目前，造粒技术已在医药、食品、建材、化工、冶金等各行各业得到了越来越广泛的应用，同时造粒技术本身也在应用的过程中不断地创新、发展和提高，并创造出了多种不同的造粒方法。由于各行业对颗粒产品的需求不同，所使用的造粒方法也各有不同，同时造粒装置也得到了快速发展。

造粒粉

为什么要造粒？

广义上造粒是指将粉状、块状、溶液、熔融液等状态的物料进行加工，制备具有一定形状与大小的固态颗粒，而狭义上造粒是指将粉末状物料聚结，制成具有一定形状与大小颗粒的操作。

造粒的目的主要有以下几点：

（1）将填料制成理想的结构和形状；

（2）防止环境污染与原料损失；

（3）有效防止固体混合物各成分的离析；

（4）防止某些固相物生产过程中的结块现象；

（5）增加粉料的单位体积质量，便于储存和运输；

（6）降低有毒和腐蚀性物料处理作业过程中的危险性；

（7）改善热传递效果和帮助燃烧；

（8）改善粉粒状原料的流动特性，有利于粉体的连续化、自动化操作的顺利进行。

造粒技术类型及设备

目前，根据机理不同，造粒方法可以分为团聚造粒法、流化造粒法、挤压造粒法、挤出造粒法、破碎造粒法、熔融造粒法和喷雾造粒法等。根据这些方法，行业内设计了相应的造粒设备。

1.团聚造粒法

团聚造粒法是对物料表层喷射雾化的黏结剂而使物料发生团聚，团聚形成的微核在振动、搅拌等工序的作用下逐渐成长，最终形成所需的球形颗粒。根据结构不同，常用的团聚造粒设备可分为回转滚筒型、回转盘型、振动造粒型和离心造粒型。

（1）回转滚筒型造粒机

回转滚筒造粒机的外壁固定设置有大齿轮和滚带，由电机驱动带动滚筒转动，两端分别设置有进料口和出料口，筒内设置有搅拌轴，装置内通常具有内分级、内筛分、内返料及内破碎功能。物料从进料端加入，在转动、震动、搅拌等的作用下，使处于运动中的粉状物料通过喷淋装置湿润发生凝聚，将其制成颗粒，然后经出料口流出。由于物料的不断进入，滚筒造粒机的不断旋转，可实现大批量生产。

回转滚筒型造粒机

（2）回转盘型造粒机

回转盘型造粒是将粉料加入造粒机中，粉料在离心力、摩擦力和重力的共同作用下进行类抛物线运动。圆盘造粒机是常见的回转型设备，主要由圆盘、主轴、电机、刮刀及机架等组成，其中圆盘具有角度和转速可调功能，影响圆盘造粒效果的主要因素是圆盘的旋转速度、倾斜角和喷嘴孔直径。

回转盘型造粒机

（3）振动型造粒机

振动造粒是通过振动作用使粉料做回转运动，从而达到造粒的目的。常用的装置有水平振动盘式造粒机、振动搅拌型造粒机和振动输出型造粒机。

振动型造粒机

（4）离心型造粒机

离心造粒是向造粒机中加入定量的粉料，粉料在离心力、摩擦力和挡板的共同作用下，逐渐形成球状颗粒。离心造粒法具有自动化程度高、成本低、操作灵活等优点，该方法也是目前较为常用的方法，离心造粒机通常由离心转盘、离心腔及鼓风机组成。

离心型造粒机

小结：

团聚造粒法的设备种类较多，不同的设备生产得到的颗粒性质也不同，如密实度、球形度、粒度、成粒率等都各不相同，总体上颗粒的强度较高，断面为多心圆，但由于颗粒都是在团聚作用下形成的，因此致密度不高，表面也较粗糙。

影响团聚造粒的因素有很多，包括水分、黏结剂、物料尺寸和凝集状态等。水分对颗粒间液桥的形成起决定性作用，造粒前可以用水进行预湿润，从而提高造粒的质量；加入黏结剂则可以提高成粒率和颗粒强度，可根据需求来加入合适的量；物料尺寸是影响颗粒强度的重要因素，物料直径越大，颗粒强度就越小。

2.流化造粒法

流化造粒是将热风通过床板吹入床体内，使粉体在高速气流中与空气混合形成气 -固混合流体，再向流化的粉体上喷洒雾状黏结剂使其凝聚。

流化造粒法的常用装置是流化床。

流化床造粒机

流化床设备可以进行混合、造粒、干燥，甚至是包衣等工序，该设备操作时间短，可以进行连续操作，降低了各工序间的物料转移造成的损失。但通过该方法制得的颗粒较不规则、球形度差、密度小、粒子强度小、粒度分布较广。影响流化造粒的因素有很多，如空气温度、黏合剂浓度、流化气速率等。

3.挤压造粒法

挤压造粒是将混合料加入具有特定形状的封闭压模中，在外部压力的作用下，粉体颗粒之间的空隙逐渐减小，直至粉体团聚成型。

这种方法的常用设备有辊压机、模压机和压片机。辊压机常用于加工大量物料，但其制品粒度不够均匀；模压机主要用在对成品质量、厚度、硬度和外观有严

格规定的场合；压片机一般用于生产均匀片剂，特别是用于粉末冶金和塑料成型。

挤压造粒设备

辊压型挤压造粒机

挤压造粒是较为常用的造粒方法，该方法制得的产品具有颗粒粒径统一、外形较为美观、密度大、无需干燥处理等优点；其缺点是生产能力弱，容易黏渣，清理困难，对模具的磨损较大，需要施加巨大的机械力，较难制备粒径为3 mm以下的颗粒。影响挤压造粒的因素有很多，如原粉的粒度分布、造粒黏结剂、操作温度和机器内部结构等。

