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Diosna高剪切湿法制粒原理详解：润湿成核、固结增长与破碎磨损三大阶段

更新时间：2026-08-07点击次数：24
　　高剪切湿法制粒之所以能够将松散粉末聚集成具有良好流动性与可压性的颗粒，本质上是液体桥在粉体颗粒间建立连接，并通过机械力不断重塑颗粒结构的过程。现代制粒理论将这一过程概括为三个并行发生的速率过程：润湿与成核、固结与增长、破碎与磨损。在Diosna高剪切湿法制粒设备中，搅拌桨与切割刀协同产生的流体力学环境，使这三个阶段得以充分展开并相互影响。
 
　　润湿与成核是制粒的起点。当黏合剂液体以雾化形态喷入运动的干粉床时，液滴在表面张力作用下渗入粉末孔隙，将周围细小颗粒聚集起来，形成疏松多孔的初始核心。成核过程受液体铺展性与粉末润湿性的强烈影响，通常用铺展系数来表征——铺展系数较大的黏合剂液体能更快渗透，形成更致密的液桥，干燥后转化为强度更高的固桥。Diosna设备的雾化喷嘴将黏合剂分散为均匀雾滴，使每个雾滴均可作为成粒核心，从源头改善了成核的均匀性。根据液滴渗透时间与喷雾通量的不同，成核可处于液滴控制区或机械分散区；前者液滴尺寸分布直接决定颗粒核尺寸分布，后者则受毛细管压力与黏合剂粘度支配。

 


 
　　固结与增长阶段紧随其后。在搅拌桨的机械驱动下，初始核心之间、核心与剩余粉末之间不断发生碰撞。若颗粒表面液体饱和度足够，碰撞时便粘结合并为大颗粒；同时持续的搅拌力对颗粒施加压实作用，排出内部空气、降低孔隙率，使颗粒变得致密，此即固结。颗粒的增长主要通过聚并实现的，其生长行为可分为稳态生长与诱导生长两类：具有机械可变形性的物料在碰撞中产生较大接触面积，表现为颗粒尺寸随制粒时间与黏合剂用量持续增大的稳态生长；不可变形材料则因碰撞时无法有效挤出黏合剂液体，需经反复破碎与固结积累表面液体后方才进入快速生长期，表现为诱导生长。颗粒的可变形性可通过斯托克斯变形数估算，而体系的较大孔隙饱和度则决定了颗粒处于成核、弱生长还是充分生长的状态。
 
　　与增长相抗衡的是破碎与磨损。搅拌桨旋转提供的剪切力在促进颗粒内部水分向表面移动的同时，也可能导致湿颗粒与桨叶或锅壁发生剧烈碰撞而破碎；颗粒之间相互摩擦则造成表面磨损，细小碎片脱落形成新的细粉。较终颗粒的粒径分布，正是增长力与破坏力动态平衡的结果。液体饱和度作为描述湿体状态的关键参数，其值从钟摆态到毛细态再到浸没态的演变，决定了上述三类机制的此消彼长。
 
　　理解这三大阶段的机理，对工艺调控具有直接指导意义。当颗粒太细时，问题多出自成核阶段，需调整喷嘴或加液方式；颗粒太粗时，往往源于增长阶段制粒时间过长或搅拌过快；颗粒硬度不足则指向固结不充分；细粉过多则提示破碎磨损过强。在Diosna高剪切湿法制粒设备上，通过精准控制搅拌桨转速、加液速率与制粒时间，即可在这三个并行速率过程之间取得平衡，制备出粒径分布集中、强度适中、可压性良好的颗粒。