Diosna高剪切濕法制粒原理詳解：潤濕成核、固結增長與破碎磨損三大階段

閱讀：79 發布時間：2026-8-7

　　高剪切濕法制粒之所以能夠將松散粉末聚集成具有良好流動性與可壓性的顆粒，本質上是液體橋在粉體顆粒間建立連接，并通過機械力不斷重塑顆粒結構的過程。現代制粒理論將這一過程概括為三個并行發生的速率過程：潤濕與成核、固結與增長、破碎與磨損。在Diosna高剪切濕法制粒設備中，攪拌槳與切割刀協同產生的流體力學環境，使這三個階段得以充分展開并相互影響。

　　潤濕與成核是制粒的起點。當黏合劑液體以霧化形態噴入運動的干粉床時，液滴在表面張力作用下滲入粉末孔隙，將周圍細小顆粒聚集起來，形成疏松多孔的初始核心。成核過程受液體鋪展性與粉末潤濕性的強烈影響，通常用鋪展系數來表征——鋪展系數較大的黏合劑液體能更快滲透，形成更致密的液橋，干燥后轉化為強度更高的固橋。Diosna設備的霧化噴嘴將黏合劑分散為均勻霧滴，使每個霧滴均可作為成粒核心，從源頭改善了成核的均勻性。根據液滴滲透時間與噴霧通量的不同，成核可處于液滴控制區或機械分散區；前者液滴尺寸分布直接決定顆粒核尺寸分布，后者則受毛細管壓力與黏合劑粘度支配。

　　固結與增長階段緊隨其后。在攪拌槳的機械驅動下，初始核心之間、核心與剩余粉末之間不斷發生碰撞。若顆粒表面液體飽和度足夠，碰撞時便粘結合并為大顆粒；同時持續的攪拌力對顆粒施加壓實作用，排出內部空氣、降低孔隙率，使顆粒變得致密，此即固結。顆粒的增長主要通過聚并實現的，其生長行為可分為穩態生長與誘導生長兩類：具有機械可變形性的物料在碰撞中產生較大接觸面積，表現為顆粒尺寸隨制粒時間與黏合劑用量持續增大的穩態生長；不可變形材料則因碰撞時無法有效擠出黏合劑液體，需經反復破碎與固結積累表面液體后方才進入快速生長期，表現為誘導生長。顆粒的可變形性可通過斯托克斯變形數估算，而體系的較大孔隙飽和度則決定了顆粒處于成核、弱生長還是充分生長的狀態。

　　與增長相抗衡的是破碎與磨損。攪拌槳旋轉提供的剪切力在促進顆粒內部水分向表面移動的同時，也可能導致濕顆粒與槳葉或鍋壁發生劇烈碰撞而破碎；顆粒之間相互摩擦則造成表面磨損，細小碎片脫落形成新的細粉。較終顆粒的粒徑分布，正是增長力與破壞力動態平衡的結果。液體飽和度作為描述濕體狀態的關鍵參數，其值從鐘擺態到毛細態再到浸沒態的演變，決定了上述三類機制的此消彼長。

　　理解這三大階段的機理，對工藝調控具有直接指導意義。當顆粒太細時，問題多出自成核階段，需調整噴嘴或加液方式；顆粒太粗時，往往源于增長階段制粒時間過長或攪拌過快；顆粒硬度不足則指向固結不充分；細粉過多則提示破碎磨損過強。在Diosna高剪切濕法制粒設備上，通過精準控制攪拌槳轉速、加液速率與制粒時間，即可在這三個并行速率過程之間取得平衡，制備出粒徑分布集中、強度適中、可壓性良好的顆粒。

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