بررسی فرمولاسیون و پارامترهای عملیاتی موثر در فرایند گرانولاسیون مرطوب با تنش برشی بالا

گرانولاسیون یک فرآیند بزرگ کردن اندازه است که به طور گسترده ای در صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد. مزیتهای مختلف گرانولاسیون اختلاطی با تنش برشی بالا در مقایسه با روش های دیگر، زمان کوتاه فرایند، نیاز به مایع پیوند دهنده کمتر، تولید مواد چگال تر و فرایند خشک کردن کوتاهتر است. سه مکانیسم (الف) تر شدن و هسته زایی (ب) تحکیم و رشد (ج) فرسایش و شکستن در گرانولاسیون مرطوب وجود دارد و عوامل زیادی بر این سه مکانیسم اثر گذارند که این عوامل به دو دسته فرمولاسیون خواص و شرایط عملیاتی تقسیم بندی شده اند. اثرات این عوامل در پاره ای اوقات با هم تداخل می کنند و باعث پیچیدگی پیش بینی خواص گرانول نهایی می شود. با وجود تحقیقات زیاد هنوز مدل جامعی در این زمینه ارائه نشده است. در این مطالعه از فرایند گرانولاسیون با تنش برشی بالا در مقیاس آزمایشگاهی برای تهیه گرانول ها و مقایسه فرمولاسیون های آنها استفاده شده است. اثرات پارامترهای عملیاتی موثر همچون سرعت پروانه همزن، سرعت ساطور ، نسبت مایع به جامد و مدت زمان اختلاط روی خصوصیات فیزیکی گرانول ارزیابی شده اند. خصوصیات گرانول ها شامل توزیع اندازه، خواص توده ای مانند دانسیته و جریان پذیری ذرات و همچنین خواص منفرد ذرات مانند مدوریت و همواری سطح مطالعه شده است. نتایج نشان داده که افزایش سرعت پروانه همزن و نسبت مایع به جامد و میزان پودر زئولایت باعث رشد گرانولها شده و سهم گرانولهای درشت را افزایش داده و همچنین باعث افزایش دانسیته توده ای، جریان پذیری، درجه مدوریت و همواری سطح می شود. ولی افزایش مدت زمان اختلاط و افزایش زئولایت باعث کاهش گرانول های درشت و دانسیته توده ای می شود. از سوی دیگر، ساطور روی همه فرمولاسیون ها اثر ثابتی داشت و علاوه بر آن گرانول هایی که در مدت زمانی 2 دقیقه بدون حضور ساطور بدست آمدند مدوریت بیشتری داشتند. در مجموع، استفاده از پودر زئولایت بیشتر در فرمولاسیون منجر به بهبود خواص گرانول ها می گردید.