Teoría de la granulación del lecho fluido

El granulador de la cama fluida es uno de los equipos de granulación más importantes en la industria farmacéutica, la industria alimentaria y la industria química.

El proceso de mezcla de granulación del lecho de fluido es especialmente adecuado para materiales con un rango de tamaño de partícula de 50-200 μm. El comportamiento de fluidización de las partículas es la suma de las fuerzas e interacciones entre varias partículas. Cuando el flujo de aire a través del lecho del material es lo suficientemente grande, las partículas pueden fluidarse contra la gravedad. A velocidades de entrada de aire bajas, la velocidad de las partículas es proporcional a la caída de presión en el lecho fluidizado. A medida que aumenta la velocidad de la entrada de aire, las partículas en el lecho fluidizado cambian de estacionario a suspendido, y la velocidad del flujo de aire correspondiente en este momento es la velocidad mínima de fluidización (UMF). La velocidad mínima de fluidización es un límite inferior primario en el proceso de granulación de un solo paso. A medida que avanza el proceso de granulación, la velocidad mínima de fluidización debería cambiar y aumentar gradualmente. La velocidad de fluidización del proceso de granulación debe ser mayor que la velocidad mínima de fluidización, de modo que las partículas gruesas y finas no se separarán.

Cuando la velocidad de fluidización es más alta que la velocidad mínima de fluidización, el material en el lecho fluidizado se mueve como un líquido violentamente hirviendo, y hay burbujas en la parte inferior del lecho del material (formado cerca del fondo del lecho fluidizado, cerca de la distribución de aire Placa), y en la acción bajo la acción del ventilador, se eleva rápidamente a la superficie y se rompe. También se puede ver que el diseño de la placa de distribución del flujo de gas tiene un impacto significativo en las características del lecho fluidizado. A medida que aumenta la velocidad de fluidización, el volumen del polvo se expande y la densidad de partículas por unidad de volumen en el lecho disminuye. Cuando la velocidad de fluidización alcanza una cierta velocidad, las partículas se volarán, y la velocidad en este momento se llama velocidad de arrastre. El grado de mezcla en la granulación del lecho fluidizado está relacionado con el tamaño de partícula y la forma en que el flujo de aire se mueve a través del material. La forma en que se mueven el flujo de aire afecta la transferencia de calor entre el gas y las partículas.

La velocidad de entrada de aire estándar suele ser 1.0 ~ 2.0m/s. Para los materiales aglomerados, el caudal de aire requerido es de cinco a seis veces la velocidad mínima de fluidización. El secado requiere baja velocidad, como 0.8-1.4m/s. Debido a la presencia de material húmedo en el lecho fluidizado, se requieren velocidades más altas en las primeras etapas del secado, pero la velocidad del aire generalmente se reduce a medida que el producto pierde humedad, para garantizar un buen movimiento de partículas y evitar que el material ingrese al filtro . En el proceso de granulación del lecho de fluido, el movimiento de partículas y el secado rápido son importantes. El flujo libre de partículas en el orificio de observación del lecho fluidizado es un buen estado de granulación, y el estado de fluidización malo también se puede monitorear a través de la temperatura del aire de salida. Cada producto tiene una velocidad de secado constante, donde la temperatura dentro del lecho fluidizado permanece relativamente constante durante un período de tiempo considerable. Si la tasa de aumento en la temperatura del aire de salida es más rápida de lo esperado, indica malas condiciones de fluidización, puede tener que detener la granulación y se requiere una intervención manual o mecánica para ayudar a la fluidización.