(精选)粉体干燥和造粒技术
粉体干燥和造粒技术
行业面临的挑战与机遇
多样化需求
不同行业对粉体干燥和造粒产品的需求多样化，要求设备具有更高 的适应性和灵活性。
高品质要求
随着市场竞争的加剧，客户对粉体干燥和造粒产品的品质要求不断 提高，需要企业加强技术研发和品质管理。
通过气流使物料在流化状态下进行混合、润湿和干燥，适用于颗粒形状 要求不高的物料。具有处理量大、操作弹性大、能耗低等特点。
造粒过程优化与控制
配方优化
通过调整物料配方，改善物料的 流动性和黏结性，提高造粒效率
和颗粒质量。
工艺参数控制
精确控制温度、湿度、搅拌速度 等工艺参数，确保造粒过程的稳
定性和可重复性。
流化床干燥器
将湿物料置于流化床中，通过加热空气使物料呈流态化， 实现均匀干燥。适用于颗粒状、片状或纤维状物料的干燥 。
真空干燥器
在真空状态下对湿物料进行加热干燥，可降低干燥温度， 避免物料氧化或变性。适用于热敏性、易氧化或易燃物料 的干燥。
干燥过程优化与控制
干燥工艺参数优化
通过调整干燥温度、湿度、风速等 工艺参数，实现干燥过程的优化控
介电加热干燥
利用高频电场作用下物料的介 电损耗产生热量进行干燥。
常见干燥设备及其特点
喷雾干燥器
将液态物料喷雾成微小液滴，与热空气接触后迅速蒸发水 分，获得干燥产品。适用于热敏性、粘度较大或易氧化物 料的干燥。
旋转闪蒸干燥器
利用高速旋转的叶片将湿物料分散成微小颗粒，与热空气 充分接触后迅速蒸发水分。适用于高粘度、高含固量物料 的干燥。
设备改进与维护
对造粒设备进行定期维护和升级， 提高设备运行稳定性和生产效率。 同时，针对特定物料和工艺要求， 对设备进行定制化改进，以满足
十二章_粉体干燥和造粒技术
喷雾干燥流程示意图
1-热风炉；2-喷雾干燥器；3-喷嘴；4-一次旋风 分离器；5-二次旋风分离器；6-袋滤器；7-风机
喷 雾 干 燥 流 程 示 意 图
中 药 浸 膏 专 用 喷 雾 干 燥 机
中药浸膏专用喷雾干燥机
型号 JPG-5 JPG-20 JPG-50 JPG-100 JPG-150 JPG-200 JPG-300
对流干燥系统
热能以对流方式传递给物料； 传热过程 产生的蒸汽被干燥介质带走。 传质过程
t tW
pW p
干燥介质温度渐降，湿含量渐增。
干燥曲线与干燥速率曲线
恒速干燥阶段的特点
（ 1 ）在恒定的干燥条件，物料的干燥速率不随 物料的含水量而改变。 （ 2 ）干燥水分为非结合水分。物料表面充满着 非结合水分，其性质与液态纯水相同。 （ 3 ）空气传递给物料的热量等于水分从物料中 气化所需的热量,物料表面的温度θw等于该空 气的湿球温度ｔw （ 4 ）干燥速率与空气的性质 (t,H,V) 有关，与湿 物料的性质关系不大(如物料厚度h), 干燥速率
干燥塔直径(mm)
1200
2200
3000
3800
4400
4800
5500
进风温度℃
180-200
出风温度℃
85-100
水分蒸发量(kg/h)
5-7
15-30
40-60
80-120
140-160
180-220
250-350
YPG系列压力喷雾干燥
雾化方法
喷雾干燥的雾化方法有旋转雾化、压力 雾化及气流雾化三种。 旋转雾化喷雾干燥的单机生产能力大 （喷雾量可达200t/h），进料量容易控制， 操作弹性大，应用比较广泛。 气流雾化器主要用于实验室及中间工厂， 其动力消耗大。 压力式雾化器喷雾干燥可以制造粗粒子， 维修方便。由于喷嘴孔很小，易堵塞，故 料液必须严格过滤。
粉体干燥方法
粉体干燥方法概述粉体干燥是指将悬浮在气体或液体中的固体颗粒除去过多的水分或溶剂，使其达到所需的干燥程度。
