一、固体流化技术
中国粉体网讯： 要了解流化床，首先认识一下固体流化(或流态化)技术。固体流态化就是固体物料与流体接触并发生传质、传热等作用使其呈悬浮状的操作状态。借这种状态以完成某种过程的技术称为流态化技术。
二、流化床制粒技术
流化床制粒技术是医药行业及其他行业中早已熟知的一步法全封闭操作制粒技术，它由多种组分在同一容器中混合、制粒与干燥。此技术先利用气流作用，使粉粒产生流态化而混合，以气流式喷雾将黏合剂定量喷洒在固体粉末上，固体粉末靠黏合剂的架桥作用互相聚集成颗粒。再通过流动的热风对物料进行气、固二相悬浮接触的热、质传递，从而使颗粒干燥。
流化床
三、流化床制粒过程
流化床制粒的过程，是粒子们“诞生”和“长大”的过程。颗粒的形成和增长一般分为三个阶段:成核阶段、过渡阶段和长球阶段。
在流化床制粒机中，压缩空气和黏合剂溶液按一定比例由喷嘴雾化并喷至流化床层上正处于流化状态的物料粉末上。其制粒的工艺过程包括：混合、粒化和干燥三个阶段。首先液滴使接触到的粉末润湿并聚结在其周围形成粒子核，同时再由继续喷人的液滴落在粒子核表面产生黏合架桥作用，使粒子核与粒子核之间、粒子核与粒子之间相互结合，逐渐形成较大的颗粒。干燥后，粉末间的液体桥变成固体桥，此过程不断重复进行，即得理想、均匀、外形球状颗粒。因流化床制粒全过程不受外力作用，仅受床内气流影响，故制得的颗粒密度小，粒子强度低，但颗粒的粒度均匀，流动性、压缩成型性好。
3.1、混合效率与流化状态
在初始流化态，进风速率逐步升高，穿过固体颗粒床的气体会在床体内形成气泡效应，从而对床体内的物料起到一定的混合作用。但是，如果进风量非常低，就不能产生充足的气泡，此时固体颗粒床流化速率很低或接近于静止状态，也就不能达到混合的目的。物料混合的程度取决于穿过床体的气泡量和物料粒径的大小，当物料粒径<150pm时，混合效率随粒径的减小而逐步降低。
不同制粒过程采用不同的标准进风风速。一般而言，低风速(0.8~1.4m/s)用于干燥过程。在干燥初期，由于物料较湿，风速稍高一些，但随着物料逐步干燥，风速也逐步下调，以保持物料良好的运动状态，同时防止物料被吹到捕尘袋上。在成粒过程中，颗粒的运动状态和快速干燥是至关重要的。因此，该过程一般风速控制在1.0～2.0m/s。通过流化床容器上的观察窗可以发现，好的流化状态颗粒呈自由落体状态下落。
3.2、颗粒形成的机制
(1)静态液体形成的黏结桥和内聚力桥吸附在固体表面的一层无法流动的液体在特定条件下可以在细小粒子间产生结合力。
(2)毛细管力动态液体会产生粒子界面间的毛细管力。
(3)固体桥由溶解的固体在干燥过程中重结晶形成。
在黏合剂喷雾与干燥的过程中，粒子间黏合、聚集状态一般经过以下四个过程：摆动状态、索带状态、毛细管力状态、液滴状态。
四、流化床制粒技术分类与优势
4.1、分类
根据固体流化(或流态化)技术的差异可将流化床设备和技术划分为三大类：
①顶喷流化床技术，能产生特有微孔结构、高分散性、强吸湿性的颗粒，可适用于粉状食品、营养剂和化学产品的制备，还常用于包衣与粉料涂层(制丸)。
②底喷流化床技术，与其他包衣技术相比，可产生优质薄膜，在医药工业中被普遍用于有效组分涂层与包衣，进而改良或控制药物释放。
③侧喷流化床技术，用于制粒和制丸后包衣。
4.2、优势
(1)集混合、制粒、干燥甚至是包衣操作于一体，工艺简单，耗时少，混合时间、产品含水量、干燥后颗粒质量和均匀度等满足相应要求。
(2)颗粒成品松散，粒度在20~80目，密度、强度小，但颗粒的粒度均匀，外观近似球形,流动性和压缩成型性好。
(3)生产效率高，劳动强度低，混合、制粒、干燥过程均在全封闭负压状态下进行，避免了粉尘污染和飞扬，受外界污染小，符合GMP要求。
(4)功能齐全、先进的复合型流化床制粒设备主要由数字控制台和制粒机两部分组成。生产物料准备就绪后，操作人员在控制系统中输入或修改生产参数，就可控制整个生产流程。
五、流化床制粒装置
流化床制粒装置主要由进风和排风装置、容器、气体分布装置(如筛网等)、喷雾系统、气固分离装置(如捕尘袋)、物料进出装置、控制系统等组成。
六、现代复合型流化床制粒设备
与常规的流化床制粒设备相比，现代复合型流化床制粒设备最大的不同之处就是对空气导流盘进行了改进，并在其上面安装了其他制粒设备，如搅拌桨、切割刀等，从而综合了各种制粒设备的功能特点。
小结：流化床设备与技术的发展方向
当下，各制造业都聚焦“工业4.0”与智能制造，流化床也应该将提高自动化程度和智能化水平作为发展的重要趋势。重视制药机械与高端计算机技术的紧密结合，将智能化作业，自动化生产，多元化数据收集等信息系统的集成与建设作为设备升级和优化的方向。应用空气动力学、热力学对粒子在流化、干燥、制粒、包衣过程的状态作计算机描述，从而优化装置的结构，使流化、干燥、制粒、包衣过程可控且高性能。并着力研发适合做精密包覆的工艺技术、粒子设计及表面改性技术，使粒子达到更好药效的同时也可确保药物品质。最后，继续加强洁净化及安全化方面的细致工作，让制药过程符合GMP。
参考来源：
李范珠、等：著作《药物制粒技术》，北京工业出版社
郑国珍、等：流化床技术在制药工业的应用，2009
