喷雾干燥后的粉体通常为疏松、流动性差的微细粉末,直接应用于工业生产存在诸多问题,因此需要通过造粒工艺改善其物理和工艺性能。以下是喷雾干燥后粉体需要造粒的核心原因及技术依据:
一、改善粉体流动性,适配自动化生产
1. 粉末流动性差
喷雾干燥后的粉体粒径小(常为微米级)、表面能高,颗粒间易产生静电吸附和范德华力,导致流动性差。例如,中药浸膏喷雾干燥粉体因"疏松、质轻"而无法直接用于胶囊填充或压片。造粒后颗粒呈球形或类球形,减少接触点,流动性显著提升,满足自动化成型设备的进料要求
2. 避免粉尘污染与损失
细粉在运输、投料过程中易扬尘,造成原料浪费和环境污染。造粒后颗粒粒径增大(通常>100 μm),粉尘率降低,如陶瓷粉体造粒后可减少60%以上粉尘逸散
二、提升填充密度与成型均匀性
1. 解决松装密度低的问题
喷雾干燥粉体松装密度普遍较低(如氧化锆粉体仅0.3–0.5 g/cm³),导致压制成型时坯体密度不均。造粒后颗粒内部空隙减少,松装密度提高30–42%(如TiB₂/Al₂O₃复合粉体从0.5 g/cm³升至0.7 g/cm³),使素坯密度更均匀
2. 优化压制性能
粉末在模具中填充时易形成气穴,而造粒颗粒因粒径分布集中(如ZrO₂造粒粉D50控制在80–150 μm),填充紧密性提高,压制后坯体强度提升20–50%,减少分层、开裂风险。
三、增强工艺适配性与产品性能
1. 改善溶解性与速溶性
食品、制药行业要求粉体快速溶解。喷雾干燥粉体易形成空心结构(干燥时外壳硬化阻碍水分渗透),造粒后颗粒内部孔隙贯通,溶解速度提高3–5倍,如固体饮料颗粒冲调时间缩短至10秒内。
2. 提高成分均匀性与烧结质量
对于多组分材料(如ITO靶材用的In₂O₃/SnO₂混合粉),喷雾干燥中密度差异可能导致成分偏析。造粒通过湿法混料强制分散,使各组分在颗粒内均匀分布,烧结后靶材密度可达99.5%以上
四、解决储存与运输痛点
1. 抑制吸湿结块
细粉比表面积大,易吸湿形成液桥(如非金属矿粉在湿度>60%时结块)。造粒后颗粒表面经疏水改性(如硬脂酸包覆)或减少暴露面积,吸湿率降低40–70%。
2. 延长保质期并降低包装要求
粉末需防潮包装(如铝塑复合膜),而造粒颗粒可采用普通PE袋,包装成本下降50%,且储存期延长至12个月以上。
五.喷雾干燥后的粉末可根据物料实际情况选择所需制粒机
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