ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ. ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ. И ОБОРУДОВАНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ И ОБОРУДОВАНИЕ. ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Гранулирование - это совокупность физических и физико­химических процессов, обеспечивающих формирование частиц опреде­ленного спектра размеров, формы, необходимой структуры и физиче­ских свойств. Этот процесс - один из наиболее многообразных и широко применяемых в химической, пищевой, фармацевтической, металлурги­ческой, стекольной и других отраслях промышленности.

Процессы гранулирования определяют физико-механические свойства готового продукта: размер гранул, их прочность, плотность, слеживаемость и т. д. Эти показатели качества готового продукта изме­няются в зависимости от метода гранулирования и особенностей уплот­нения гранул.

16.1. Классификация методов гранулирования и особенности уплотнения гранул

Для гранулирования материалов в отечественной и зарубежной практике применяют различные методы и аппаратуру.

Эффективность процесса гранулирования зависит от механизма гра - нулообразования, который, в свою очередь, определяется способом грану­лирования и его аппаратурным оформлением. В связи с этим методы гра­нулирования целесообразно классифицировать следующим образом:

• окатывание (формирование гранул в процессе их агрегации или послойного роста с последующим уплотнением структуры);

• диспергирование жидкости в свободный объем или нейтральную среду (образование и отвердение капель жидкости при охлаждении в газе или жидкости);

• диспергирование жидкости на поверхности гранул, находящихся во взвешенном состоянии (кристаллизация тонких пленок в результате их обезвоживания или охлаждения на поверхности гранул);

• прессование сухих порошков (получение брикетов плиток и т. и. с последующим их дроблением на гранулы требуемого размера);

• формование или экструзия (продавливание вязкой жидкости или пастообразной массы через отверстия).

Гранулирование методом окатывания состоит в предварительном образовании агрегатов из равномерно смоченных частиц или в наслаи­вании сухих частиц на смоченные ядра - центры гранулообразования. Этот процесс обусловлен действием капиллярно-адсорбционных сил сцепления между частицами в плотном динамическом слое, например в грануляторах барабанного или тарельчатого типов.

Гранулирование методом диспергирования жидкости в свободный объем заключается в разбрызгивании жидкости, например, безводного плава гранулируемого вещества на капли приближенно однородные по размеру и последующей их кристаллизации при охлаждении в ней­тральной среде (воздух, масло и т. и.).

Гранулирование сухих порошков методом прессования, то есть уп­лотнение под действием внешних сил, основано на формировании плотной структуры вещества, что обусловлено возникновением прочных когезион­ных связей между частицами при их сжатии. Полученный в результате уплотнения брикет (плитка, лента) дробят и направляют на рассев для от­бора кондиционной фракции гранул, являющихся готовым продуктом.

Гранулирование диспергированием жидкости (пульп, растворов, сус­пензий, плавов) на поверхность частиц во взвешенном состоянии заключа­ется в импульсном нанесении на твердые частицы тонких пленок исходного вещества и последующей сушке (охлаждении) в потоке теплоносителя.

Гранулирование методом формования или экструзии состоит в продавливании пастообразной массы через перфорированные приспо­собления с последующей сушкой (охлаждением) гранул.

Современный уровень развития техники уплотнения позволяет получать продукт требуемой плотности и формы (гранулы, плитки, таб­летки, брикеты и т. д.) из любых порошковых материалов или их компо­зиций: паст, расплавов, суспензий и растворов.