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制粒、包衣的微觀粒子作用機理、及操作要點
來源:揚州日發干燥工程有限公司  |  日期: 2014-11-24 8:33:23

干燥設備【摘要】  介紹制粒、包衣的微觀粒子的組合機理,提出操作要點
【關鍵詞】 流化制?;?   流化包衣機   操作技術   干燥  賴氨酸造粒
序論
    流化技術也稱沸騰技術1,本文為表述及研究的方便,將物料的氣流和機械作用規則運動狀態也作為“流化”狀態研究。本文的流化技術可以理解為流化技術與其它技術的組合技術。
流化技術本就是很好的干燥技術、篩選技術、混合技術。配上氣流、物料的規則運動,不同方向上液體(或母液)噴入技術,就能實現一機式。這類技術對風量、床體尺寸、風溫、液珠直徑、噴量等參數設計要求較高,操作條件要求也較高3,流化床技術已從單純的流化床干燥發展到流化床制粒、包衣、流化床混合及流化床粉碎。
研究物料微觀粒子的組合狀態和作用機理,才能更好解決具體物料制粒包衣3操作時出現的不良問題。
  粒子制粒的微觀原理
  根據微觀粒子的大小及與所噴液體的大小、種類、作用狀態,配以圖例加以分析。
  先舉濕顆粒模型,最后再舉統一的干燥模型。按種類作相關的摘錄和表述、提議。
微觀原理一:粉末粒子和分散液滴的作用機理。
粉末粒子粒徑一般小于80目,液滴直徑一般在5-100μm之間。

一、粒子不規則團聚圖例:

 

所噴液體與固體粉末不溶,則依靠粘結劑的作用,將多個小粒子黏結在一起,成長為大顆粒,常應用于松散和速溶顆粒、濕法制?;?。
固體粉末與所噴液體有相溶作用,可以依靠相鄰粒子在潤濕后互相溶合,成長為大顆粒,常存在于結晶顆粒之間。
利用潤濕劑引發粉末單個粒子之間的親和力,將多個粒子黏合在一起,在各種制?;芯杏τ?。
這三種作用機理常同時存在,以一種為主。
    為在最短時間內得到最大最均勻的顆粒,使用氣流力的操作要點:
適當的粘結力,粘結力太大會使顆粒過硬,粘結力太小,會使顆粒松散。粘結力通過粘結劑、潤濕劑、物料本身的特性來調配。
液滴液徑均勻,液滴嚴重不均勻,會使顆粒大小懸殊。液滴均勻性通常通過霧化空氣在噴嘴面上的噴速和霧化壓力來控制。適當的霧化空氣壓力常在0.1-0.4MPa之間。
針對物料吸濕具體特性,采用適當的液滴大小,液滴過大,單個液滴團聚的粒子過多,并不易干燥成粒均勻,液滴過小,會使液滴來不及團聚足夠粒子就干燥掉。液滴的大小通過噴霧量和霧化壓力、尺寸控制。
適當的液滴鋪展時間,風溫過高及液滴過小,均會造成液滴鋪展時間不夠,產生單個液滴團聚的粒子不多,造成顆粒過松和過小、長大不快的現象。
    在流化床中,由于噴入液體的原因,就需要一定的風溫,將噴入液體中的濕份及時蒸發掉,不然物料的流化狀態會逐漸消失直至“死床”,破壞制粒操作。但風溫過高,也會造成所噴液體的“噴霧干燥”現象,降低造粒效果。進風的溫度與物料的耐溫性及液體的噴入速度有相互關系,一般物料耐溫高、物料吸濕快時,采用高一些的進風溫度,相反采用低一些的進風溫度。常用進風溫度在40-120℃之間,物料層的降溫在20-60℃之間。
讓同樣大小的液滴能夠更快更均勻團聚更多的粒子,同時讓小顆粒有多倍的機會接觸液滴,就能提高造粒效果。