粉体干燥广泛应用于制药、化工、食品等行业，是生产过程中不可或缺的环节之一。
本文将介绍几种常见的粉体干燥方法及其原理、优缺点以及适用范围。
1. 热风干燥法原理热风干燥法是通过加热空气并将其传送至待处理的粉体中，利用传导、对流和辐射等方式将水分蒸发。
通常，采用加热空气来提供能量，将湿粉与加热空气进行接触，使水分从粉体中转移到空气中。
优点•干燥速度快，适用于大批量生产。
•设备简单，操作方便。
•干燥后的产品质量稳定。
缺点•高温易导致粉体成分变化。
•干燥过程中易产生静电，并可能导致爆炸。
•能耗较高。
适用范围热风干燥法适用于颗粒形态较大、热敏感性较低的粉体，如化工原料、农产品等。
2. 减压干燥法原理减压干燥法利用减压条件下的低沸点溶剂蒸发，从而使粉体中的水分蒸发。
通过降低环境压力，使水分在较低温度下蒸发，从而减少对粉体的热损伤。
优点•温度较低，有利于保持粉体的营养成分和活性。
•避免了高温对粉体成分的变化。
•可以有效控制干燥过程中的氧化反应。
缺点•干燥速度相对较慢。
•设备复杂，操作要求高。
适用范围减压干燥法适用于具有热敏感性或易氧化的粉体，如药物、天然提取物等。
3. 冷冻干燥法原理冷冻干燥法通过将悬浮在液体中的粉体置于低温环境下，使水分直接从固态转变为气态，从而达到干燥的目的。
该方法主要包括冷冻、真空和加热三个步骤。
优点•保持了粉体的活性和营养成分。
•干燥后的产品质量稳定。
•可以干燥高含水量的粉体。
缺点•设备复杂，成本较高。
•干燥速度较慢。
适用范围冷冻干燥法适用于对产品质量要求较高、含水量较高的粉体，如蛋白质、细胞培养物等。
4. 微波干燥法原理微波干燥法是利用微波加热技术对粉体进行干燥。
微波能量可以迅速穿透物料并使其内部迅速升温，从而实现快速脱水。
优点•干燥速度快，节约时间。
•温度均匀，减少了过热现象。
•能耗较低。
干法制粒目的与制粒方法
干法制粒目的与制粒方法干法制粒是一种将粉状或颗粒状物料通过干燥过程进行固化和制成颗粒状的工艺。
干法制粒的目的是将散乱的粉状物料通过制粒，使其具有一定的颗粒度和物料力学性质，提高物料的流动性、稳定性和储存性，以便于输送、包装、储存等后续处理过程。
干法制粒可以广泛应用于化学、医药、农药、食品、农业和矿业等行业。
干法制粒的方法主要有以下几种：1.压制法：将物料放入压制机中，在较高的压力下通过压缩将物料制成颗粒。
压制法适用于一定的物料粘度和流动性较好的情况。
2.振荡制粒法：通过振动力将物料从狭缝中挤出，形成颗粒。
振荡制粒法适用于一些粉状物料容易受湿和粘附的情况。
3.喷雾干燥法：将物料溶解或悬浮于溶剂或液体载体中，喷雾到干燥室中，利用热风或热气流将液滴蒸发，形成颗粒。
喷雾干燥法适用于一些热敏性物料。
4.流化床制粒法：将物料通过气体或气固两相流化状态，在高速气流的冲击下形成颗粒。
流化床制粒法适用于一些易于粘合和粘聚的物料。
5.回旋式切割制粒法：通过切割刀或刀轮将物料切割成颗粒。
回旋式切割制粒法适用于一些不易压制或不适合流化床制粒的物料。
6.旋转式制粒法：通过旋转式机械装置将物料剪切和碾磨，形成颗粒。
旋转式制粒法适用于一些软性或可塑性较好的物料。
总的来说，干法制粒通过对物料进行加工和处理，可以改善物料的性质和特点，提高物料的利用率和降低能耗。
干法制粒方法的选择取决于物料的性质、用途和工艺要求，不同的方法有不同的适用范围和优缺点。
在实际应用中，需要根据具体情况进行选择和调整。
粉体干燥技术
粉体干燥技术粉体干燥技术是一种广泛应用于化工、食品、制药等领域的重要工艺技术。
它通过将液体或悬浮固体中的水分蒸发至一定程度，使其在干燥的过程中转化为粉状固体，以便于运输、储存和使用。
