Vývoj a aplikace Hywell Continuous Static Fluid Bed Granulation Line

1. Pozadí technologie mokré granulace

Mokrá granulace je jednou z nejvyspělejších a nejrozšířenějších technologií při zpracování prášku. Dlouho hraje klíčovou roli v průmyslových odvětvích, jako jsou farmacie, potraviny, chemikálie, nové materiály, granule tradiční čínské medicíny a funkční přísady. Přidáním vhodného pojiva k práškům a vytvořením granulí za mechanického působení a proudění vzduchu, mokrá granulace účinně řeší běžné problémy prášků, jako je špatná tekutost, tvorba prachu, segregace a nestabilní dávkování.

Mezi různými technologiemi mokré granulace, vertikální granulátor s fluidním ložem (typ FL) se stal nejběžněji používaným řešením díky svému vyspělému procesu, rozsáhlým aplikačním zkušenostem a vysoké akceptaci na trhu. Toto zařízení integruje míchání, granulaci a sušení v jedné jednotce a je vysoce flexibilní, takže je vhodné pro výrobu více produktů a výrobu v malém až středním měřítku. Proto byl široce přijat ve farmaceutickém průmyslu a jemném chemickém průmyslu.

Se zvyšující se poptávkou po však vyšší kapacitě, kontinuální výrobě, uzavřeném provozu, kontrole prachu a automatizaci se postupně stávají zjevnými inherentní omezení tradičních vertikálních granulátorů s fluidním ložem.

2. Omezení konvenčních vertikálních granulátorů s fluidním ložem

Vertikální granulátor s fluidním ložem je v podstatě systém dávkového typu a tento výrobní režim ze své podstaty omezuje jeho škálovatelnost a výkon. Mezi hlavní nevýhody patří:

2.1 Dávkový provoz s omezenou kapacitou

Každá šarže musí projít podáváním, mícháním, postřikem, granulací, sušením a vypouštěním. Časté nakládání a vykládání přerušuje efektivní provozní dobu, což má za následek omezenou průchodnost za hodinu.

2.2 Omezené zvětšení

Jak se objem nádoby zvětšuje, je stále obtížnější udržet rovnoměrnou fluidizaci, distribuci proudu vzduchu a homogenitu spreje. Velmi velké vsádkové granulátory s fluidním ložem často trpí nerovnoměrnou granulací, aglomerací a sníženou účinností sušení.

2.3 Špatná kontinuita procesu

Spojení s navazujícími procesy, jako je prosévání, mletí a balení, často spoléhá na ruční nebo poloautomatickou manipulaci, což ztěžuje vytvoření skutečně kontinuální výrobní linky.

2.4 Omezené uzavření

Přestože samotný granulátor může být uzavřen, může stále docházet k úniku prachu během vypouštění, prosévání a zpětného získávání jemných částic, což představuje výzvu pro ochranu životního prostředí a shodu s ATEX.

Za těchto podmínek se technologie kontinuální mokré granulace stala pro průmysl nevyhnutelným směrem vývoje.

3. Technická koncepce kontinuálního statického fluidního granulátoru Hywell

Aby se překonala omezení kapacity a kontinuity tradičních dávkových granulátorů s fluidním ložem, Hywell vyvinul řešení pro kontinuální granulaci ve fluidním loži — the Kontinuální statický granulátor s fluidním ložem.

Tento systém je stále založen na osvědčeném principu granulace ve fluidním loži, ale se systematickými inovacemi v konstrukčním návrhu, organizaci toku materiálu a integraci systému. Umožňuje:

Průběžné krmení

Kontinuální granulace

Průběžné sušení

Průběžné prosévání a recyklace materiálu

Plně uzavřený provoz

Zásadně tak odstraňuje výrobní úzké hrdlo dávkové granulace.

4. Princip činnosti kontinuálního statického fluidního granulátoru

Kontinuální statický granulátor s fluidním ložem Hywell využívá strukturu statického fluidního lože bez vysokorychlostních rotujících mechanických součástí. Precizně navržený systém rozvodu horkého vzduchu zajišťuje stabilní a rovnoměrnou fluidizaci materiálu uvnitř granulační komory.

