造粒工藝與設備（簡體書）

《造粒工藝與設備》共分十章，全面系統地介紹了造粒技術的原理、造粒設備的理論設計方法及設備的結構，具有較強的實用性。第一章介紹了造粒技術的基礎知識；從第二章～第八章，分別介紹了各種造粒設備的結構、工作原理、設計方法和應用實例；第九章和第十章介紹了顆粒的表面處理技術。
《造粒工藝與設備》是造粒設備設計人員、從事科研、教學人員以及相關專業本科生、研究生必備的工具書。也是食品、化工、醫藥、輕工、染料、農藥、飼料、冶金等行業工程技術人員的參考書。

《造粒工藝與設備》由化學工業出版社出版。

越來越多的人希望將細粉末狀的粉料轉變成具有良好流動性的、無粉塵的團粒狀制品。將物料加工成顆粒的技術稱為“造粒”或“制粒”，所得產品稱為“顆粒”。隨著我國各行業生產技術的發展，加之生產設備的進步，顆粒化產品已經遍及人們日常生活和工業生產的各個角落。不論是中間產品還是最終產品，顆粒狀產品隨處可見。例如，日常生活中的咖啡、奶粉,烹調用的雞精,中藥沖劑，農業生產中的農藥、化肥等都是經過造粒的產品。
造粒的目的根據所應用的行業各有不同，總體來說有以下多方面的目的:為了準確定量、配劑和管理；防止粉塵飛揚及器壁上的黏附；造粒後可防止環境污染與原料損失；造粒後可有效地防止離析；降低吸濕性，有利于貯存；調整堆密度，改善溶解性能；外形美觀、方便使用。
由于造粒方法的廣泛應用，造粒技術已經發展成為一個獨立的技術門類。其中物料的性質、產品指標、造粒工藝流程設計、造粒設備的結構設計構成了造粒技術的全部內容。但是，多年來，我國尚無一本全面、系統介紹造粒技術的專著。編者在參閱國內外大量文獻、技術資料的基礎上，完成了該書的編寫工作。本書從理論到應用，全面地介紹了造粒工程技術的相關知識。
全書共分十章，第一章介紹了造粒技術的相關基礎內容；從第二章～第八章，分別介紹了擠出法、擠壓法、團聚法、攪拌法、熔融法、噴霧法以及噴霧流化法造粒技術的原理、設備設計方法、設備結構工作原理及工程技術；第九章及第十章介紹了顆粒的表面包衣及表面處理技術。
在本書編寫過程中，引用了眾多前人、同行的技術資料，在此一并致謝。
造粒技術是工藝性、工程性很強的工業技術,相關理論仍在研究之中，還不成熟，加之作者專業水平有限，書中不足之處在所難免，望廣大讀者批評指正。
劉廣文于沈陽化工研究院

第一章 造粒基礎1
第一節 造粒技術概論1
一、簡述1
二、顆粒學簡釋2
三、粉粒體物料粒度表征4
四、粉粒體的空間性質5
五、粉粒體的靜力學性質6
六、粉料的表面性質和粒度分布7
第二節 造粒理論基礎7
一、粒子間的結合力7
二、液體的架橋機理9
三、液橋與固橋的形成9
四、橋接的強度理論10
五、黏結力的理論計算11
六、顆粒強度理論14
七、顆粒間作用力的理論計算15
八、顆粒物料的黏性力17
九、顆粒團聚能力的度量18
第三節 顆粒的形成過程19
一、水在粉料中的存在形態與作用19
二、粉體的固、液、氣系的充填結構21
三、粉體潤濕的狀態22
四、凝集因素和操作的關系23
五、粉體物料的微觀凝集現象23
六、顆粒的成長機理24
七、濕顆粒形成的途徑24
八、粉體可粒化性能25
第四節 造粒設備的性能26
一、常用造粒方法簡述26
二、造粒設備的結構及其分類30
三、造粒設備的應用34
四、造粒設備的發展方向35
第五節 造粒工藝36
一、基本造粒方法36
二、造粒物的干燥37
三、造粒操作基本原理38
四、各種造粒方法的產品特征38
五、造粒方案的確定因素39
六、造粒物的特性評價40
七、造粒用黏結劑40

