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影响混合造粒机进行造粒的因素有哪些
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混合造粒机实施混合造粒过程是一个动态、随机、复杂的过程,在颗粒的形成过程中受到的影响因素较多。根据所设计研制的混合造粒机的结构特点,考虑混合造粒原材料的性质以及最终产品的要求,所设计研制的混合造粒机影响造粒效果的主要因素有:造粒运行时间、原料组分和尺寸、造粒转筒及造粒桨的转速、连桥液的用量等。 
具体影响因素如下
1、造粒时间对成粒尺寸的影响:造粒时间是影响造粒工艺的主要参数。在相同试验及现场工况下,延长造粒时间,会得到不同尺寸的颗粒,随机颗粒尺寸会随着造粒时间的延长而逐渐增大,当达到一定的尺度后趋于稳定。由此可知,为获得某一平均尺寸的颗粒,可通过控制造粒时间来实现。
2、原料粒度和成分对成粒尺寸的影响:采用相同的机器,在相同的工艺参数条件下,对不同的物料具有不同的造粒效果;在造粒过程中补充颗粒的成核原料或在原料粉粒粒混有能与加入液体润湿性好的原料,则可明显改善粒化过程的动力学条件,并能减少粒化时间,节约成本,提高效率。
3、混合造粒机速度对成粒尺寸的影响:在混合造粒机的造粒筒滚动和混合桨搅拌作用下,颗粒材料与筒壁和桨叶以及颗粒与颗粒之间发生碰撞,导致颗粒的破碎,同时也使颗粒与粉体物料之间持续地发生接触而使粘结的几率增大。决定颗粒成长速度的因素是颗粒的破碎(或分裂)速度和颗粒与粉体物料的相互粘结及包层的能力。混合桨等与颗粒的碰撞产生的破碎与颗粒的形成构成的动态平衡关系决定这颗粒增大的进程。因而造粒筒和混合桨的转速对于粉体物料成粒是非常重要的因素,它直接影响着颗粒的粘结与破碎。
滚筒旋转速度的变化使混合桨与滚筒的相对速度也发生变化。滚筒带动物料的速度增大,混合桨速度不变时也可以表示为混合桨与物料之间的速度变化增大,只是相对速度不同而已,因此以上关于速度对所造颗粒尺寸影响规律及机理的分析也可适用于混合桨速度对所造颗粒尺寸影响的规律和机理分析。
倾斜式混合造粒过程是一个成型与破碎都非常明显的过程,为了使颗粒尺寸增大,应尽量将破碎作用减到最小,而使成型过程实现优。但提高滚筒或混合桨的速度,则会增大颗粒与桨叶及筒壁的撞击而使破碎的机会增大,同时由于离心力的增大必然使密度不同的物料成分发生离析。因此,为了得到所要求的原材料颗粒,控制旋转料筒和混合桨的速度是一个重要的技术措施。
4、连桥液量对成粒尺寸的影响:制造小颗粒所需要的连桥液用量必须小于制造大颗粒时的用量,同时也要小于为密实粉粒所饱和的理论需要量。
制造颗粒所加入的连桥液的方法,对于控制造粒尺寸也相当重要。在物料和滚筒速度、混合桨速度及工作时间等条件相同时,不同加连桥液方法(一次性充入和阶段性喷入)所得颗粒的形状及大小均不同。 
造粒时物料所含水分要接近于理论饱和含水量,颗粒的增长程度决定于颗粒的塑性和表面湿度,即使含水量有较小的变化,也会使颗粒表面的可塑性、粘性、变形程度等发生较大变化。
混合造粒机的造粒过程受多种因素影响,这些因素相互作用,共同决定了最终的造粒效果。以下从物料特性、设备结构与操作条件三方面进行分析:
物料特性
物料粒度:物料初始粒度大小及其分布对造粒影响显著。粒度细的物料比表面积大,粒子间的结合力强,易于团聚成粒,可形成较为紧密、规则的颗粒;但粒度过细,可能导致物料流动性差,在混合造粒机中难以均匀分散,影响造粒均匀性。粒度粗的物料流动性好,但粒子间结合困难,需要更大的外力或更长的造粒时间来促使其形成颗粒,且制成的颗粒可能强度较低、外观粗糙。
