小型高速混合制粒机优化研究

论文摘要

本文研究了湿法制粒领域近年来发展很快，应用价值很高的小型高速混合制粒机的功能要求，并以此为出发点，对实验室原有样机进行了改进与优化。通过理论研究与实验考察相结合的方式，改进了原有机械结构，使其更合理。设计了加热方案，将制粒机的应用范围拓展到非常温下制粒物系。实现了按键控制、人机交互界面等功能，极大的提高了设备的自动化与智能化程度。通过大量的实验，对优化后的制粒机性能进行了整体调试，同时获取了大量制粒工艺方面有价值的数据，优化了制粒工序。此外，本文利用物质结构研究的新手段太赫兹时域光谱技术对不同粒径颗粒的透射谱进行了考察，为进一步的研究开拓了思路。这些工作使制粒机从实验室样机向实际应用迈进了一大步。从实验室角度看，优化后的小型高速混合制粒机填补了国内在小批量制粒设备方面的空缺，是测控技术与化学工程新工艺研究的良好结合。主要研究内容如下：1、制粒机机械结构的优化设计：参考制粒设备理论要求，通过实验观察，对制粒机关键尺寸参数进行了改进设计与加工，以滑扣加销锁定的固定方式改变了原有设备繁琐的安装模式并改变了反应釜材质。2、开发了制粒机加热功能：选择与设计了镀膜直接加热法，通过理论计算与硬件电路设计完成了反应釜自动加热系统的控制方案。3、对控制电路进行了优化设计：实现了按键功能，即电机转速值、运行时间的设定与显示；修改了原有电路结构。4、实现了串口通讯：用LabVIEW编写了人机交互界面实现了搅拌电机与剪切电机转速的设定、实时显示与存储，提高了设备的智能化程度。5、进行了大量而复杂的制粒实验与制粒样品数据分析，对优化后的制粒机性能进行了整体调试，获取了大量制粒工艺方面有价值的数据，优化了制粒工序。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 实验室样机研制现状
• 1.3 本文主要工作及意义
• 第二章 机械结构的优化
• 2.1 机械结构设计理论依据
• 2.1.1 制粒原理
• 2.1.2 制粒要求及理论依据
• 2.2 尺寸位置的优化
• 2.3 安装固定方式的改进
• 2.4 反应釜的改进
• 2.5 本章小结
• 第三章 加热装置的设计
• 3.1 加热方式的比较
• 3.1.1 水域加热
• 3.1.2 金属加热器直接加热
• 3.1.3 远红外加热
• 3.2 加热方案的设计
• 3.2.1 加热功率计算
• 3.2.2 电路控制方式
• 3.3 本章小结
• 第四章 控制电路功能的实现与优化
• 4.1 按键控制功能的设计
• 4.1.1 按键控制硬件电路
• 4.1.2 按键控制软件
• 4.2 硬件的完善
• 4.3 控制电路板的优化
• 4.4 本章小结
• 第五章 数据通讯
• 5.1 串口通讯
• 5.1.1 串口通讯硬件设计
• 5.1.2 串口通讯软件设计
• 5.2 虚拟仪器简介
• 5.2.1 虚拟仪器的硬件
• 5.2.2 虚拟仪器的软件
• 5.3 人机交互界面
• 5.3.1 设定与控制
• 5.3.2 显示
• 5.3.3 存储
• 5.4 本章小结
• 第六章 实验研究及分析
• 6.1 物系材料
• 6.2 实验方法
• 6.2.1 实验过程
• 6.2.2 混合均匀度测试
• 6.2.3 颗粒粒度测试
• 6.2.4 溶出测试
• 6.2.5 批次重现性测试
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 混合均匀度测试
• 6.3.2 粘合剂含量对粒度分布的影响
• 6.3.3 剪切桨转速对粒度分布的影响
• 6.3.4 搅拌桨转速对粒度分布的影响
• 6.3.5 正交实验
• 6.3.6 溶出实验
• 6.3.7 批次重现性
• 6.4 不同粒径样品的太赫兹时域光谱
• 6.5 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 工作展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