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压片机强制加料系统对物料充填稳定性

编辑:安徽久苏压片机有限公司   时间:2014/06/26   字号:
摘要:压片机强制加料系统对物料充填稳定性
目前,压片机大多数的强制加料系统主要包括三部分:(1)料斗部分,主要起存放物料的作用,其下部和强制加料器连接;(2)减速电机部分,是强制加料系统的动力源,主要包括三相/单相电机和蜗轮减速器,经变频器控制,输出转速可调,其下部和强制加料器连接;(3)强制加料器,主要作用是将物料填充到转台上的各个中模孔中,由其完成强制加料系统的最终使命,所以强制加料器是整个强制加料系统的核心部件。
    强制加料器的结构形式主要是利用齿轮的啮合把减速电机的单向转动转换为两个拨料叶轮的逆向转动,利用拨料叶轮把物料从料腔中填充到转台中模孔内。强制加料器的外形、内部尺寸根据不同的机型而不同,同一机型产品依设计人员设计思路的不同也不一样,但其作用是相同的,都是将物料填充到转台中模孔内,即完成加料的功能。
    强制加料系统是利用减速电机带动强制加料器拨料叶轮的逆向转动,强制性的将物料填充到转台中模孔内;而自然料加系统是利用物料在重力作用下的自然流动,经格栅式加料器填充到转台中模孔内。这是两种加料系统工作原理的不同之处,这也是强制加料系统名称由来的主要原因。
    加料系统的主要作用就是将物料添加到转台中模孔中,进而通过转台的旋转,对冲模的物料进行压制,完成片剂的出片。在片剂的众多工艺指标中,重量差异是一个非常重要的指标,除了《药典》的规定之外,许多厂家还制定有自己的更为严格的内控要求。影响片剂重量差异的因素除了压片机充填机构、转台跳动等自身质量以及冲模尺寸偏差等因素外,强制加料系统填充量的稳定性对片剂的重量差异有非常关键的作用。
   1、强制加料器的结构对物料填充稳定性的影响
    强制加料器的结构主要包括三部分,下面对每一部分进行分析:
    (1)动力转换部分,其作用是把减速电机输出轴的单向转动转换为拨料叶轮的逆向转动,即两叶轮的相对转动,把从料斗放下来的物料输送到转台中模孔内;
    (2)支撑部分(即辅助部分),其作用是将强制加料器定位在主体上,对转台起有可靠和密切的定位要求;
    (3)拨料叶轮和料腔部分,这是强制加料器中对物料填充稳定性有直接影响的部分。在设计拨料叶轮和料腔时,设计上应考虑到这一问题:是确保物料的流动性;还是不改变物料的原始状态。
    为确保物料的流动性,拨料叶轮的外形尺寸和料腔的内形尺寸应有合适的比例,设计时应注意:一是拨料叶轮不能太小(相对于料腔),否则起不到充分拨料的作用;二是拨料叶轮不能太大,应使料腔内有一定的空间,以确保物料的充分流动;三是拨料叶轮本身结构、形状能起到充分拨料的作用。
    在设计强制加料器时,确保物料有良好的流动性是很好理解的,那么,为什么不能改变物料的原始状态呢,因为药厂在压制片剂时,对每种物料的配比是有要求的,在保证药物成分和辅料成分的同时,还要保证的物料的可压制性(如密度、干湿性、颗粒大小、流动性等),如果改变了物料的原始状态,那么压出的片剂的其他指标(如崩解度、脆碎度等)就会受到影响,所以物料的原始状态是不能改变的。为了确保物料的原始状态不改变,设计人员在设计叶轮时,其形状、尺寸可以针对每一种物料进行设计,用户也根据不同的物料来选择。
    2、料斗部分物料流量对物料填充稳定性的影响
    料斗部分起着存放物料的作用,其下部和强制加料器联接,其流量由料斗控制阀来控制。物料填充量的需求越大,则由料斗流向强制加料器的量就越大;物料填充量的需求越小,则由料斗流向强制加料器的量也就越小,这是很显然的。但应注意的是:为尽量减少物料在料腔中停留的时间(即加快物料的流通率),料斗流量应进行合理控制,而不是将流量开启到最大为好。这是因为物料在料腔中停留的时间越长,其原始状态将被改变的越大,压制出的片剂的崩解度、脆碎度等指标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强制加料系统时应注意的一项要求。
    3、拨料叶轮的转速对物料填充稳定性的影响
    拨料叶轮的转速是由减速电机在变频器的调整下确定的,在强制加料器的结构设计定型后,拨料叶轮转速的高低对物料填充稳定性也有影响。设想一下,当处于极端状态时。如若拨料叶轮转速为零,物料显然不能充分流动;又如拨料叶轮转速很高,高到极限,拨料叶轮就好似一个圆平面,那么物料也不能充分流动。因此,拨料叶轮的转速应有一个合理的范围,拨料叶轮的转速范围应考虑以下二方面:
    (1)根据物料的情况,若物料的流动性良好,那么拨料叶轮的转速范围根据说明书设定范围进行调整即可;若物料流动性较差,拨料叶轮转速的设定应稍高或根据具体落料情况而定;若物料流动性极差(例如物料从料斗中不能自由落下),那么就要设计辅助落料装置来进行填充,辅助落料装置的设计应根据客户的物料以及其不同的要求进行单独设计,拨料叶轮的转速也应根据具体落料情况进行设定。
    (2)转台的转速越高,要求产量大,则拨料叶轮的转速也要高;转速低,要求填充量少,则拨料叶轮转速可降低。拨料叶轮的转速在满足以上要求的前提下,应低一些为好,尽量减小对物料的影响。
    4、物料对填充稳定性的影响
    物料的密度、干湿度、均匀度等均会影响其流动性和可压制性,药厂在配备物料时,也要充分考虑到了这一点。否则,在出现片剂重量差异不稳时,有可能做出其原因出在设备上的错误判断。
    5、强制加料系统存在的常见问题
    (1)强制加料系统的漏粉与甩粉问题
    漏粉,由于在药厂的物料中常含有极细的粉末成分,在压制过程中,强制加料器的漏粉大多数是料斗和强制加料器的连接部件配合不严密所致;甩粉,主要是因为强制加料器和转台平面的配合不严密所致。解决这些问题,要靠生产制造商的加工过程来保证。所以,在加工这些关键零部件时,要有专用设备、工装、工器具及科学的工艺作保障,保证其加工精度,才能有效地对其进行控制。
    (2)片剂的重量差异问题
    对此问题前文已作分析,就强制加料系统而言,控制影响片剂重量差异的因素很多有两点,一是不改变物料的原始状态,二是要有良好的流动性,以满足充填量的要求。
    (3)片剂的崩解度问题
    影响片剂崩解度的因素有物料的成分、物料的状态(主要指密度、颗粒大小等)与压制的压力。在我们的实验过程中发现这样的问题,在三个因素相同的情况下,经自然加料系统和强制加料系统填充所压出片剂的崩解度却不一样,经自然加料系统填充压出的片剂的崩解度符合要求,而强制加料系统填充压出的片剂的崩解度却不符合要求。另外,同是强制加料系统,不同机型的压出的片剂的崩解度也不一样。经分析,主要是因为物料在经强制加料器填充过程中,由于叶轮的在密闭料腔中转动,改变了物料的原始状态,使物料中的细粉增多,最终导致崩解度的不同,细粉越多,崩解度越长,细粉越少,崩解度越短。
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