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國內壓片機各種加料方式的比較及性能分析

2014-09-02查看:

通過對國內幾種壓片機的加料器加料方式進行比較,方便制藥廠家選型。...

李紅

(聊城萬合工業制造有限公司,山東 聊城 252022)


  國內壓片機的品種很多,最常用的有單沖壓片機、普通旋轉式壓片機、亞高速旋轉式壓片機及高速壓片機,加料方式也是各不相同。本文將幾種最基本的加料系統進行歸納總結,對其結構和使用性能進行比較,以便于制藥廠家選取最適合于自己的機型。

 

一、各種加料方式的結構特點和壓片過程比較

  國內壓片機的加料系統一般分為三種:單沖壓片機的靴式加料系統、普通中低速旋轉式壓片機的月形柵式加料系統、亞高速及高速壓片機的強迫加料系統。下面就這些加料系統的結構特點和加料方式做一下比較。

 

  1、 單沖壓片機的靴式加料系統的結構特點

  國內的單沖壓片機一般配靴式加料系統,這種加料系統的主要結構如圖1所示。加料器外呈靴形,由凸輪帶動在沖模上平面左右擺動完成加料、刮平和推片動作。

  (a)加料上沖抬起,加料器移動到模孔之上,下沖下降到適宜深度(使容納的顆粒重恰等于片重),加料器在模上面擺動,顆粒填滿模孔;

  (b)刮平。加料器由模孔上離開,使模孔中的顆粒與模孔的上緣持平;(c)壓片。上沖下降,并將顆粒壓成片;

  (d)推片。上沖抬起,下沖隨之上長升到恰與模孔緣相平,此時加料器又移到模孔之上,將藥片推開落于接受器中,同時下沖又下降,模孔內又填滿顆粒進行第二次飼粉,如此反復進行。

2. 普通中低速旋轉式壓片機的月形柵式加料系統

  國內普通中低速旋轉式壓片機一般使用月形柵式加料系統如圖3所示。月形柵式加料器固定于轉盤的模盤上,加料器的底面與模盤表面保持一定間隙(0.05~0.1mm),當旋轉中的模圈從加料器下方通過時,柵格中的藥物顆粒靠自重充填入模孔中,多個彎曲的柵格板造成藥物的多次填充,加料器最末一個柵格裝有刮粉板,它緊貼于轉盤的工作平面,可將轉盤、模圈及模圈表面的多余顆粒刮平帶走,隨后下沖再有一次下降,以便在刮粉板刮料后再使模孔中的藥粉震實。加料斗處于加料器上面,顆粒源源不斷地加到加料器中。模盤每轉動一圈,每個沖模便經過加料器一次,加一次料壓一次片。

(1)充填。下沖在加料器下面時,顆粒靠自重充填入模孔中。

(2)刮平。當下沖行至充填軌上平面時經刮粉板將多余的顆粒刮去,即定量。

(3)壓片。當下沖行至下壓輪的上面,上沖行至上壓輪的下面時,二沖間的距離最小,將顆粒壓制成片。

(4)推片。壓片后,上、下沖分別沿導軌上升和下降,下沖行至出片軌的上方時將片劑推出中模孔,并被刮片板導入容器,如此反復進行。

3.亞高速及高速壓片機的強迫加料系統

  強迫加料系統是近年來廣泛應用在亞高速和高速旋轉式壓片機上的一種加料系統。如圖5所示,強迫加料系統主要由三部分組成:①料斗,②加料電機,③強迫加料器。

  ① 料斗。主要起存放物料的作用,其下部與強迫加料器相連。

  ② 加料電機。是強迫加料器的動力源,變頻調速。

  ③ 強迫加料器。又可分為齒輪箱和加料器兩部分,齒輪箱將加料電機的動力傳遞到加料器的兩個撥料葉輪上,兩葉輪逆向旋轉,將物料強制充填到中模孔中。

  強迫加料系統的壓片過程同月形柵式加料系統基本相同,也是分為充填→刮平→壓片→推片四個步驟。不同的是月形柵式加料系統是靠藥粉顆粒的自重充填入模孔中,而強迫加料系統是靠葉輪的轉動將藥粉強制充填入模孔中,而且葉輪的轉速可以根據實際加料情況調整。

 

二、三種加料方式片重差異的比較

  片重差異是藥廠控制藥片質量的一項重要數據,但是我們現在的加料方式卻不能直接控制片重,而是通過控制物料的體積來控制片重,我們都知道g=ρv,(其中g為充填的物料重量,ρ為物料密度,v為充填的物料體積),現在物料充填的體積基本是一定的,那片重就是由物料的密度決定的,而物料的密度又決定于物料的顆粒均勻度和松散度,所以說物料顆粒的均勻度和松散度在很大程度上決定了藥片的片重差異。

