Технологии получения пеллет (микросфер) и применяемое оборудование

Пеллеты (микросферы) получаются несколькими способами: прямым пеллетированием, пеллетированием обкатыванием, пеллетированием в псевдоожиженном слое, пеллетированием наслаиванием.

Прямое пеллетирование
Прямое пеллетирование предполагает создание пеллет непосредственно из порошка со связующем веществом или растворителем. Это достаточно быстрый процесс, в котором требуется небольшое количество вспомогательных веществ. В начальной стадии порошок смешивается и увлажняется. Затем добавляется при необходимости растворитель или связующее вещество, которые распыляются на частицы порошка. Слой порошка приводится в круговое движение. Вследствие возникающих при этом соударений и ускорений возникают агломераты, которые окатываются с получением плотных пеллет правильной сферической формы. Частота вращения оказывает прямое влияние на плотность и величину пеллет. Затем происходит высушивание влажных пеллет в псевдоожиженном слое. Преимущество способа прямого пеллетирования состоит в получении круглых пеллет, обладающих хорошей текучестью, дозируемостью, диспергируемостью, компактной структурой, высоким насыпным весом, плотной поверхностью и высокой стойкостью к истиранию. Гранулометрический состав полученных пеллет находится в широком диапазоне размеров.

Пеллетирование обкатыванием
Пеллетирование обкатыванием — процесс придания сферической формы экструдату после проведения процесса экструзии или влажным гранулам после проведения процесса влажной грануляции. Гранулы сферической формы обеспечивают хорошую стабильную сыпучесть и получаются таблетки с минимальным отклонением по массе. Например, при исследовании гранулятов кальция фосфата двухосновного, магния гидроксида и сульфадимезина, приготовленных методом влажного гранулирования с последующей обкаткой, оказалось, что их сыпучесть повысилась на 40—100 %.
Обкатывание влажных гранул или экструдата производится на оборудовании, называемом сферонизаторами.
Сферонизатор, принцип действия которого заключается в следующем: на первой стадии происходит компактирование материала. С помощью роторно-передаточного гранулятора образуются гранулы, которые на второй стадии обкатываются в сферонизаторе до сферической формы и удаляются из аппарата.
У представленного сферонизатора фирмы GEA пластина покрыта гладкими углублениями.
Пластина вращается, при этом плотно прилегает к стенкам аппарата. Таким образом, образуются пеллеты хорошей сферической формы и достигается хорошее распределение частиц по размерам. Гранулят или экструдат обкатывается до сферической формы под действием центробежных сил и сил трения. Такая конструкция сферонизатора решает проблему разрушения краев материала и появления нежелательных мелких частиц. Оптимизация процесса достигается путем выбора времени цикла вращения, скорости вращения пластины, загрузки продукта и регулирования потока воздуха по периферии вращающейся пластины.
В сферонизаторе фирмы Glatt продукты влажного гранулирования или предварительно сформированные экструдаты подаются на вращающийся диск для пеллетирования.
За счет вращения диска, потока поступающего продукта и струи подающегося через щель в боковой стенке воздуха создается упорядоченное движение продукта по спиральной траектории у стенки емкости. Благодаря интенсивному перекатыванию поверхность частиц сглаживается, образуя пеллеты. Образующиеся при этом частицы пыли снова захватываются полученными пеллетами непосредственно в ходе технологического процесса.
Для повышения пропускной способности оборудования при работе в периодическом режиме несколько сферонизаторов объединяются в каскад. Каскадный принцип используется также для получения пеллет со слоистой структурой. При этом структура пеллет определяется процессом грануляции, проходящим ранее по технологической цепочке.
Самыми часто встречающимися комбинациями являются сочетание влажного гранулятора-смесителя со сферонизатором, а также экструдера соферонизатором.

Пеллетирование в псевдоожиженном слое
Пеллеты можно получать при помощи роторной вставки в.псевдоожиженном слое.
Порошок смешивается и увлажняется, подача растворителя или связующего вещества производится по касательной. Слой порошка приводится в круговое движение при помощи роторной вставки. Технологический воздух, который подается через регулируемый зазор по краям роторной вставки, приводит слой порошка в движение по спирали. Образуются агломераты, которые вследствие вращения роторной вставки окатываются в плотные пеллеты правильной сферической формы. Число оборотов ротора оказывает прямое влияние на плотность и размер пеллет.
Высушивание влажных пеллет происходит или непосредственно в роторе во время фазы сушки при повышенной температуре подаваемого воздуха, или в установке для сушки с псевдоожиженным слоем. Пеллеты изготавливаются прямым путем и очень быстро из порошка с добавлением связующего вещества или растворителя. Полученные гранулы или пеллеты обладают высокой плотностью (сравнимой с плотностью гранул, получаемых в вертикальных грануляторах). При необходимости при нанесении покрытий получают оболочки с высоким содержанием твердого вещества.