과립화 공정
과립화는 미세한 분말이나 작은 입자를 입자 크기를 증가시켜 더 큰 입자(과립)로 형성하는 공정이다. 일반적으로 이 공정의 목적은 유동성, 계량성, 분진 특성을 개선하고 경우에 따라 용해성 또는 방출 특성을 향상시키는 데 있다. 주로 습식 과립화, 건식 과립화 및 유동층 과립화로 구분된다.
습식 과립화에서는 분말을 과립화 용액(일반적으로 물 또는 수성 결합제 용액)으로 적신 후 기계적 교반을 통해 응집시킵니다. 이렇게 생성된 습식 과립은 이후 건조되고, 필요 시 목표 입자 크기로 분류되거나 분쇄됩니다. 대표적인 장비로는 고전단 혼합기/과립기, 과립 혼합기 또는 유동층 과립기가 있습니다.
건식 과립화에서는 액체를 첨가하지 않습니다. 분말은 롤 압축기나 대형 정제 압축기로 압축됩니다. 압축된 재료는 이후 분쇄 및 체질됩니다. 이 공정은 제품이 습기나 높은 온도에 민감할 때 사용됩니다. 유동층 과립화에서는 유동화, 분무 및 건조 공정이 종종 하나의 장치에서 결합됩니다: 유동화된 입자에 결합제를 분사하고 생성된 응집체를 직접 건조합니다. 과립화 공정은 제약, 식품, 화학 및 비료 산업에서 널리 사용됩니다. 이는 분말 제조와 정제, 압출, 코팅 또는 직접 압축과 같은 후속 단계 사이의 중간 단계입니다.
응집에 의한 입자 성장. 여러 개의 1차 입자가 응집체를 형성한다. 총 부피는 개별 부피의 합과 같다:
V_A = n · V_P
구형 응집체는 입자 수의 세제곱에 비례하여 성장한다. 따라서 큰 직경은 많은 1차 입자를 필요로 한다.
d_A = d_P · n^(1/3)
- VA = 응집체의 부피
- VP = 1차 입자의 부피
- dA = 응집체 직경
- dP = 1차 입자 직경
- n = 1차 입자 수
응집체에는 공극이 포함되어 있습니다. 이는 강도와 밀도에 영향을 미칩니다. 다공도는 다음과 같이 계산됩니다.
ε = 1 - (ρ_A / ρ_S):
- ε = 다공성
- ρA = 겉보기 응집체 밀도
- ρS = 물질 밀도