造粒是指將各類粉狀、塊狀、溶液或熔融狀原料制成具有一定形狀和強度的固體顆粒, 是增大粒徑的過程，為顆粒技術的重要組成部分，這種物質存在形式上的轉化過程在很早以前就被用于原始的農業生產和生活中，如今造粒過程遍及許多工業部門。

各類混合機示意圖

顆粒群的凝聚

許多顆粒相互黏結形成二次顆粒，并結合成團塊的現象稱為凝聚。凝聚現象對收塵、沉降濃縮、過濾等操作來說.可以增大粒徑，有一定好處，但對分級、混合、粉碎等操作而言, 都是不良的現象。造粒是有效地利用這一現象的操作。

使顆粒凝聚，顆粒之間的結合力必須起作用，其可能的機理可分為以下五種。

1.固體架橋。由于燒結、熔融、化學反應而使一個顆粒的分子向另一個顆粒擴散。

2.液體架橋和毛細管壓強。在液體架橋中，界面力和毛細管壓強可產生強鍵合作用, 但如果液體蒸發則此種結合會消失。

3.不可自由移動結合劑架橋處的黏附和內聚力。如焦油等高黏度結合介質能形成和固 體架橋非常相似的結合力，其吸附層是固定的并在某些環境下能促進細粉粒的結合。

4.固體粒子間的吸引力。如固體顆粒間距離足夠短，則范德華力、靜電力、磁力等，可 以導致粉粒黏附在一起。

5.封閉型結合。如小片狀細粒，可相互交叉或重疊而形成“封閉型”結合。

由上述這些力凝聚而成的顆粒強度是評價造粒的重要指標。強度分為抗壓強度和抗拉強 度。抗壓強度易于試驗測定，抗拉強度則便于從理論上進行分析。

粉體的造粒方法

由于各工業部門特點和造粒目的及原料的不同，使這一過程體現為多種多樣的形式。總體上可將其分為突出單個顆粒特性的單個造粒和強調顆粒群散體集合特性的集合造粒兩類。 前者側重每一個顆粒的大小、形狀、成分和密度等指標，因而產量較低，通常以單位時間內 制成的顆粒個數來計量。后者則考慮制成的顆粒群體的粒度大小、分布、形狀的均一性及容 重等指標，處理量以kg/h或t/h來計量，屬大規模生產過程。

造粒方法可按照原料、狀態分類，也可按照造粒形式進行分類。

從工藝上說，根據原始微細顆粒團聚方式的不同，造粒大致可分為壓縮造粒、擠出造粒, 滾動造粒、噴漿造粒、流化造粒。此外，還有某些特殊造粒方式，如熱融造粒、液相和氣相凝聚造粒等。

1.壓縮造粒

壓縮造粒是將混合好的原料粉體放在一定形狀的封閉體模中，通過外部施加壓力使粉體 團聚成型，這是較為普遍和容易的方法。它具有顆粒形狀規則、均一、致密度高、所需黏結 劑用量少和造粒水分低等優點。其缺點是生產能力低，模具磨損大，所制備的顆粒粒徑有一 定的下限。該造粒方法多被制藥打錠、食品造粒、催化劑成型和陶瓷行業等靜壓制微粒磨球 等工藝所釆用。

2.擠出造粒

擠出造粒是將與黏合劑捏合好的粉狀物料投入帶有多孔模具的擠出機中，在外部擠壓力 的作用下，原料以與模具開孔相同的截面形狀從另一端排出，再經過適當的切粒和整形即可 獲得各種柱形或球形顆粒。這是較為普遍和容易的造粒方法，它要求原料粉體能與黏結劑混 合成較好的塑性體，適合于黏性物料的加工。顆粒截面規則均一，但長度和端面形狀不能精 確控制。致密度比壓縮造粒低，黏結劑、潤滑劑用量大，水分高，模具磨損嚴重，但其生產 能力很大，被廣泛地用于農藥顆粒、催化劑載體、顆粒飼料及食品的造粒過程。

