粉由辊轮压缩制成的碎片，再用回转叶片粉碎制得细粒状的凝聚造粒粒子。碎
14、制得细粒状的凝聚造粒粒子。 5、熔融造粒法、熔融造粒法 让熔融状的物质细化后冷却凝固，除了让熔融状的物质细化后冷却凝固，除了喷射或由板上滴下进行细化外，还有将熔融喷射或由板上滴下进行细化外，还有将熔融液粘附于冷却转筒凝固而成碎片状，以及将液粘附于冷却转筒凝固而成碎片状，以及将熔融液注入铸型等方法。熔融液注入铸型等方法。 6 6、喷雾造粒法、喷雾造粒法 分喷雾干燥和喷雾冷却法。分喷雾干燥和喷雾冷却法。思考题：1 1、均化的定义、均化的分类、均化原理、均化的定义、均化的分类、均化原理 、均匀、均匀过程、均化效果的评价方法以及粉体均化设备的过程、均化效果的评价方法以及粉体均化设备的分类。分类。2 2、造粒的定义和造粒的目的。造粒的方法有哪、造粒的定义和造粒的目的。造粒的方法有哪些？些？
