双螺杆挤压造粒技术凭借其高效、稳定、适应性强的特点,在化工、制药、食品、饲料等多个领域得到广泛应用。常州天腾SET系列双螺杆挤压造粒机作为行业代表设备,其工艺流程设计科学,操作便捷,能够满足不同物料的造粒需求。以下从原料准备到成品输出的工艺流程进行详细解析。
一、原料准备与混合
1. 原料选择与预处理
SET系列设备适用于固体与液体共存的分散体造粒,原料需以固体为主并具备一定自粘性或通过添加粘结剂增强粘性。例如,在制药领域,原料可能包含药物粉末、辅料(如淀粉、乳糖)及粘结剂(如羟丙甲纤维素);在饲料行业,则可能涉及玉米粉、豆粕、鱼粉及油脂类粘结剂。预处理环节需确保原料干燥、无杂质,避免影响后续工艺。
2. 混合(捏和)
原料需通过混合设备(如高速混合机)进行均匀混合。混合过程中,固体粉料与液体粘结剂充分接触,形成具有可塑性的湿粉状物料。例如,在食品添加剂生产中,需将香精、色素与载体粉末混合,再加入少量水或甘油捏合,确保颜色与风味均匀分布。混合的均匀性直接影响造粒质量,需严格控制时间与转速。
二、螺杆挤压造粒
1. 物料输送与压实
湿粉状物料通过螺旋输送机或重力作用进入SET系列双螺杆挤压腔。两根相互啮合的螺杆旋转时,将物料从加料口向模头方向推送。螺杆的特殊设计(如变螺距、深槽与浅槽交替)使物料在输送过程中经历压实阶段,排除空气并形成致密料柱。例如,在橡胶助剂生产中,压实过程可避免颗粒内部产生气泡,提升产品密度。
2. 剪切与塑化
螺杆的啮合区域形成复杂的剪切力场,物料在此阶段被进一步细化、混合与塑化。剪切作用使粘结剂均匀包裹固体颗粒,增强颗粒间的结合力。例如,在塑料助剂造粒中,剪切力可破坏聚合物分子链的团聚,促进添加剂分散,提升颗粒均匀性。同时,螺杆与料筒的摩擦产生热量,辅助物料软化,减少外部加热需求。
3. 挤出成型
物料被推送至模头时,受到高压与高温(来自螺杆剪切与外部加热)的共同作用,通过模头上的特定孔眼挤出。SET系列设备提供前出料式与侧出料式两种模头设计:
前出料式:适用于大颗粒(直径1.5-12mm)生产,如化肥、饲料颗粒;
侧出料式:适用于小颗粒(直径0.7-2.0mm)生产,如药品微丸、食品添加剂。
挤出过程中,物料从连续条状或片状转变为圆柱形颗粒,形状规则且尺寸可控。

三、冷却与切粒
1. 冷却固化
挤出后的高温颗粒需迅速冷却以固化定型。SET系列设备通常配备风冷或水冷系统:
风冷:通过强制气流带走热量,适用于热敏性物料(如某些药品);
水冷:将颗粒浸入冷却水或通过喷淋降温,效率更高,常用于塑料、橡胶颗粒生产。
冷却速度需根据物料特性调整,避免因温差过大导致颗粒开裂或变形。
2. 切粒成型
固化后的颗粒通过旋转切刀或模具切割成所需长度。切刀转速与螺杆挤出速度需同步调节,确保颗粒长度均匀。例如,在染料生产中,切粒长度需严格控制以避免粉尘产生;在饲料行业,短颗粒更易动物消化。SET系列设备切粒系统设计精密,成粒率高达95%以上,减少废料产生。
四、干燥与筛分
1. 干燥处理
湿法造粒工艺中,颗粒含水量较高,需通过干燥设备(如流化床干燥机、烘箱)去除多余水分。干燥温度与时间需根据物料热稳定性设定,避免有效成分分解。例如,在制药领域,干燥温度通常控制在60℃以下;在化工领域,可适当提高温度以缩短周期。
2. 筛分分级
干燥后的颗粒通过振动筛分机按粒径分级,去除过大或过小的颗粒,确保成品均匀性。筛网目数需根据产品要求选择,例如,药品微丸需通过100目筛网确保粒径≤0.15mm;饲料颗粒可能仅需通过10目筛网。筛分后的合格颗粒进入包装环节,不合格颗粒可回收再造粒。