www.188betkr.com 讯在现代制药、食品、化工等领域,“制粒”是一道不可或缺的工艺。目前,制粒的方法分为湿法和干法两大类型,后者相较于前者,在制粒过程中不需要使用大量液体介质,在成本控制、环保方面均更有优势,因此值得对干法制粒工艺及设备进行重点分析。
干法制粒工艺流程
(1)原料预处理
对于粒径较大的原料药和辅料,首先要进行粉碎处理,使其达到适宜的粒度范围,一般要求大部分颗粒能通过一定目数的筛网,以便后续混合均匀并在压制过程中更好地结合。严格控制物料的水分含量至关重要。水分过高或过低,都会影响成粒。
(2)混合
将经过预处理的各种原料(包括主药、辅料等)按照准确的配方比例投入到混合设备中。常用的混合设备有V型混合机、三维运动混合机等。混合过程要确保物料充分均匀。
(3)压制
混合好的物料通过专门的喂料装置均匀地输送至压制区域。常见的喂料方式有螺旋喂料、振动喂料等。物料进入压片机后,在两个相向旋转且带有一定压力的压轮作用下,被挤压成薄片。压轮的压力大小、转速以及物料的喂入速度等参数相互配合,对压制效果影响很大。
(4)破碎
压制好的薄片被压轮夹出后进入破碎机破碎。破碎机包括齿辊式、锤式破碎机等。齿辊式破碎机借助2个带齿辊的辊子反向转动,将薄片撕碎破碎;锤式破碎机利用高速转动的锤子与薄片相互冲击,将其打碎成小碎片。破碎的作用是将薄片破碎成大小大致均匀的颗粒状以备整粒。
(5)整粒
破碎后的颗粒经整粒机,一般采用振动筛、圆筛等设备进行筛选分级。振动筛通过频率高的振动,使颗粒在筛网上振动跳动,低于筛孔尺寸的颗粒从筛网上滑下,超过筛孔尺寸的颗粒留在筛网上;圆筛通过筛筒的转动将颗粒进行筛选。
干法制粒设备的主要组成
(1)喂料系统
喂料系统是确保物料能够均匀、稳定地进入压制环节的关键部分。一般包括料斗、喂料器、流量调节装置。
料斗一般都是漏斗形状,便于料能利用本身的重力向下顺利流动。
螺旋喂料器是常见的一种喂料器,是由螺旋叶片和圆柱形料槽所组成。它适用于流动比较好的松散粉末或者颗粒物料的喂料,主要应用在制药、食品等工业。振动喂料器主要是基于电磁振动原理或机械振动,让料斗进行高频的小量级振动。这种振动作用促使物料由入口逐步靠近出料口并在出料口被送出,其适用于不易流动的粘性物料。
喂料部分设置有手动调节阀门,通过调节阀门的开度大小就可调整喂料的流量。该方法适用于要求不高场合的喂料量调节。在较为先进的干法制粒机上,有些喂料设备采用电动/气动调节阀,通过自动调整阀门的开启度来调节喂料速度。电动调节阀,响应速度快,控制精度高;气动调节阀,适合应用于恶劣的工业生产环境。
(2)压制系统
压制系统是整个设备的核心部分,一般包括轧辊组件、驱动装置、压力调节机构、冷却系统。其性能直接影响到颗粒的质量和生产效率。
一般采用铬钼合金钢等高强钢制造轧辊,可以耐受压制时的高压力,确保轧辊在长时间运转过程中不受磨损,形变,不影响压制的效果。轧辊表面一般经过特殊处理以增大对物料的抓取及压制成形能力。根据设备的生产规格和物料性质的不同,轧辊直径有100~500mm,长度有200~1000mm。直径越大越能产生压制力,一般适合于压制硬或难成形物料;轧辊长度决定了轧制物料的宽度,影响了生产的效率,工业生产用干法制粒机一般轧辊直径在100~500mm,长度200~1000mm。
压制系统的动力通常通过电机提供,电机的功率根据轧辊的驱动力矩、驱动力率来确定,一般用三相异步电机。电机通过传动装置传动至轧辊,一般传动的方式有皮带传动、链条传动和齿轮传动等方式。
液压系统干法制粒设备的部分干法制粒机是通过液压系统来调节轧辊的压力。液压系统压力稳定,调节精度高,适用较大压差,应用广泛的干法制粒设备当中。
压制系统内部一般会设置冷却系统,而在冷却系统的基础上,为了保障冷却系统的有效性,还会在系统内设置温度传感器用以实现对轧辊的温度检测,以此来保障轧辊能够始终运行在适合的温度。
(3)破碎整粒系统
齿辊式破碎机主要由两个相对旋转的齿辊组成,齿辊表面镶嵌有不同形状的齿牙,压制后的薄片进入破碎机中被两齿辊间的间隙咬住并随着齿辊的转动,齿牙对进入间隙中的薄片产生撕扯、挤压作用,将薄片破碎为不同尺寸的块状物。齿辊的转速、齿牙的形状、齿牙的排列密度等都将影响破碎效果。受生产需求差异化的影响,对破碎后颗粒大小的要求自然也存在不同。
振动筛主要由筛箱、筛网、振动电机等组成。破碎后的物料进过振动筛筛箱,振动作用下筛箱上颗粒中直径小于筛网孔径的颗粒透过筛网落下成为合格品,直径大于筛网孔径的颗粒则留在筛网上,被送至下一工序。旋转筛主要由一个圆柱型的筛筒和驱动装置等组成。旋转筛的结构简单、运转稳定、对物料适应性强,尤其对一些不规则的、易堵塞一般筛网筛孔的颗粒物料。
整粒时筛网的细粉,如不符合产品粒度要求需回收,一般将细粉收集回收,再送回到干法制粒设备的进料口,再参与下一次的制粒过程。留在筛网上的不合格大的颗粒一般会输送至破碎机再次破碎使其达到粒度要求。
参考来源:
温众而、翁自正等.干法制粒工艺及设备分析
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