第二章 擠出造粒43
第一節 擠出造粒概述43
一、簡述43
二、擠出造粒原理43
三、擠出造粒設備44
四、擠出造粒理論45
第二節 螺旋擠出造粒48
一、擠出造粒機的特點48
二、原料處理及要求50
三、軟材的制備方法51
四、造粒參數對產品的影響51
五、側擠出螺旋造粒機52
六、前擠出螺旋造粒機53
七、螺旋擠出造粒機的設計55
第三節 壓模擠出造粒56
一、輥壓式擠出造粒機56
二、主要參數設計60
三、臥式壓模式擠出造粒機62
四、立式壓模式擠出造粒機64
第四節 對輥刮板造粒70
一、對輥擠出造粒機70
二、對齒擠出造粒機70
三、刮板造粒機71
四、搖擺造粒工藝簡介73

第三章 擠壓造粒75
第一節 擠壓造粒概述75
一、概述75
二、擠壓造粒機理75
三、影響擠壓造粒的因素75
四、擠壓造粒設備簡介76
五、擠壓式造粒機的優缺點77
第二節 對輥擠壓造粒78
一、對輥造粒機的基體流程78
二、結構及工作原理79
三、對輥擠壓造粒機79
四、半型模擠壓造粒機80
五、主要零部件結構設計81
第三節 對輥擠壓造粒機設計理論83
一、設備組成及成型機理83
二、對輥擠壓造粒機的工作過程分析84
三、粉粒狀物料擠壓理論85
四、對輥擠壓造粒機軋輥的脫模條件86
五、軋輥結構88
六、軋輥設計89
第四節 壓片技術及壓片機95
一、壓片受力分析95
二、壓片工藝96
三、壓片設備98
四、壓片機的沖和模100
第五節 糧食壓片機101
一、結構及工作原理101
二、主要參數的確定101

第四章 團聚造粒104
第一節 團聚造粒概述104
一、團聚造粒機理104
二、影響團聚造粒的因素105
三、造粒過程106
四、滾動造粒設備簡介107
第二節 振動造粒108
一、振動基本理論108
二、振動型造粒機111
三、混合造粒112
第三節 離心造粒113
一、離心造粒的原理113
二、離心造粒的基本理論114
三、離心造粒的結構型式116
第四節 圓盤造粒122
一、傾斜盤式造粒機簡介122
二、圓盤造粒的顆粒生成過程123
三、影響顆粒質量的主要因素124
四、造粒盤各參數之間的關系126
五、圓盤造粒機設計理論127
六、圓盤造粒機參數圖算法132
七、造粒設備132
八、特殊形狀的盤式造粒機134
九、造粒流程135
第五節 滾筒造粒136
一、滾筒造粒機參數計算方法136
二、無外返料的噴漿造粒干燥機139
三、傳統噴漿造粒干燥機140
四、帶“三內”噴漿造粒干燥機141
五、筒體結構144

第五章 攪拌破碎造粒150
第一節 攪拌破碎造粒概況150
一、破碎造粒簡述150
二、攪拌破碎造粒概況151
三、攪拌破碎造粒條件152
四、攪拌破碎造粒理論152
五、團聚造粒機理154
六、濕法造粒的基本流程156
第二節 間歇式濕法攪拌造粒機157
一、造粒的作業條件157
二、間歇式攪拌造粒黏結劑的用量158
三、攪拌造粒機攪拌槳的幾何分析158
四、造粒設備159
第三節 連續式濕法攪拌造粒166
一、連續式攪拌造粒機簡介166
二、連續與間歇式造粒過程的比較166
三、連續攪拌造粒設備簡介166
四、攪拌過程原理167
五、連續微粒化過程168
六、連續造粒工藝170
七、操作技術172
第四節 干式破碎造粒175
一、對輥擠壓破碎造粒機175
二、干式破碎造粒機176
三、渦殼型干式破碎造粒機176
四、籃式攪拌破碎造粒機177
五、水平刀盤破碎造粒機178
六、立式破碎造粒機178

