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旋轉式壓片機強制加料系統的使用性與常見問題分析

2014-09-02查看:

:以旋轉式壓片機強制加料系統的結構為切入點,從工作原理上對強制加料系統與自然加料系統進行比較,重點分...

 旋轉式壓片機(以下簡稱壓片機)的強制加料系統是近年來廣泛應用在中、高速壓片機上的一種加料形式,是不同于自然加料系統的又一種填充加料形式,也可以認為是自然加料方式的升級換代,這是因為無論是在工作原理還是在結構形式上都有了很大變化。本文將以介紹強制加料系統的結構為切入點,從工作原理上對強制加料系統與自然加料系統進行比較,著重分析結構對片劑重量差異的影響以及所存在的常見問題,使讀者對其使用性有一個較為系統的認識,對其設計原則也做了一些探討,希望對設計人員也有一些啟示。

1強制加料系統的結構形式

  目前,大多數的強制加料系統主要包括三部分,下面分別對其進行介紹:
1.1料斗部分,主要起存放物料的作用,其下部和強制加料器連接;
1.2減速電機部分,是強制加料系統的動力源,主要包括三相/單相電機和蝸輪減速器,經變頻器控制,輸出轉速可調,其下部和強制加料器連接;
1.3強制加料器,主要作用是將物料填充到轉臺上的各個中模孔中,由其完成強制加料系統的最終使命,所以強制加料器是整個強制加料系統的核心部件。
強制加料器的結構形式主要是利用齒輪的嚙合把減速電機的單向轉動轉換為兩個撥料葉輪的逆向轉動,利用撥料葉輪把物料從料腔中填充到轉臺中模孔內。強制加料器的外形、內部尺寸根據不同的機型而不同,同一機型產品依設計人員設計思路的不同也不一樣,但其作用是相同的,都是將物料填充到轉臺中模孔內,即完成加料的功能。

2從工作原理上對強制加料系統與自然加料系統進行比較

  強制加料系統是利用減速電機帶動強制加料器的撥料葉輪強制性的將物料填充到轉臺中模孔內,而自然料加系統是利用物料在重力作用下的自然流動,經格柵式加料器填充到轉臺中模孔內,這是兩種加料系統工作原理的不同之處,這應是強制加料系統名稱由來的主要原因。
強制加料系統相對于自然加料系統有許多的優點,主要有以下幾點:
2.1物料在密封的條件下完成填充過程,可以最大程度的確保物料的衛生條件;
2.2對于流動性不好的物料,可以強制性的填充;
2.3相對于自然加料,可以避免粉塵,節省物料;
2.4提升了壓片機的檔次,是自然加料系統的升級。
其劣勢是結構復雜,投入較高,增加成本。

