超声造粒效果

优化超声波参数

频率调节：

超声波频率对造粒效果有显著影响。较高的频率通常会产生较小的液滴和颗粒。例如，在药物微囊化超声造粒过程中，当频率从20kHz提高到40kHz时，形成的微囊粒径可能会从几百微米减小到几十微米。但频率过高可能会导致能量衰减过快，无法有效作用于整个液体体系。所以需要根据目标颗粒的大小和物料的性质来选择合适的频率范围，一般在20 – 100kHz之间调整。

功率控制：

适当增加超声波功率可以增强空化效应和剪切力，使液体分散得更充分，有利于形成更小、更均匀的颗粒。然而，功率过大可能会引起液体过度振动，导致液滴飞溅，无法有效造粒。在实际操作中，可以通过逐步增加功率并观察造粒情况来确定最佳功率值。例如，在制备金属粉末时，功率从100W增加到300W，颗粒的粒径分布会变窄，但功率超过300W后，可能会出现粉末团聚现象。

脉冲模式应用：

采用脉冲模式可以在一定程度上避免连续超声导致的能量积聚和局部过热问题。通过设置合适的脉冲宽度和间隔时间，使液体在超声作用和间歇恢复之间达到平衡。例如，在食品添加剂的超声造粒中，设置脉冲宽度为1s，间隔时间为0.5s的脉冲模式，比连续超声模式下得到的颗粒具有更好的流动性和稳定性。

改善物料性质

调节粘度：

物料的粘度是影响超声造粒的重要因素。对于粘度较高的物料，可以通过加热、添加稀释剂等方式降低粘度，以提高超声能量的传递效率。例如，在制备某些高分子材料颗粒时，将物料加热到适当温度，使粘度降低，超声造粒时液滴更容易分散，形成的颗粒更加均匀。但要注意控制温度和稀释剂的量，避免对物料的性质产生不良影响。

控制表面张力：

适当降低物料的表面张力有助于液滴的形成和分散。可以通过添加表面活性剂来实现。表面活性剂能够降低液体与周围介质之间的界面能，使液滴更容易从液体主体中分离出来。在药物制剂超声造粒中，添加适量的非离子型表面活性剂，如聚山梨酯 – 80，可以使药物溶液更容易雾化，形成的药物颗粒粒径更小且分布更均匀。

优化造粒设备及环境

选择合适的换能器和雾化头：

换能器的性能直接影响超声波的能量转换效率。选择能量转换效率高、振动稳定性好的换能器能够提高超声造粒效果。雾化头的结构和尺寸也很关键，不同的雾化头会产生不同大小和形状的液滴。例如，采用小孔径的雾化头可以产生较小的液滴，适合制备小颗粒产品；而大孔径雾化头则适用于制备较大颗粒或对颗粒大小要求不那么严格的产品。

控制造粒环境温度和湿度：

温度对超声造粒过程中的物料状态和能量传递有影响。保持适宜的温度可以确保物料的流动性和超声能量的有效利用。例如，在一些对温度敏感的材料超声造粒中，将环境温度控制在20 – 30℃可以获得较好的造粒效果。湿度也会影响颗粒的干燥速度和质量，对于需要快速干燥的颗粒，较低的湿度环境更为有利。

改进操作工艺

采用多级造粒：

对于要求颗粒粒径分布很窄或颗粒形状很规则的产品，可以采用多级超声造粒工艺。例如，先在较低频率和功率下进行初步造粒，得到较大的颗粒，然后在后续的造粒阶段，通过提高频率和功率，对初步形成的颗粒进行进一步细化和整形，这样可以更精确地控制颗粒的大小和形状。

合理搅拌与循环：

在超声造粒过程中，配合适当的搅拌可以使物料在超声场中分布得更加均匀，避免局部能量过高或过低。同时，设置物料循环系统可以使未完全造粒的物料再次经过超声处理，提高造粒的效率和质量。例如，在陶瓷粉末超声造粒中，通过搅拌和循环系统，可以使陶瓷浆料中的颗粒更加均匀地接受超声作用，形成的陶瓷颗粒性能更好。

关于驰飞

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杭州驰飞是超声镀膜系统开发商和制造商，产品主要应用于燃料电池质子交换膜喷涂、薄膜太阳能电池、钙钛矿、微电子、半导体、纳米新材料、玻璃镀膜、生物医疗、纺织品等领域。

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