本文将介绍粉体干燥技术的工作原理、常见的干燥设备以及其在不同领域的应用。
粉体干燥技术的工作原理可以简单描述为：将含水的液体或悬浮固体送入干燥设备中，在设备内部将其加热或通过其他方式使其处于蒸发状态，从而将其中的水分蒸发掉。
在这个过程中，通常会利用气体作为干燥介质，将其送入干燥设备中，通过传热和传质的方式实现水分的蒸发。
最终，经过一系列的操作，固体物料中的水分全部或部分被蒸发掉，形成粉状固体，实现干燥的目的。
粉体干燥技术最常见的设备包括气流干燥机、滚筒干燥机和喷雾干燥机等。
其中，气流干燥机是一种常见的连续式干燥设备，其工作原理是利用高温气体通过物料层，将其中的水分蒸发掉。
在气流干燥机中，物料以斜板或气流的带动下，沿着设备的流动方向进行干燥。
滚筒干燥机则是一种间歇式干燥设备，它在设备内部设置有旋转的滚筒，物料经过滚筒的转动，与热气体进行传热和传质，从而实现干燥的效果。
喷雾干燥机则是一种特殊的干燥设备，它将液体喷雾成细小的液滴，并在瞬间与热气体进行接触，使其迅速蒸发，形成固体颗粒。
在不同的领域中，粉体干燥技术具有广泛的应用。
在化工领域，粉体干燥技术常用于固体颗粒的制备，如聚合物、颜料等的干燥。
食品工业中，粉体干燥技术常用于奶粉、咖啡、茶叶等食品的制备。
制药行业中，粉体干燥技术用于制备药物、保健品等。
除此之外，粉体干燥技术还广泛应用于农业、环保、材料科学等领域。
尽管粉体干燥技术在众多领域中有着广泛的应用，但在实际应用中也存在一些问题。
例如，干燥过程中可能会出现颗粒团聚、结块、晶体生长等现象，使得干燥后的产品质量下降。
为了解决这些问题，研究人员一直致力于改进干燥技术，提高产品的质量和工艺的效率。
近年来，一些新的粉体干燥技术如超声波干燥、微波干燥、真空干燥等也不断涌现，为粉体干燥技术的发展带来了新的机遇。
干法制粒的方法
干法制粒的方法嘿，咱今儿个就来聊聊干法制粒的那些事儿！你可别小瞧这干法制粒，它就像是一门神奇的手艺，能把各种材料变成有用的颗粒呢！干法制粒啊，简单来说，就是不用加水或其他液体，直接把粉末变成颗粒。
这就好比是把一堆散沙变成坚固的城堡，厉害吧！那它到底是怎么个干法呢？首先呢，得有合适的原料粉末。
这粉末就像是盖房子的砖头，得质量好才行呀。
要是粉末本身就不行，那后面可就难搞咯！然后呢，把这些粉末放进一个特殊的机器里，这个机器就像是一个魔法盒子，能让粉末发生奇妙的变化。
在这个过程中呀，压力可是个关键的因素。
就好像你要把面团揉得紧紧的，让它成型一样。
通过施加合适的压力，粉末就能紧紧地黏在一起，变成颗粒啦。
这可不是随随便便就能做到的，得掌握好那个度，不然要么压不紧，颗粒松松垮垮的；要么压得太狠了，把粉末都给压坏啦！还有啊，机器的设计也很重要呢。
就跟咱家里的电器一样，不同的牌子性能可不一样。
好的干法制粒机器，就像是一个得力的助手，能让整个过程更加顺利、高效。
你想想看，要是没有干法制粒，那我们生活中的好多东西可就不一样啦！那些药品呀、食品呀，说不定就没那么方便好用了呢。
干法制粒让这些东西的生产变得更简单、更高效，也让我们能更快地享受到它们带来的好处。
咱再来说说干法制粒的优点吧。
它不用加液体，这就避免了一些麻烦呀。
比如说，有些粉末遇水可能会变质，或者产生一些不好的反应。
用干法制粒就不用担心这些问题啦！而且呀，它还能节省能源呢，不用加热什么的，多环保呀！那干法制粒就没有缺点吗？当然也有啦！比如说，它对粉末的要求比较高，如果粉末太潮湿或者太细，可能就不太好制粒。
还有呀，有时候颗粒的质量可能不太稳定，这可得好好注意呢！总之呢，干法制粒这门技术既有它的神奇之处，也有需要注意的地方。
