Гранулирование

ГРАНУЛИРОВАНИЕ, грануляция (от латинского granulum - зёрнышко), комплекс физико-химических процессов, обеспечивающих получение частиц заданной формы, размеров и прочности и сопровождающихся уплотнением структуры вещества. Гранулирование позволяет улучшить качество как готовых, так и промежуточных продуктов. Продукт, получаемый в виде сферических гранул, таблеток, брикетов, прессовок и плиток, используется в химической, горнорудной, металлургической и фармацевтической промышленности, а также в сельском хозяйстве, энергетике и в производстве строительных материалов. Перевод пылевидных отходов в гранулы, использование гранул вместо порошков в энергоёмких производствах, применение гранулированных адсорбентов в массо и теплообменных процессах позволяет решать вопросы защиты окружающей среды и экономить энергоресурсы.

Методы гранулирования включают процессы окатывания (используемое оборудование - тарельчатые, барабанные и скоростные грануляторы), прессования, компактирования и формования (таблет-машина, валковый пресс, экструдер, формующий пресс с кольцевой или с плоской матрицей), кристаллизации на поверхности частиц (барабанный гранулятор-сушилка, аппарат с псевдоожиженным или с фонтанирующим слоем), приллирования (грануляционные башни) и высокотемпературного спекания (агломерационная машина).

В зависимости от агрегатного состояния сырья гранулирование осуществляют различными способами: из жидкой фазы - диспергированием на капли и кристаллизацией растворённого вещества в потоке хладагента; из твёрдой фазы - прессованием таблеток, брикетов или плиток с последующим их дроблением до гранул требуемых размеров; из смеси твёрдой и жидкой фаз - агломерацией порошков с последующим окатыванием агломератов и их упрочнением за счёт удаления жидкой фазы; из увлажнённых или пластифицированных веществ - формованием через отверстия фильер с конвективной обработкой сформованных гранул; из смеси жидкой, твёрдой и газообразной фаз - при протекании химической реакции; из газообразной фазы - конденсацией (десублимацией) с образованием гранул.

Наиболее распространёнными конструкциями грануляторов являются барабаны (барабанный гранулятор-сушилка и аммонизатор-гранулятор), в которых частицы суспензии наслаиваются на ретур-центры гранулообразования, окатываются, высушиваются. В тарельчатых грануляторах (вращающийся диск с бортами) порошки увлажняются форсунками, агломерируются и под действием массовых и центробежных сил формируются в гранулы. Прессовые грануляторы в виде валковых и брикетных прессов обеспечивают за счёт силового воздействия вращающихся валков получение из порошков твёрдого пористого тела. В грануляторах формования (экструдерах) цилиндрические гранулы образуются при продавливании пластифицированной массы через отверстия фильер. При расчёте процесса гранулирования и конструктивных размеров грануляторов необходимо учитывать кинетику гранулообразования, физикохимические и реологические свойства исходных веществ.

Лит.: Классен П. В., Гришаев И. Г. Основы техники гранулирования. М., 1982.