3.滾動造粒

在希望顆粒形狀為球形、顆粒致密度要求不高的條件下，多釆用滾動造粒。該造粒過程 中.粉料微粒在液橋和毛細管力的作用下團聚在一起，形成微核。團聚的微核在容器低速轉 動所產生的摩擦和滾動沖擊作用下不斷地在粉料層中回轉、長大，最后成為一定大小的球形 顆粒而滾出容器。該方法的優點是處理量大、設備投資少和運轉率高；缺點是顆粒密度不 高，難以制備粒徑較小的顆粒。該方法多被用于冶金團礦、立窯水泥生料成球、粒狀混合化 肥以及食品的生產，也用作顆粒多層包覆工藝制備功能性顆粒。

4.噴漿造粒

噴漿造粒是借助于蒸發直接從溶液或漿體制取細小顆粒的方法，它包括噴霧和干燥兩個 過程 料漿首先被噴灑成霧狀微液滴，水分被熱空氣蒸發帶走后，液滴內的固相物就聚集成 了干燥的微粒。對用微米和亞微米級的超細粉體制備平均粒徑為幾十微米至數百微米的細小 顆粒來說，噴漿造粒幾乎是唯一而且很有效的方法。所制備的顆粒近似球形，有一定的粒度 分布 整個造粒過程全部在封閉系統中進行，無粉塵和雜質污染，因此該方法多被食品、醫 藥、染料、非金屬礦加工、陶瓷催化劑和洗衣料等行業采用。不足之處是水分蒸發量大，噴 嘴磨損嚴重。

噴漿造粒工藝流程示意圖

5.流化造粒

流化造粒是讓粉料在流化床床層底部空氣的吹動下處于流態化，再把水或其他黏結劑霧 化后噴入床層中，粉料經過沸騰翻滾逐漸形成較大的顆粒。這種方法的優點是混合、捏合、 造粒、干燥等工序在一個密閉的流化床中一次完成，操作安全、衛生、方便。該方法建立在 流態化的技術的基礎上，經驗性較強。作為一種新的造粒技術，正在食品、醫藥、化工、種子 處理等行業中得到普及推廣。

流化床造粒的示意圖

6.熱融造粒

熱融造粒是將物料熔融細化，然后冷卻凝固，通過不同的途徑制粒，如鐵礦的燒渣。

造粒的目的

造粒的目的和帶來的好處可大致分為以下幾點：

1.將物料制成理想的結構和形狀，如粉末冶金成型和水泥生料滾動制球；

2.為了準確定量、配劑和管理，如將藥品制成各類片劑;

3.減少粉料的飛塵污染，如將散狀廢物壓團處理；

4.制成不同種類顆粒體系的無偏析混合 體，如煉鐵燒結前的團礦過程；

5.改進產品的外觀，如各類形狀的顆粒食品和用做燃料的各類型煤；

6.防止某些固相物生產過程中的結塊現象，如顆粒狀磷胺和尿素的生產；

7.改善粉 粒狀原料的流動特性，如陶瓷原料噴霧造粒后可顯著提高成型給料時的穩定性；

8.增加粉料 的體積質量，便于儲存和運輸，如超細的炭黑粉需制成顆粒狀散料；

9.降低有毒和腐蝕性物 料處理作業過程中的危險性，如將燒堿、銘酊類物料壓制成片狀或粒狀后使用；

10.控制產品 的溶解速度，如一些速溶食品；

11.調整成品的孔隙率和比表面積，如催化劑載體的生產和陶 粒類多孔耐火保溫材料的生產；

12.改善熱傳遞效果和幫助燃燒，如立窯水泥生料的成球燃燒過程；

13.適應不同的生物過程，如各類顆粒狀飼料的生產。

造粒時通常使用黏結劑，加入填料機后讓黏結劑蒸發或升華，還可回收原微粉顆粒。

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