我们要好好了解它，才能更好地利用它呀！你说是不是？这干法制粒的方法，可真是值得我们好好研究研究呢！。
(精选)粉体干燥和造粒技术
喷雾干燥流程示意图
❖ 1-热风炉；2-喷雾干燥器；3-喷嘴；4-一次旋风 分离器；5-二次旋风分离器；6-袋滤器；7-风机
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喷中
雾药
干
浸 膏
燥专
流用
程
喷 雾
示干
意
燥 机
图
28
中药浸膏专用喷雾干燥机
型号
JPG-5
JPG-20
JPG-50
JPG-100
JPG-150
JPG-200
JPG-300
随浓度的提高，逐渐会有过大的块状颗 粒因流化气速不够被分离出来沉于床层底 部，导致局部区域流化不良或流化消失。 随着粘合液加入量的增加，床层湿度逐步 增大，达到一定临界点后，流化床发生湿 骤变失稳。
20
制粒的骤变失稳及其影响因素
4.进气温度过低。进气温度过高可导致粘
合液雾滴被过早干燥而不能有效制粒。若
4.初始粒径。初始粒径越大，颗粒的相对 生长速率减小，随初始粒径的增大，由于 碰撞磨损和自身重力等引起的分散力增大, 使团聚成功率降低，层式机理成长所占比 重加大。当初始粒径小时,粒子更易团聚， 所以颗粒生长速率较大。
16
流化床造粒的影响因素
5.粘合剂的影响。 粘合剂的粘度随浓度的增大而显著增大, 颗粒更易于团聚，成长速度加快。
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GHL系列高速混合制粒机
•
24
LPZ系列冷却喷雾造粒机
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喷雾干燥器
喷雾干燥器：利用喷雾器将溶液、悬浮 液、浆状液或熔融液等喷成细小的雾滴而 分散于热气流中，使水分迅速气化而达到 干燥制粒的目的。
喷雾干燥过程:液体物料经喷嘴雾化成 10~200m的液滴。干燥介质经热风炉预热 后进入干燥器底部。在干燥器内，液滴与 上升的热气流充分接触，其中的水分迅速 蒸发，成为细粉后落于器底。废气经旋风 分离器和袋滤器除去细粉后排入大气。
粉末造粒工艺介绍
粉末造粒工艺介绍1.引言粉末造粒工艺是一种将粉末状物料转化为颗粒状物料的过程，常用于制造颗粒状药物、化妆品、食品和农化产品等。
通过造粒，可以提高物料的流动性、储存稳定性，便于包装、运输和使用。
本文将介绍粉末造粒工艺的原理、常用的造粒方法以及其在不同领域中的应用。
2.原理粉末造粒的基本原理是将粉末状物料通过力的作用转化为颗粒状物料。
通过增加颗粒间的粘合力或减小颗粒间的间隙，可以使粉末形成固体颗粒。
造粒过程通常包括湿法造粒和干法造粒两种方法。
湿法造粒是将粉末状物料与一定量的溶剂混合，形成糊状物料后进行造粒，溶剂可根据物料的特性选择合适的水溶液、有机溶剂或粘结剂。
在湿法造粒过程中，物料的表面张力和颗粒和颗粒之间的相互作用力使糊状物料形成颗粒。
常见的湿法造粒方法有滚压造粒、喷雾造粒和凝固造粒等。
干法造粒是将粉末状物料通过机械力或热力作用，使其形成颗粒。
机械力造粒的方法有压片造粒和挤出造粒等，通过机械挤压或挤出使粉末状物料变形并粘合成颗粒。
热力造粒常用的方法有熔融造粒和喷雾干燥造粒，通过加热使物料熔化或溶解，在喷雾干燥过程中形成颗粒。
3.常用的造粒方法3.1 滚压造粒滚压造粒是一种常见且简单的湿法造粒方法。
该方法将湿润的粉末状物料通过滚压力作用，使其形成颗粒。
滚压造粒设备一般由滚动器、滚动压力调节器和颗粒整形装置组成。
物料在滚动器中受到滚动压力的作用，通过滚轮的旋转和整形装置的调节，形成均匀的颗粒。