物料湿度:物料湿度是造粒的关键因素之一。适当湿度下,水分在物料颗粒间起 “桥梁” 作用,增强粒子间的黏结力,有助于形成理想颗粒。湿度过低,物料缺乏足够黏结力,难以团聚成型;湿度过高,物料会过于黏软,易造成设备内部黏壁,颗粒之间也易相互粘连,导致颗粒形状不规则、大小不均,甚至出现结块现象,影响造粒机正常运行和产品质量。
物料黏性:物料自身的黏性决定了其粒子间的黏附能力。黏性强的物料在混合造粒过程中更容易相互结合形成颗粒,但过高的黏性可能使物料在设备内过度黏附,不仅清理困难,还可能影响搅拌和输送效率,导致造粒不均匀。而黏性较弱的物料则需要添加适当的黏合剂来促进造粒。
物料化学组成:物料的化学组成不同,其物理性质和反应活性也有所差异。某些化学成分之间可能发生化学反应,影响颗粒的形成和性能。例如,含有活性成分的物料可能在造粒过程中与其他成分或添加剂发生反应,改变物料的黏性、熔点等特性,进而影响造粒效果。不同化学组成的物料对温度、压力等造粒条件的敏感性也不同,需要根据具体情况调整工艺参数。
设备结构
搅拌装置:搅拌桨叶的形状、尺寸、数量和转速直接影响物料的混合与造粒效果。例如,桨叶形状决定了对物料的搅拌方式和作用力方向,常见的桨叶形状有桨式、锚式、螺带式等,不同形状适用于不同特性的物料。转速则控制着物料的混合速度和剪切力大小,转速过快可能导致颗粒破碎,转速过慢则混合不均匀,影响造粒质量。
造粒模具:模具的类型(如平板模、环模、辊模等)和模孔尺寸、形状及粗糙度等参数对颗粒的形状、尺寸和表面质量起决定性作用。模孔尺寸决定了挤出颗粒的大小,形状则决定颗粒的外观(如圆柱状、球状等)。模具表面粗糙度影响物料的挤出顺畅程度,粗糙度大可能导致颗粒表面不光滑,甚至出现拖尾现象。
筒体结构:混合造粒机筒体的形状、尺寸和内部结构(如是否有导流板、挡板等)影响物料在筒体内的流动路径和停留时间分布。合理的筒体结构能使物料在筒体内形成良好的循环流动,避免出现混合死角,确保物料混合均匀,为造粒提供有利条件。例如,带有特殊导流板的筒体可引导物料按特定方向流动,增强混合效果,提高造粒均匀性。
操作条件
造粒温度:温度对物料的物理状态和黏性有重要影响。对于一些热塑性物料,适当升高温度可降低其黏度,使其更容易流动和塑化,有利于颗粒的形成和成型。但温度过高可能导致物料过度软化、变形,甚至分解、烧焦,影响颗粒质量;温度过低则物料黏性不足,难以造粒。因此,需要根据物料特性精确控制造粒温度,确保在合适的温度范围内进行造粒操作。
造粒压力:在造粒过程中,施加适当的压力有助于物料的压实和成型,提高颗粒的密度和强度。压力过小,颗粒内部结构松散,强度较低,在后续运输和储存过程中易破碎;压力过大,可能导致颗粒过度致密,影响其溶解性能(如在制药、肥料等行业),同时也可能对设备造成较大负荷,增加能耗和设备磨损。
物料添加顺序与速度:物料添加顺序和速度影响物料的混合均匀性,进而影响造粒效果。不同物料的特性不同,先添加的物料可能为后续物料的分散和混合提供基础环境。例如,先加入黏合剂或液体物料,可使固体物料表面湿润,有利于后续混合均匀;添加速度过快可能导致局部物料浓度过高或过低,混合不均匀,影响造粒的一致性。
造粒时间:造粒时间长短影响物料的混合程度和颗粒的形成过程。时间过短,物料混合不充分,颗粒成型不完善,可能导致颗粒大小不均、强度不足;时间过长,不仅降低生产效率,还可能因过度搅拌或挤压使已形成的颗粒破碎,或者使物料性能发生变化,同样影响产品质量。
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