4.挤出造粒法

挤出造粒是将物料粉末与黏结剂在容器内混合并制成软材，随后投入具有特定孔径的孔板或筛网（板），在挤压力的作用下使其通过筛孔，最后再经适当的整形工艺得到均匀颗粒。

常用的挤出造粒设备有螺旋挤出造粒机、旋转挤出造粒机和摇摆挤出造粒机。其中，螺旋挤出机较为常用，软材在螺旋杆旋转的作用下从多孔摸具的另一侧排出，得到圆柱状颗粒，模具的孔径和开孔率对挤出造粒的效果影响较大。

挤出式造粒机

螺旋挤出造粒机

挤出造粒法生产得到的颗粒密度高，颗粒粒度可根据筛网进行调节，并且制得的颗粒机械强度高，内部均匀，耐压性好，但颗粒球形度不好，需进行整形，并且造粒产品含水量较高，需要进行干燥处理。

5.破碎造粒法

破碎造粒是将块状材料粉碎成大小合适的物料，通常可分为干法造粒和湿法造粒。

干法破碎造粒是将粉料在高压下压成大的坯块，然后再经高速粉碎机破碎成所需的粒度，这种方法成粒率不高，只有50%左右，且制品颗粒形状各异，具有锐边棱角，流动性不佳。其优点为所得颗粒受压均匀，颗粒完整，密度很高，而且只需使用少量黏结剂。

对辊挤压干法造粒机

湿式破碎造粒则是先将干粉状物料加水形成混合料，通过高速搅拌使其破碎，然后经过干燥、筛分得到所需的粒度，这种方法也被称为搅拌混合造粒。常见的湿式破碎造粒设备为搅拌混合造粒机，该设备主要由容器、搅拌桨、切割刀等组成。造粒过程中，混合、捏合和造粒工序在一个容器中完成，与传统的挤出造粒相比，具有节约时间、操作简便等优点。通过该方法制得的颗粒密度大、强度高，但颗粒的粒度均匀性及球形度不好。

搅拌混合造粒机

6.熔融造粒法

熔融造粒法是将熔融液体冷却硬化后造粒，这种方法具有设备自动化程度高、精度高、占地面积小、冷却性能好等优点，所生产的颗粒粒度易于保持，但由于这种方法能耗大、成本高，因此仅适用于低熔点的粉料。

熔融造粒设备大体可分为喷射型、喷动床型、带式冷凝型和转鼓型。

熔融造粒设备

带式冷凝型熔融造粒机

影响熔融造粒的因素有很多，如温度、添加剂等。温度会影响熔融液的表面张力和黏度，而成粒的关键在于控制熔融液的温度；添加剂的作用是提高熔融液的表面张力，加快熔融液的成粒速率，因此选择合适的添加剂十分关键。

7.喷雾造粒法

喷雾造粒法是一种将溶液制备成颗粒的技术。溶液（或浆液、混悬液）在喷嘴或离心转盘的作用下成为微小液滴，液滴在高温热风作用下形成干燥颗粒。喷雾造粒法具有可将液体直接变为固体、干燥速度快和粒度范围分布广等特点，广泛应用于食品、医药及催化剂等行业。

喷雾造粒设备中最重要的部件是雾化器，它是喷雾造粒干燥机的“心脏”。目前常用的雾化器有3种，即气流式雾化器、压力式雾化器和旋转式雾化器。

3种雾化器的区别为液体雾化的方式不同，气流式雾化器是将压缩空气或蒸汽以高速喷出，气体和液体之间的速度差会产生摩擦力，带动液体雾化喷出；压力式雾化器是通过高压泵使液体在高压状态下喷出而雾化；旋转式雾化器通过高速转盘使液体在离心力的作用下甩出，从而使其雾化。

不同类型的雾化器

喷雾造粒设备

影响喷雾造粒的因素有很多，如喷雾压力、造粒温度、喷嘴、流化气速和黏合剂浓度等。

几种造粒方法的对比

下表是几种上造粒方法相关特征的对比情况。

造粒方法的优缺点对比

从表中可以发现，流化造粒、团聚造粒方法不能满足颗粒密度的要求；挤出造粒、挤压造粒法所得到的颗粒整体上性能都较好；挤出造粒、搅拌破碎造粒所得到的颗粒球形度较差，且搅拌造粒污染大、效率低；熔融造粒的能耗大、成本高，且对于原料的熔点有一定要求；喷雾造粒法只适用于原料为溶液。

参考来源：

1.造粒方法及设备的研究进展，谢曙钊、胥会祥、区汉东、王宁、白旭晶、胡志新（化工装备技术）；

2.造粒方法简述，乔维克（制药网）；

3.部分造粒设备企业产品原理描述。

粉体圈小吉

本文为粉体圈原创作品，未经许可，不得转载，也不得歪曲、篡改或复制本文内容，否则本公司将依法追究法律责任。