  單沖壓片機的靴式加料系統和中低速旋轉式壓片機的月形柵式加料系統都是靠物料的自重自然落料的,粉末狀的物料一般是不適合這兩種方式的,因為粉末的流動性大大不如顆粒狀物料。但是顆粒狀物料如果顆粒不均勻或流動性差的話,會影響到片劑的重量差異。所以這兩種加料方式對物料種類對顆粒狀況的要求會更苛刻一些。

  亞高速和高速壓片機的強迫加料器可以對中模孔進行強制填充,所以它可以壓制粉末狀的物料,而且對顆粒狀物料的要求也相對比前兩種加料器寬松一些。片重差異也更穩定一些。

 

三、各種加料方式的性能比較

1.靴式加料系統

  單沖壓片機靴式加料器中的藥粉隨加料器擺動容易造成藥粉分層,且壓片時,是單側加壓(上沖加壓),所以壓力分布不均,易裂片,噪聲大;另外,生產效率比較低,一般單沖壓片機產量60-80片/min,故僅適用于實驗室和大尺寸片劑生產。

2.月形柵式加料系統。

  普通中低速旋轉式壓片機月形柵式加料系統目前在生產中應用非常廣泛,這種加料方式須先將物料制成大小均勻的,具有良好流動性的顆粒,依靠物料顆粒的自重加料,并且多個彎曲的柵格板可使藥物得到多次填充,所以充填充分、平穩,片重差異小。旋轉式壓片機的上下沖能夠同時加壓,壓力分布均勻。而且國內大部分中低速壓片機都設計成轉盤前后放置兩套加料系統,這樣轉盤轉動一周,每套模具可充填兩次,壓制兩片,這樣生產效率大大提高。普通ZP35D型壓片機的產量可達1900~2200片/min。所以這種加料方式的壓片機可用于制藥廠家大規模大批量生產。

  但是這種加料系統也存在一些缺陷,①對物料顆粒要求嚴格。在壓片前要對物料進行制粒,顆粒的流動性要好,顆粒大小要均勻,使藥片的生產成本增加。②充填時間不能太短。因為這種加料方式是物料顆粒依靠自重充填進模孔中,所以充填要保證一定的時間長度,所以轉盤速度不能提的過高,否則充填不充分,片重差異達不到標準。

3.強迫加料系統

  強迫加料系統既可以壓制制成顆粒的物料,也可以壓制粉末型物料。因為物料得到強制填充,所以填充時間可以大大縮短,相應地轉盤的轉速也可以提高很多,因此這種加料方式一般被用在亞高速和高速旋轉式壓片機上。高速壓片機的轉盤最高轉速可達80轉/分。隨著設計生產技術日趨成熟,這種壓片機也被一些大中型制藥廠家所青睞。

  雖然強迫加料系統的長處很多,但也還是有一些不足之處:①甩粉現象。因為轉盤轉速提高了,所以加料器中流出的多余物料會被甩出,造成物料的浪費,且粉塵增多。②料斗漏料不暢。因為料斗結構的特殊性(上口大,下口小,且帶有斜坡)一些流動性不好的物料(大多為不經制粒的粉末物料)就會流動不暢,造成片重差異不穩定。

四、幾種加料器優缺點的概括總結

加料系統

靴式加料系統

月形柵式加料系統

強迫加料系統

所用壓片機

單沖壓片機

中低速及亞高速旋轉式壓片機

亞高速及高速旋轉式壓片機

落料方式

自然落料

自然落料

強制落料

片重

不穩定

穩定

穩定

適宜物料種類

顆粒

顆粒

顆粒或粉末

生產效率

較高

最高

 

五、結束語

  綜上所述,幾種加料器各有長處,也各有不足,制藥廠家可以根據自己的實際情況選擇適合于自己的壓片機。

  幾種加料系統的不足又給壓片機設計人員提供了研究課題,目前聊城萬合工業制造有限公司的壓片機工程師正致力于各種加料器的研究,相信不久的將來,這些難題會被我們一一攻破。

  另外,為了最大限度地發揮各種加料器的優勢,彌補其不足,有四十多年生產壓片機經驗的聊城萬合工業制造有限公司新近研制了升級版亞高速旋轉式壓片機,這種壓片機既可以安裝月形柵式加料器,又可以安裝強迫加料器,客戶可以根據物料的特點自行更換,拆裝非常簡單方便,不用借助任何工具。大大地方便了客戶。

 

 

作者簡介:李紅,(1970- ),女,山東聊城人,工程師,主要從事工作及研究方向:壓片機設計開發。

聯系地址:山東省聊城經濟開發區遼河路163號

聯系電話:0635-8515573

 

 

參考文獻:

 

朱盛山主編 藥物制劑工程 化學工業出版社

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