粉體工程復習資料?一、緒論（一）粉體的概念與特性1.粉體定義粉體是由大量固體粒子集合體或顆粒群組成的，具有一定堆積狀態和力學性質的物質。它既不同于連續介質，又不同于離散的固體顆粒。2.粉體特性粒度分布：反映粉體中不同粒徑顆粒的含量情況，常用的表示方法有篩分法、沉降法、激光粒度分析法等。比表面積：單位質量或體積粉體所具有的總面積，比表面積大小影響粉體的吸附、反應等性能。密度：包括真密度、顆粒密度、堆積密度等，不同密度反映了粉體內部結構和堆積狀態的差異。流動性：粉體流動的難易程度，與顆粒形狀、粒度、表面性質及堆積狀態有關。改善流動性的方法有加入助流劑、控制濕度等。孔隙率：粉體中孔隙體積與總體積之比，影響粉體的儲存、透氣、透液等性能。

（二）粉體工程的研究內容與應用領域1.研究內容粉體的制備、加工與處理技術，如粉碎、分級、混合、造粒等。粉體的表征與測試方法，以準確了解粉體的各種性質。粉體在不同領域的應用原理與技術，如在化工、食品、醫藥、建材等行業的應用。2.應用領域化工領域：用于催化劑制備、粉體物料輸送與混合等。食品領域：如面粉加工、調味料混合、食品添加劑制備等。醫藥領域：藥物制劑的生產，如片劑、膠囊劑的制備，涉及粉體的粉碎、混合、造粒等工藝。建材領域：水泥生產、陶瓷原料加工、玻璃原料制備等都離不開粉體工程技術。

二、粉體的制備（一）粉碎技術1.粉碎原理通過外力作用使固體物料顆粒尺寸減小，粉碎過程中主要的作用力有機械能、熱能、化學能等。機械能包括沖擊力、壓縮力、剪切力、摩擦力等。2.粉碎設備顎式破碎機：利用兩顎板的周期性擠壓作用進行粗碎，適用于硬度較大的塊狀物料。圓錐破碎機：通過動錐和定錐之間的擠壓、彎曲作用破碎物料，常用于中碎和細碎。球磨機：由旋轉的筒體和筒內的研磨介質（鋼球等）組成，物料在研磨介質的沖擊和研磨作用下被粉碎，可用于細磨。氣流粉碎機：利用高速氣流使顆粒之間相互碰撞、摩擦而粉碎，能實現超微粉碎，產品粒度細且均勻。

（二）分級技術1.分級原理根據顆粒在流體中的沉降速度或運動軌跡不同，將粉體按粒度大小進行分離。常用的分級方法有重力沉降分級、離心分級、慣性分級、篩分分級等。2.分級設備重力沉降室：利用顆粒在重力作用下的沉降速度差異進行分級，結構簡單，但分級效率較低。旋風分離器：依靠離心力使不同粒度的顆粒分離，常用于氣固分離和初步分級。水力旋流器：利用離心力實現液固或液液分離，在選礦、化工等行業應用廣泛。分級機：如離心式分級機、振動式分級機等，能連續、高效地對粉體進行分級。

（三）混合技術1.混合原理使不同成分的粉體均勻分布，混合過程主要靠擴散、對流和剪切三種作用。擴散作用使顆粒從高濃度區域向低濃度區域移動；對流作用借助機械攪拌等使物料產生宏觀流動；剪切作用則使物料層間相互滑動、摻混。2.混合設備容器旋轉型混合機：如V型混合機、二維混合機等，通過容器的旋轉使物料在容器內翻滾、摻混。容器固定型混合機：如犁刀式混合機、強力攪拌混合機等，依靠攪拌部件的運動實現物料混合。

（四）造粒技術1.造粒目的改善粉體的流動性、可壓性、成型性等，便于后續加工和應用。2.造粒方法濕法制粒：將粉體與適量的液體粘結劑混合制成軟材，再通過擠壓、轉動、流化等方式制成顆粒。常用的設備有搖擺式顆粒機、旋轉式制粒機、流化床制粒機等。干法制粒：通過對粉體施加壓力，使其團聚成粒。如重壓法、滾壓法等，適用于熱敏性物料。噴霧造粒：將溶液、懸浮液或熔融液通過噴霧器噴入熱空氣流中，使液滴迅速蒸發干燥而形成顆粒，常用于制備球形顆粒。

三、粉體的表征與測試（一）粒度分析1.篩分法通過不同孔徑的篩網對粉體進行篩分，稱量各篩號上的篩余量，從而確定粉體的粒度分布。適用于粒度范圍較寬（45μm以上）的粉體分析。2.沉降法基于Stokes定律，根據顆粒在液體中的沉降速度來計算顆粒粒度。常用的有重力沉降法和離心沉降法，可測定1100μm左右的顆粒粒度。3.激光粒度分析法利用激光散射原理，測量顆粒對激光的散射光強分布，從而得到顆粒的粒度分布。具有測量速度快、范圍寬（0.022000μm）、精度高等優點。

（二）比表面積測定1.BET法基于多分子層吸附理論，通過測量氣體在粉體表面的吸附量，計算比表面積。適用于比表面積在0.51000m2/g范圍內的粉體。2.透氣法利用一定壓力下氣體透過粉體層的速率來測定比表面積，如勃氏透氣儀法，操作簡便，但精度相對較低。