滚压造粒适用于一些易流动的湿糊颗料，如药物、食品和化妆品等。
3.2 喷雾造粒喷雾造粒是将溶于溶剂中的物料通过喷雾形成颗粒。
该方法通常用于制备微小颗粒和均匀颗粒尺寸分布的物料。
喷雾造粒设备主要由喷雾器、加热器和收集器组成。
喷雾器将溶液均匀喷雾到加热器中，溶剂蒸发后，物料形成颗粒并被收集。
喷雾造粒适用于制备药物、化妆品和农化产品等微细颗粒。
3.3 压片造粒压片造粒是一种常用的干法造粒方法。
该方法通过机械挤压，将粉末状物料形成颗粒。
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式”失稳。过大的气速会增大磨损，使得
造粒的效果下降 。
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14
流化床造粒的影响因素
2. 温度。床层温度低则床内湿度高，雾 化液滴易于在颗粒表面上铺展而形成较大 的固液接触面积，因而颗粒易于碰撞后团 聚，颗粒生长速率快，但过低的床层温度 易导致湿式死床。
产生的蒸汽被干燥介质带走。 传质过程
p p W
干燥介质温度渐降，湿含量渐增。
2
干燥曲线与干燥速率曲线
3
恒速干燥阶段的特点
（1）在恒定的干燥条件，物料的干燥速率不随 物料的含水量而改变。
（2）干燥水分为非结合水分。物料表面充满着 非结合水分，其性质与液态纯水相同。
（3）空气传递给物料的热量等于水分从物料中 气化所需的热量,物料表面的温度θw等于该空 气的湿球温度ｔw
温度高则生产能力高,设备利用率高，同 时提高了流化床的传热温差和传热效率。 但过高的床温会降低造粒的效率,这是因为 雾化液滴在没有接触到流化颗粒之前就已 经被干燥,干燥后的粉尘随流化气体扬析出 来。
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流化床造粒的影响因素
3.料液流速对颗粒生长速率的影响。
在保证充分的热量供给和流化情况较好 时，料液流速越大则颗粒生长越快，颗粒 粒径增长速率随时间增大而减小。
D点:全部表面都不含非结合水
X D(2rX2 rXr)
球体 2 圆柱体 1
X X 0 X X * *6 2 1n 1 2ex n 2 9 p 2(V A ()2 D )6 2ex D 5 r p 2 2)
粉体干燥和造粒技术
造粒是片剂、硬胶囊剂和颗粒剂等生 产的第一步, 它直接影响产品的重量(装量) 差异、崩解时限、硬度和脆碎度等，是口 服固体制剂中工艺控制水平要求最高的一 个工序。
8
粉体干燥和造粒技术
压力法造粒：将湿含量较低的细粉物料 在压片机、滚压机、辊压机、螺旋挤压机 等造粒机中受压力或受剪切力被压实成粒， 其中辊压机可实现强压 造粒(压力范围为 2.5~560MPa)将粉末压得密实, 从而使粉末 间分子力能起主导作用，赋予颗粒较大的 抗拉、抗压和抗磨强度。对上千种细粉干 物料进行强压造粒实验，均获得成功。
（4）干燥速率与空气的性质(t,H,V)有关，与湿
物料的性质关系不大(如物料厚度h),
干燥速率 GdX
UAd rw(ttw)
4
降速干燥阶段的特点
降速干燥阶段 ( 物料内部迁移控制阶段 )
CD 段 :U E 随 X而 U
主要 与空
与物料性质 气状态关系
有关 不大
水分传递速率 < 气化速率
部分表面气化的水分为结合水
粉体物料经过造粒过程制备粒状产品可 以达到改善产品流动性、拓宽产品应用范 围、避免使用中的二次污染、或达到对产 品进行改性等目的, 广泛应用于化工、食品、 医药、生物、肥料等领域中。
6
粉体干燥和造粒技术