第六章 熔融造粒179
第一節 熔融造粒簡述179
一、熔融硬化造粒179
二、熔融固化造粒181
三、熔融造粒設備簡介182
第二節 帶式冷凝造粒機184
一、回轉帶式成型裝置簡介184
二、帶式造粒機結構設計185
三、帶式造粒機主要生產技術參數的確定188
四、帶式冷凝造粒機的力學計算190
五、帶式冷卻造粒機的流程及生產實例192
六、生產流程簡介194
七、問題及討論196
第三節 螺桿擠出熔融造粒198
一、螺桿擠出熔融造粒簡介198
二、設計方法198
三、擠出機設備結構介紹201
四、切粒裝置205
第四節 熔融液噴霧造粒209
一、噴霧冷卻造粒技術概況209
二、霧化器的結構210
三、振動噴霧造粒技術212
四、造粒塔結構形式及其計算方法213
五、應用實例221
第五節 轉鼓結片造粒機222
一、轉鼓結片機的結構及工作原理222
二、轉鼓結片造粒機的特點223
三、轉鼓干燥機的加料方式225

第七章 噴霧造粒226
第一節 噴霧干燥概述226
一、噴霧造粒機理226
二、噴霧造粒的工藝流程227
三、噴霧造粒法的特點228
四、噴霧返粉造粒法229
五、噴霧流化造粒230
六、多級噴霧流化造粒230
第二節 噴霧干燥系統設計232
一、設計方案的確定條件232
二、系統設計方案的確定234
三、系統型式的確定236
第三節 噴霧造粒裝置設計基礎238
一、工藝參數的計算238
二、干燥室的計算239
三、工藝參數的求取243
第四節 離心式噴霧造粒244
一、離心式噴霧干燥簡述244
二、離心式霧化器的霧化機理246
三、分散盤的微粒化條件247
四、霧化器的結構型式248
五、離心式霧化器設計基礎249
六、離心式噴霧干燥器的結構設計253
七、離心式噴霧干燥器工藝設計254
第五節 壓力式噴霧造粒257
一、壓力式噴霧干燥簡述257
二、壓力式霧化器的設計計算259
三、塔底放大段結構的設計264
第六節 氣流式噴霧干燥265
一、氣流式噴霧干燥簡述265
二、氣流式霧化器設計265
第七節 返粉造粒技術273
一、返粉造粒機理273
二、返粉造粒裝置各部件工作原理275
三、氣力輸送裝置的設計275
四、文丘里供料器280

第八章 流化造粒282
第一節 流化造粒基礎282
一、流化造粒技術概述282
二、流化造粒設備性能283
三、流化造粒機理284
四、噴霧流化造粒的特點285
五、流化床的設計要點285
第二節 流化造粒基本理論285
一、超細顆粒和黏性顆粒流化模型285
二、顆粒的成長289
三、流化床的流體力學計算292
第三節 流化床結構設計295
一、分布板的結構設計296
二、霧化器299
三、內置布袋除塵器302
四、塔體設計302
第四節 流化造粒設備303
一、間歇式噴霧流化造粒設備303
二、連續流化床造粒機307
三、導向筒流化床造粒314
四、噴霧流化造粒的影響因素314
五、驟變失穩及原因321
第五節 流化床熱噴霧造粒設備321
一、設備結構和工作原理321
二、熱噴流的流體力學322
三、熱噴流內的傳熱傳質過程324
四、熱噴流造粒的條件和結果326
第六節 振動流化造粒326
一、引言326
二、振動流化床造粒機理327
三、振動方法328
四、振動造粒流化床331