（三）密度測定1.真密度測定采用環刀法、蠟封法等測量粉體的真實體積，再用質量除以真實體積得到真密度。2.顆粒密度測定通過測量顆粒的體積（排除顆粒內部孔隙），計算顆粒密度，常用方法有汞置換法等。3.堆積密度測定將粉體裝入一定容積的容器中，測量粉體的質量與容積之比，得到堆積密度。堆積密度反映了粉體的堆積狀態。

（四）流動性測定1.休止角粉體在光滑平面上自然堆積形成的圓錐體母線與底面的夾角，休止角越小，粉體流動性越好。2.流速單位時間內粉體流出一定孔徑的孔口的質量或體積，流速越大，流動性越強。3.壓縮度反映粉體在受壓后體積減小的程度，壓縮度越大，流動性越差。

四、粉體的輸送與儲存（一）粉體輸送方式1.氣力輸送利用氣體作為輸送介質，將粉體從一處輸送到另一處。分為吸送式、壓送式和混合式。吸送式適用于從多處向一處輸送，能吸走物料中的輕雜質；壓送式可實現長距離、大容量輸送；混合式結合了兩者優點。2.機械輸送帶式輸送機：通過輸送帶的連續運動輸送粉體，適用于水平或傾斜輸送，輸送能力較大。螺旋輸送機：利用螺旋葉片的旋轉推動粉體前進，可實現水平或小角度傾斜輸送，結構簡單，但輸送距離不宜過長。斗式提升機：通過料斗垂直提升粉體，適用于高度較大的輸送場合。

（二）粉體儲存設備1.料倉用于儲存粉體，有圓形料倉和方形料倉。設計料倉時要考慮粉體的流動性、卸料方式等，防止粉體起拱、堵塞等現象。2.儲罐常用于儲存流動性較好的粉體或粉體與氣體的混合物，如氣力輸送系統中的儲氣罐等。3.倉庫大規模儲存粉體的場所，需具備良好的通風、防潮、防火等條件，以保證粉體質量。

五、粉體在化工領域的應用（一）催化劑制備1.催化劑載體的選擇與制備常用的載體有氧化鋁、硅膠、活性炭等。通過浸漬、沉淀、噴霧干燥等方法將活性組分負載在載體上，制備出具有合適比表面積、孔結構和機械強度的催化劑載體。2.活性組分的負載與分布采用浸漬法將金屬鹽溶液等活性組分負載到載體上，通過控制浸漬條件、干燥溫度等，使活性組分均勻分布在載體表面和內部孔隙中，以提高催化劑的活性和選擇性。

（二）粉體物料的反應與分離1.氣固反應如合成氨反應中，固體催化劑與氣體反應物充分接觸進行反應。粉體的粒度、比表面積等性質影響反應速率和轉化率，需通過合適的制備和處理方法優化粉體性能。2.固液分離在一些化工生產中，需要將固體粉體從液體中分離出來，如過濾、離心分離等過程。粉體的粒度、沉降性能等影響分離效率，可通過預處理改善粉體的沉降性能，提高分離效果。

六、粉體在食品領域的應用（一）食品原料的加工1.面粉加工通過研磨、篩分等粉體工程技術，將小麥等谷物加工成不同粒度和品質的面粉。控制面粉的粒度分布，可影響面粉的烘焙性能和食品品質。2.調味料混合利用混合技術將各種調味料粉體均勻混合，確保調味料的味道均勻一致，提高食品的口感。

（二）食品添加劑制備1.微膠囊技術將食品添加劑如香料、油脂等包裹在微小的膠囊中，可提高其穩定性、控制釋放速度，改善食品的風味和品質。微膠囊制備過程涉及粉體的包埋、干燥等技術。2.造粒技術在食品添加劑中的應用通過造粒可改善食品添加劑的流動性、可壓性等，便于儲存和使用。例如，將某些功能性食品添加劑制成顆粒劑，提高其在食品中的分散性。

七、粉體在醫藥領域的應用（一）藥物制劑的制備1.粉碎與混合將藥物原料粉碎成合適的粒度，便于后續加工和吸收。通過精確的混合技術，確保藥物制劑中各成分均勻分布，保證藥效的一致性。2.造粒與壓片采用濕法制粒或干法制粒等方法將藥物粉體制成顆粒，再通過壓片機壓制成片劑。顆粒的粒度、形狀和硬度等影響片劑的質量和性能。3.膠囊劑制備將藥物粉體或顆粒填充到膠囊殼中制成膠囊劑。粉體的流動性、粒度等影響膠囊的填充質量和外觀。

（二）藥物載體與控釋技術1.脂質體作為藥物載體脂質體是由磷脂等脂質材料形成的雙分子層囊泡，可包裹藥物。通過控制脂質體的粒徑、膜材組成等，實現藥物的靶向輸送和控釋。2.微球制劑將藥物包裹在微球中，微球的大小和降解速度等影響藥物的釋放速率。可采用噴霧干燥、乳化固化等方法制備微球，用于藥物的長效釋放。

八、粉體在建材領域的應用（一）水泥生產1.原料粉磨將石灰石、黏土、鐵礦石等原料進行粉碎和粉磨，制成一定粒度的生料粉，為后續的煅燒做準備。粉磨過程的效率和質量影響水泥的產量和質量。2.熟料煅燒與粉磨生料經過煅燒形成熟料，再將熟料粉磨成水泥。控制粉體的粒度和比表面積等，可調整水泥的凝結時間、強度等性能。

（二）陶瓷原料加工1.原料粉碎與混合將高嶺土、石英、長石等陶瓷原料粉碎到合適粒度，均勻混合，以保證陶瓷坯體的質量和性能均勻性。2.成型與燒結通過造粒等方法改善陶瓷原料的成型性能，制成坯體后