3強制加料系統的使用性分析

  加料系統的主要作用就是將物料添加到轉臺中模孔中,進而通過轉臺的旋轉,沖模的壓制,完成片劑的出片。在片劑的眾多指標中,重量差異是一個非常重要的指標,除了《藥典》的明文規定之外,許多廠家還制定有自己的更為嚴格的內控要求。影響片劑重量差異的因素除了壓片機充填機構、轉臺跳動等自身質量以及沖模尺寸偏差等因素外,強制加料系統填充量的穩定性對片劑的重量差異有非常關鍵的作用,所以,對強制加料系統的結構及使用性進行研究與分析,掌握影響填充量的因素,控制片劑的重量差異尤為必要。
3.1強制加料器的結構對物料填充穩定性的影響。
  強制加料器的結構主要包括三部分,下面對每一部分進行分析:
3.1.1動力轉換部分,其作用是把減速電機輸出軸的單向轉動轉換為撥料葉輪的逆向轉動,即兩葉輪的相對轉動,把從料斗放下來的物料輸送到轉臺中模孔內;
3.1.2支撐部分,即輔助部分,其作用是將強制加料器定位在主體上,和轉臺有可靠和密切的定位要求;
3.1.3撥料葉輪和料腔部分,這是強制加料器中對物料填充穩定性有直接影響的部分。在設計撥料葉輪和料腔時,設計原則有兩個:一是確保物料的流動性;二是不改變物料的原始狀態。
為確保物料的流動性,撥料葉輪的外形尺寸和料腔的內形尺寸應有合適的比例,設計時應注意的有三點:一是撥料葉輪不能太小(相對于料腔),否則起不到充分撥料的作用;二是撥料葉輪不能太大,應使料腔內有一定的空間,以確保物料的充分流動;三是撥料葉輪本身結構、形狀能起到充分撥料的作用。
  在設計強制加料器時,確保物料有良好的流動性,很好理解,那么,為什么不能改變物料的原始狀態呢,因為藥廠在壓制片劑時,對每種物料的配比是有要求的,在保證藥物成份和輔料成份的同時,還要保證的物料的可壓制性,如密度、干濕性、顆粒大小、流動性等,如果改變了物料的原始狀態,那么壓出的片劑的其他指標,如崩解度、脆碎度等就會受到影響,所以物料的原始狀態是不能改變的。
  為了確保物料的原始狀態不改變,設計人員在設計葉輪時,其形狀、尺寸可以針對每一種物料進行設計,用戶根據不同的物料來選擇。
3.2料斗部分物料流量對物料填充穩定性的影響
  料斗部分起著存放物料的作用,其下部和強制加料器聯接,其流量由料斗控制閥來控制。物料填充量的需求越大,則由料斗流向強制加料器的量應越大;物料填充量的需求越小,則由料斗流向強制加料器的量也應越小,這是很顯然的,但應注意的是為盡量減少物料在料腔中停留的時間,即加快物料的流通率,料斗流量應進行合理控制,而不是將流量開啟到最大為好。這是因為物料在料腔中停留的時間越長,其原始狀態將被改變的越厲害,壓制出的片劑的崩解度、脆碎度等指標就越不容易符合要求,所以合理控制物料流量,加快物料在料腔中的流通率是在使用強制加料系統時應注意的一項要求。
3.3撥料葉輪的轉速對物料填充穩定性的影響
  撥料葉輪的轉速是由減速電機在變頻器的調整下確定的,在強制加料器的結構設計定型后,撥料葉輪轉速的高低對物料填充穩定性也有影響。設若一下極端情況,例如,若撥料葉輪轉速為零,物料顯然不能充分流動;若撥料葉輪轉速很高,高到極限,撥料葉輪就好似一個圓平面,那么物料也不能充分流動,所以撥料葉輪的轉速應有一個合理的范圍。撥料葉輪的轉速范圍的確定有二點:
  一是根據物料的情況,若物料的流動性良好,那么撥料葉輪的轉速范圍根據說明書設定范圍進行調整即可;若物料流動性較差,撥料葉輪轉速的設定應稍高或根據具體落料情況而定;若物料流動性極差(例如物料從料斗中不能自由落下),那么就要設計輔助落料裝置來進行填充,輔助落料裝置的設計根據客戶的物料以及其不同的要求,只能進行單獨設計,撥料葉輪的轉速就要根據具體落料情況進行設定。
  二是根據轉臺的轉速,轉速高,要求產量大,則撥料葉輪的轉速也要高;轉速低,要求填充量少,則撥料葉輪轉速可降低。
撥料葉輪的轉速在滿足以上要求的前提下,應低一些為好,盡量減小對物料的影響。
3.4物料對填充穩定性的影響
  物料的密度、干濕度、均勻度等均會影響其流動性和可壓制性,藥廠在調配物料時,也充分考慮到了這一點,否則,在出現片劑重量差異不穩時會做出原因只出在設備上的錯誤的判斷。

4強制加料系統存在的常見問題分析

  在對強制加料系統進行試驗及試車過程中,發現了一些問題,現對其進行進一步的分析。
4.1強制加料系統的漏粉、甩粉問題
  在藥廠的物料中,有細小的粉末成份,在壓制過程中,強制加料器的漏粉大多數是料斗和強制加料器的連接部件配合不嚴密所致;甩粉,主要是因為強制加料器和轉臺平面的配合不嚴密所致,解決這些問題,要靠生產制造商的加工過程來保證,所以,在加工這些關鍵零部件時,要有專用設備、工裝、工器具及科學的工藝做保障,才能保證其加工精度。
4.2片劑的重量差異問題
  這一問題的分析,在上面已敘述過了,在這里僅做一個小結論:影響片劑重量差異的因素很多,僅就強制加料系統而言,對其要求有兩點,一是不改變物料的原始狀態,二是要有良好的流動性,以滿足充填量的要求。
4.3片劑的崩解度問題
  影響片劑崩解度的因素有三個,一是物料的成份;二是物料的狀態,主要指密度、顆粒大小等;三是壓制的壓力。在我們的實驗過程中,發現這樣的問題,在三個因素相同的情況下,經自然加料系統和強制加料系統填充壓出的片劑,崩解度卻不一樣,經自然加料系統填充壓出的片劑的崩解度符合要求,而強制加料系統填充壓出的片劑的崩解度卻不符合要求。另外,同是強制加料系統,不同機型的壓出的片劑的崩解度也不一樣。經分析原因,主要是因為物料在經強制加料器填充過程中,由于葉輪的在密閉料腔中轉動,改變了物料的原始狀態,使物料中的細粉增多,最終導致崩解度的不同,細粉越多,崩解度越長,細粉越少,崩解度越短。所以,在這里,提醒設計人員在設計該部件時,既要滿足普通物料的要求,又要針對客戶的不同物料進行設計。

5小結

  綜上所述,強制加料系統的使用比自然加料系統要復雜許多,在設計、操作、維護過程中所要考慮的因素增加了許多,應該說,強制加料系統還處在一個不斷完善的過程中,新技術、新材料的應用以及理念的更新為其提供了更廣闊的發展空間,本文的閘述僅是一端倪,希望對設計人員和藥廠使用者有所幫助。

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