使用機械力或機械力和氣流力同時作用時,操作要點:
同上,只有機械力作用時,有適當的粘結力,粘性過大會造成過熱,過小顆粒松散。
物料層具有良好的攪拌,運動狀態越“三維”化,制粒越快。
軟材濕度適當,太軟會造成粘壁、粘刀、粘篩,太干會造成顆粒松散及造不成粒,適當的濕度,才能得到最好的“可塑性”。
在機械力的作用下,保持顆粒軟材的“可塑性”越大,得到規則顆粒的可能性越大。作用力越大,顆粒也越緊實。
比如典型的“麻花”狀運動狀態,得到球形顆粒的效果就比較好。螺旋擠出機,得到粒子就比較密實。
二、粒子規則團聚狀態
    這種原理得到的顆粒比粒子不規則團聚得到的粒子外形圓,在氣流力的作用下,結構均為多孔狀,但堆密度提高,約提高10-30%。在氣流和機械力的作用下,便可以粉末直接造丸,需要顆粒有可塑性,其塑造模型見上面所述塑造狀態一。
    由于形成的小顆粒規則運動的原因,液滴比不規則運動能團聚更多的顆粒,所以相比之下,所需粘結劑更少,同樣能耗也更少,經過淀粉造粒試驗證明:能節省30-50%粘結劑。
這種操作狀態對操作條件要求更嚴,風量、噴量、風溫有一平衡點,失去平衡,就不能得到合格外形的顆?;蚩帕Q現夭瘓?。調節各參數就能得到不同外形和堆密度的產品。
粉末粒子的粒徑小一些時,得到好的表面光潔度、規則性、密實度的可能越大。 
    常應用于顆粒規則旋轉運動的場合。
微觀原理二: 粉末粒子和母液滴(溶液、懸浮液、融液)
將這種微觀原理分為兩種狀態來看,一種為粉末粒子粒徑約等于液滴直徑,一種為液滴直徑小于粒子直徑。
一、粉末粒子粒徑約等于液滴直徑
粉末粒子直徑一般在80-120目之間,液滴直徑一般10-200μm??梢遠嗖惆?。
    常應用于粉末包衣及包覆制粒(丸),操作要點:
    保證液滴包覆在晶種表面之后,能及時干燥,不然粒子之間會相互粘結,破壞單層包覆的效果,常用進風溫度在80-160℃之間。
    多層包覆時,粒子會慢慢長大,粒子長大后如液滴直徑不變應用第二種模型,如兩者直徑仍差不多,還應用此模型。
   二、粒子直徑大于液滴直徑
   粒子直徑一般在0.3—5mm之間,液滴直徑一般5-60μm??梢遠嗖惆?。
    常應用于顆粒包衣及包覆制粒(丸),操作要點:
保證液滴粘結在晶種表面之后,能及時干燥,不然粒子之間會相互粘結,破壞包覆的效果,常用進風溫度在35-200℃之間。包衣常用溫度在35-60℃之間,包層常用溫度在70-200℃之間。包衣時,物料層溫度能保持在包材能塑化的溫度即可,包層時物料層溫度常保持在物料能耐受的溫度即可。
在噴液的過程中,盡量讓顆粒有同等的機會與液滴接觸,方法一是讓顆粒在床內呈現規則性的如循環運動、環狀運動、及規則運動與不規則運動相組合。
   微觀原理三:大晶種,補充小粒子和粘結劑時作用機理
這種原理常應用在空白顆粒劑包藥粉的工序中。
操作要點:
  間隔噴霧量適當,過多易軟化晶種,直至破壞晶種。
每次撒粉量適當,過少,顆粒太濕,過多,易造成二次晶種,每次加粉量寧少勿多。
  各種顆粒結構及模型圖例
不規則多孔性顆粒
結束語
  在流化制粒包衣設備迅速發展的今天,經?;嵊幸恍┨厥獾奈锪嚇齙街屏#ㄍ瑁?、包衣時的難題,唯有不斷總結,大膽設想、改革,才能出現一流的生產線和設備,中國也會一定充滿自信展示出我們流化制粒包衣的生產技術。
  我們懷著以上的愿望,摘錄并提出制粒包衣的各種新舊模型,供討論并請指教。
參考文獻:
1徐連英  侯世祥 中藥制藥工藝技術解析  人民衛生出版社 2003
2中國輕工業出版社    噴霧干燥實用技術大全  劉廣文編 ISBN7-5019-3310-3/TS.1988   2001年10月第一次印刷  52元
3陳林書     制粒(丸)技術原理、設備的研究總結    制藥工程設計  2007-1-30
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