湿法制粒是将粉体与液体粘合制粒， 使之成为具备制剂要求的成品或为下一步 应用做准备的半成品。目的是增加密度、 使粉体易于控制，增加流动性、可压性、 稳定性，无结块、无泡沫，增加可湿性、 易于分散等。
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FL系列流化制粒干燥机
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流化床干燥器流程示意图
1-鼓风机；2-加热器；3-分布板； 4-流化床干燥器；5-旋风分离器；6-袋滤器 13
流化床造粒的影响因素
1.流化气速u。
流化气速的大小直接影响床层的流化状
态。当流化气速过小，且床温过高时，易 造成“干式”失稳，若流化气带来的热量 不足以使溶剂及时蒸发，会造成床层“湿
湿法制粒机有混合机制粒、低速搅拌 制粒机、高速搅拌制粒机和流化床制粒机。
7
粉体干燥和造粒技术
滚动造粒：将松散的湿物料（细粉和适 量的润湿液）加入制粒装置内搅拌翻动。 初始形成团粒核心， 随后核心以团聚和包 层两种方式长大(团聚的颗粒球形不规则， 表面粗糙)包层制出的颗粒表面光滑呈球形， 断面为一层包一层的洋葱皮结构，在滚动 造粒时，可以控制操作条件，使其一种方 式成为造粒的主导，形成表面光滑,形状规 则强度高的球形颗粒。
十二章 粉体干燥和造粒技术
干燥是用热能使湿物料中的湿分气化为蒸气，
再用抽吸或气流操将作蒸方气式移走— 而 连间达续歇到干干去燥燥湿的操作。
分类
传热方式
传导干燥
—
对流干燥
辐射干燥
介电干燥
流化干燥 喷雾干燥
微波干燥
操作压强
—
常压干燥
真空干燥
1
对流干燥系统
热能以对流方式传递给物料； 传热过程 t t W
9
流化床造粒
流化床造粒的生产强度大、产品质量好, 同时集成粒、混合、干燥过程于一体,大大 简化工艺流程.
流化床造粒有流化床喷雾造粒、喷动流 化床造粒、振动流化床造粒和高速超临界 流体(RESS)造粒。
喷嘴位置 顶部喷雾法、底部喷雾法和 切向喷雾法。
10
流化床造粒
流化床造粒的基本原理：借助物料之间 的附着、凝聚力成粒。在装置内加入粉体， 靠流化气体的作用使粉体进行循环流动， 以喷入的粘结剂为介质，使粉体互相凝集 成粒，粒子之间互相接触及冲撞逐渐成长， 控制物料在装置内的操作时间长短，得到 不同大小的颗粒产品。
4.初始粒径。初始粒径越大，颗粒的相对 生长使团聚成功率降低，层式机理成长所占比 重加大。当初始粒径小时,粒子更易团聚， 所以颗粒生长速率较大。
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流化床造粒的影响因素
5.粘合剂的影响。 粘合剂的粘度随浓度的增大而显著增大, 颗粒更易于团聚，成长速度加快。
骤变失稳有湿骤变失稳和干骤变失稳。 湿骤变失稳产生的原因:流化系统中热空 气所提供的有效热量不能满足制粒过程中 液体蒸发所需的热量,或在局部区域液体的 蒸发与加入出现不平衡。
对FL 5流化床喷雾制粒机由正交分析可 知，对最终制粒结果的影响顺序为供液速 度、粘合剂溶液的浓度、流化床层的温度 和压缩气压。如某药最优参数组合供液速 度25mL/min、床层温度55℃、粘合剂浓度 7%、压缩气压为0.2MPa的组合条件下制 粒结果最佳。
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制粒的骤变失稳及其影响因素
骤变失稳是指液体经喷嘴导入床层时发 生的一种严重的反流化现象，使流化过程 不能继续进行。骤变失稳对流化床喷雾制 粒来说是灾难性的，应当避免。