第九章 顆粒包衣334
第一節 包衣工藝簡述334
一、前言334
二、基本包衣材料336
三、包衣工藝操作338
第二節 旋轉包衣設備340
一、包衣鍋340
二、普通包衣鍋342
三、埋管包衣鍋343
四、高效水平包衣鍋343
第三節 離心式旋轉包衣機344
一、裝置簡介344
二、裝置組成與主機結構346
三、造粒原理與流場分析347
四、技術要點347
第四節 流化床包衣裝置348
一、流化床包衣技術簡介348
二、流化床包衣技術的基本概念349
三、包衣工藝介紹349
四、三種流化床的包衣過程比較354
五、噴霧方法的選擇準則355
六、導流筒流化床包衣設備355
七、超臨界流體流化床包覆造粒358
八、包衣噴嘴359
九、薄膜包衣操作技術360
第五節 其他包衣方法361
一、高效包衣機361
二、改良型包衣機362
三、BG系列高效包衣機362
四、多功能包衣裝置363
五、鼓型包衣設備363
六、壓制包衣法364
七、通風型全自動包衣機364
八、球形包衣裝置365

第十章 顆粒表面處理技術366
第一節 顆粒表面改性基礎366
一、粉（粒）體表面改性的概念366
二、粉（粒）體表面改性的特點366
三、微粒的表面改性方法367
四、表面改性方法的分類368
第二節 沖擊式顆粒表面改性369
一、高速氣流沖擊法表面改性簡介369
二、高速氣流沖擊法的基本處理形式370
三、粒子的組合及其配比的計算371
四、沖擊式表面改性系統簡介371
五、沖擊式表面改性系統的操作方法372
六、沖擊式表面改性系統的主要參數373
七、高速氣流沖擊法表面改性的應用實例375
第三節 攪拌法表面改性377
一、機械融合包覆機377
二、高速加熱式混合機377
三、SLG型微粒表面改性機379
第四節 制丸技術380
一、擠出滾圓制丸法380
二、離心式制丸法387
三、旋轉流化床388
四、包衣鍋制丸389
五、旋轉線圈式的制丸機389
六、振動噴嘴裝置390
第五節 微膠囊顆粒的制備390
一、機械法制備微膠囊技術簡述390
二、多孔離心法包囊390
三、靜電法包囊391
四、噴霧凍凝法391
五、流化床包囊391
六、噴霧法包囊391
第六節 整粒技術395
一、快速整粒機395
二、粉碎整粒機396
三、滾圓裝置396
參考文獻398

在擠壓造粒中使用的外加劑還有黏結劑、潤濕劑、塑化劑、殺菌劑和防霉劑等。其中黏結劑與潤滑劑對顆粒制品強度的影響最大。黏結劑強化了原始微顆粒間的結合力；潤滑劑通過降低原始微顆粒間的摩擦促進顆粒群密實填充，從而在整體上提高制品顆粒的強度。黏結劑的作用形式可以分為三類：第一類是以石蠟、淀粉、水泥、黏土等黏結劑為基體，將原始微顆粒均勻地混合在其中制成復合顆粒；第二類是以黏結劑將原始微顆粒黏結在一起，水分蒸發或黏結劑固化後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，這類黏結劑主要有水、水玻璃、樹脂、膨潤土、膠水等；第三類是選擇合適的黏結劑，使其在原始顆粒表面上發生化學反應而固化，從而提高微顆粒間界面的強度，這類化學反應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.潤濕劑
潤濕劑本身沒有黏性，但加入潤濕劑後使物料產生黏性。其機理是粒子間形成的液橋的毛細管力、表面張力以及在液體中溶解的可溶性成分的黏性產生結合力。各行業選用的黏結劑也不同，如制藥行業中考慮毒性等問題，首選的潤濕劑是水和乙醇。
?水是在造粒中最常用的溶劑，水具有無毒、價廉、無需防火措施等優點。但後期干燥慢、干燥溫度高，對于水敏感的物料非常不利。
?乙醇的優點是干燥快，有利于對水敏感物料的造粒；最大的缺點是干燥時產生的蒸氣危害操作工人的健康，具有爆炸的危險。
?水一乙醇混合液在中藥提取物粉末的造粒中被廣泛應用，其混合比例根據物料的性質決定。原則上處方中水溶性成分較多時，宜使用乙醇比例較高的混合溶劑。乙醇溶解性成分較多時，使用水的比例較高的混合溶劑，以防止造粒時物料過黏而無法造粒，或顆粒干燥後發硬等現象。最適宜的比例主要根據實驗結果確定。