Pracovní postup je následující:

4.1 Kontinuální podávání a fluidizace

Práškové materiály jsou kontinuálně přiváděny do spodní části granulační komory přes dávkovací zařízení. Působením horkého vzduchu prášek rychle vytváří stabilní fluidní stav, který poskytuje ideální základ pro granulaci.

4.2 Rozprašování pojiva pomocí více trysek

Ve vhodných polohách v komoře je uspořádáno několik rozprašovacích trysek pro atomizaci a rozprašování pojiva do fluidizovaného prášku. Pojivo způsobuje postupné shlukování jemných částic a tvorbu granulí.

4.3 Současné sušení při granulaci

Při zachování fluidizace horký vzduch nepřetržitě odpařuje vlhkost z materiálu. Tvorba granulí a vysychání probíhají současně, což zabraňuje přemokření a kolapsu lože.

4.4 Nepřetržité vybíjení

Granulovaný a vysušený materiál je kontinuálně vypouštěn přes rotační ventil, který zajišťuje utěsnění systému a stabilní přenos materiálu.

5. Následné zpracování a návrh systému s uzavřenou smyčkou

Výhody kontinuální granulace se nepromítají pouze do samotného granulátoru, ale také do integrovaného designu celé výrobní linky.

5.1 Online třídění

Vypouštěné granule přímo vstupují do čtvercového vibračního síta pro třídění podle velikosti, což zajišťuje stabilní a řízenou distribuci velikosti částic.

5.2 Mletí a recyklace nadrozměrných granulí

Nadměrně velké částice jsou automaticky dopravovány do suchého granulátoru nebo mlýna pro zmenšení velikosti a poté vráceny do prosévacího systému, čímž se minimalizují ztráty materiálu.

5.3 Recyklace jemných částic pro sekundární granulaci

Jemný prášek je dopravován zcela uzavřeným způsobem pomocí vakuového dopravního systému zpět do vstupu granulátoru pro sekundární granulaci, což výrazně zlepšuje výtěžek produktu.

5.4 Přímý přenos kvalifikovaných granulí

Granule splňující specifikaci velikosti jsou přímo vakuově dopravovány do balicího stroje nebo mixéru, což umožňuje skutečně kontinuální proces.

Celá linka funguje jako plně uzavřený systém s uzavřenou smyčkou , bez otevřených manipulačních bodů a bez emisí prachu.

6. Klíčové výhody kontinuální granulační linky s fluidním ložem

Ve srovnání s konvenčními dávkovými granulátory s fluidním ložem FL nabízí kontinuální granulační systém Hywell se statickým fluidním ložem významné výhody:

6.1 Vysoká kapacita a snadné zvětšení

Kapacitu lze zvýšit prodloužením délky lože a zvýšením objemu vzduchu a rozprašovacích trysek, bez omezení velikosti dávky.

6.2 Skutečný nepřetržitý provoz

Vhodné pro průmyslovou výrobu 24/7, zejména pro střední až velkou výrobu.

6.3 Vysoká úroveň automatizace

Snadná integrace se systémy PLC nebo DCS, výrazně omezující ruční zásahy.

6.4 Výborná konzistence produktu

Stabilní nepřetržité provozní podmínky zajišťují rovnoměrnou distribuci velikosti částic a obsahu vlhkosti.

6.5 Lepší soulad s požadavky na ochranu životního prostředí a ATEX

Účinně snižuje riziko výbuchu prachu a zvyšuje bezpečnost práce.

7. Vyhlídky na uplatnění

Kontinuální statické granulační linky s fluidním ložem Hywell jsou široce použitelné pro:

Farmaceutické granule a granule TCM

Instantní jídlo a kořenící granule

Chemické přísady a detergentní granule

Funkční granule pro nové materiály

Vzhledem k tomu, že průmyslová odvětví pokračují v pohybu směrem k kontinuální, automatizované a plně uzavřené výrobě , očekává se, že technologie kontinuální granulace s fluidním ložem postupně nahradí tradiční dávkové granulační systémy a stane se v budoucnu hlavním řešením pro mokrou granulaci.