Teoria da granulação de cama fluida

O granulador de cama fluida é um dos equipamentos de granulamento mais importantes da indústria farmacêutica, da indústria de alimentos e da indústria química.

O processo de mistura de granulação do leito fluido é especialmente adequado para materiais com uma faixa de tamanho de partícula de 50-200 μm. O comportamento de fluidização das partículas é a soma das forças e interações entre várias partículas. Quando o fluxo de ar através do leito do material é grande o suficiente, as partículas podem ser fluidizadas contra a gravidade. Em velocidades de entrada de ar baixo, a velocidade das partículas é proporcional à queda de pressão no leito fluidizado. À medida que a velocidade de entrada de ar aumenta, as partículas na mudança de leito fluidizado de estacionárias para suspensas, e a velocidade correspondente do fluxo de ar neste momento é a velocidade mínima de fluidização (UMF). A velocidade mínima de fluidização é um limite inferior primário no processo de granulação de uma etapa. À medida que o processo de granulação avança, a velocidade mínima de fluidização deve mudar e aumentar gradualmente. A velocidade de fluidização do processo de granulação deve ser maior que a velocidade mínima de fluidização, para que as partículas grossas e finas não sejam separadas.

Quando a velocidade de fluidização é maior que a velocidade mínima de fluidização, o material no leito fluidizado se move como um líquido violentamente fervente, e há bolhas no fundo do leito de material (formado próximo ao fundo do leito fluidizado, perto da distribuição do ar placa) e, na ação do ventilador, sobe rapidamente para a superfície e se rompe. Também se pode observar que o projeto da placa de distribuição de fluxo de gás tem um impacto significativo nas características do leito fluidizado. À medida que a velocidade de fluidização aumenta, o volume do pó se expande e a densidade de partículas por unidade de volume no leito diminui. Quando a velocidade de fluidização atingir uma certa velocidade, as partículas serão destruídas e a velocidade nesse momento é chamada de velocidade de arrastamento. O grau de mistura na granulação de leito fluidizado está relacionado ao tamanho das partículas e à maneira como o fluxo de ar se move através do material. A maneira como o fluxo de ar se move afeta a transferência de calor entre o gás e as partículas.

A velocidade de entrada de ar padrão é geralmente de 1,0 ~ 2,0m/s. Para materiais aglomerados, a taxa de fluxo de ar necessária é de cinco a seis vezes a velocidade mínima de fluidização. A secagem requer baixa velocidade, como 0,8-1,4m/s. Devido à presença de material úmido no leito fluidizado, são necessárias velocidades mais altas nos estágios iniciais da secagem, mas a velocidade do ar é geralmente reduzida à medida que o produto perde a umidade, a fim de garantir um bom movimento de partículas e impedir que o material digite o filtro no filtro . No processo de granulação do leito fluido, o movimento das partículas e a secagem rápida são importantes. O fluxo livre de partículas no orifício de observação do leito fluidizado é um bom estado de granulação, e o estado de fluidização ruim também pode ser monitorado através da temperatura do ar de saída. Cada produto tem uma taxa de secagem constante, onde a temperatura dentro do leito fluidizada permanece relativamente constante por um período considerável de tempo. Se a taxa de aumento da temperatura do ar de saída for mais rápida do que o esperado, indica condições de fluidização ruins, a granulação pode ter que ser interrompida e a intervenção manual ou mecânica é necessária para ajudar a fluidização.