在制藥、食品和化工行業(yè)等中,顆粒的生產(chǎn)通常不是一臺設備單獨完成的。從粉末到成品顆粒,需要經(jīng)過制粒、整粒、篩分等多個環(huán)節(jié)。制粒機、整粒機和篩粉機是這條生產(chǎn)線上的三臺關(guān)鍵設備,它們各自承擔不同的功能,相互配合完成顆粒的制備和分級。本文從工藝流程的角度,梳理這三臺設備在生產(chǎn)線中的角色和協(xié)同方式。
一、制粒機:從粉末到顆粒的第一步
制粒機是整個生產(chǎn)線的起點,其任務是將粉末狀物料轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢ㄐ螤詈痛笮〉念w粒。目前常用的制粒方式主要有濕法混合制粒、干法制粒和搖擺式制粒三種。
1.濕法混合制粒:在一臺密閉設備中完成混合與制粒兩個步驟。物料放入容器后,底部的攪拌槳使粉體快速翻動、混合均勻,隨后加入粘合劑溶液,在攪拌作用下形成濕潤的軟材。同時,容器側(cè)面的高速切割刀將軟材切割成細小顆粒。顆粒形狀接近球形,流動性較好,有利于后續(xù)壓片時片重的穩(wěn)定。
適用物料:藥粉與輔料的混合制粒、對顆粒強度和成型性有要求的物料。
![]()
設備介紹:SFZL系列濕法混合制粒機是常見設備之一,該系列采用攪拌槳與切粒刀相向運動的設計,物料在容器內(nèi)形成三維運動,最終形成較為均勻的球狀顆粒。設備與物料接觸部分采用不銹鋼制造。系列中有不同容積規(guī)格可供選擇,小規(guī)格適用于實驗室研發(fā)和小試制粒,較大規(guī)格適用于中試放大和中小批量生產(chǎn)。攪拌轉(zhuǎn)速和切割轉(zhuǎn)速的可調(diào)范圍越寬,對不同物料的適應性越好。
2.干法制粒:不加水或其他液體,直接依靠機械壓力使粉體成型。物料通過送料裝置進入兩個反向旋轉(zhuǎn)的壓輥之間,在液壓系統(tǒng)施加的高壓下被擠壓成薄片狀。薄片隨后進入整粒系統(tǒng),通過旋轉(zhuǎn)的整粒刀和篩網(wǎng)破碎成顆粒。干法制粒省去了加粘合劑、混合軟材和干燥這幾個步驟,工序更短,適合遇水不穩(wěn)定或?qū)崦舾械奈锪稀?/p>
適用物料:對濕熱敏感的物料、含結(jié)晶水的物料、中藥提取物。
![]()
設備介紹:GLZ系列干法制粒機是實驗室和中試場景中較為常見的設備類型,通過送料螺桿將物料輸送至壓輥區(qū)域,液壓系統(tǒng)提供穩(wěn)定的擠壓力,壓輥轉(zhuǎn)速可根據(jù)物料特性進行調(diào)節(jié)。該設備只需少量干粉末即可進行成型性測試,適合研發(fā)早期階段使用。造粒系統(tǒng)可通過篩網(wǎng)控制成品粒徑范圍。
3.搖擺式制粒:原理比較直接的制粒方式。潮濕的粉料加入料斗后,滾筒做往復擺動運動,將物料反復擠壓通過下方的篩網(wǎng),形成圓柱狀或不規(guī)則狀的顆粒。更換不同目數(shù)的篩網(wǎng),可以得到不同粗細的顆粒。設備結(jié)構(gòu)簡單、成本較低,適合小批量生產(chǎn)或品種更換頻繁的場合。
適用物料:潮濕粉料、黏性較大的浸膏、含纖維較多的原粉。
![]()
設備介紹:YK系列搖擺式顆粒機是較為常見的設備類型,滾筒直徑和有效長度因規(guī)格而異,設備通過旋轉(zhuǎn)筒的搖擺作用利用篩網(wǎng)將潮濕粉末制成顆粒。該系列有多種規(guī)格可供選擇,小規(guī)格適用于實驗室和教學場景,較大規(guī)格適用于中小批量生產(chǎn)。設備結(jié)構(gòu)開放,篩網(wǎng)和滾筒的裝拆較為簡便,便于清潔和更換品種。
無論采用哪種制粒方式,制粒機產(chǎn)出的物料通常都不是最終產(chǎn)品——濕法制粒得到的濕顆粒需要干燥,干法制粒得到的顆粒可能存在粒徑分布不均的問題。這些物料需要進入下一道工序進行處理。
二、篩粉機:將合格顆粒與不合格部分分離
篩粉機是生產(chǎn)線中的最后一道把關(guān)設備。它的任務是將整粒后的顆粒按照粒徑大小進行分級,分離出合格顆粒、過大顆粒和細粉。
篩粉機通過多層篩網(wǎng)的振動實現(xiàn)分級。物料從上方進入篩面,小于篩孔目數(shù)的顆粒穿過篩網(wǎng)落入下層,大于篩孔的顆粒則留在篩面上。通過兩層或三層篩網(wǎng)的組合,可以同時分出多個粒徑級別。合格的顆粒從中間出料口收集,過大的顆粒從上層出料口排出(可返回整粒機重新處理),細粉從下層出料口排出(可根據(jù)工藝需要回用或廢棄)。
篩粉機的篩網(wǎng)目數(shù)選擇直接影響最終產(chǎn)品的粒度。篩網(wǎng)目數(shù)越高,孔徑越小,通過的顆粒越細。實際生產(chǎn)中,通常根據(jù)產(chǎn)品的粒徑標準,通過試篩確定合適的目數(shù)組合。
適用物料:制粒后的干顆粒分級、原輔料入廠過篩除雜、成品出廠前粒度檢查。
![]()
設備介紹:ZS系列篩粉機是較為常見的篩分設備類型。該系列采用振蕩式驅(qū)動方式,振蕩室內(nèi)有偏心輪和橡膠軟件等結(jié)構(gòu),運行時噪音較低,整機體積較為緊湊,便于在不同車間之間移動。篩網(wǎng)目數(shù)可根據(jù)工藝要求配置,單層或多層篩網(wǎng)組合可同時實現(xiàn)多級分級。設備由料斗、振蕩器、篩網(wǎng)和機架等部分組成,結(jié)構(gòu)相對簡單,篩網(wǎng)更換和清潔較為方便,適合制藥、食品、化工等行業(yè)中粉體或顆粒的篩分分級。
三、整粒機:將不規(guī)則的顆粒整理均勻
整粒機的作用是對制粒機產(chǎn)出的物料進行進一步的整理和細化。經(jīng)過制粒和干燥后的顆粒,常常存在部分顆粒過大、粘連或結(jié)塊的情況,整粒機通過旋轉(zhuǎn)刀片或轉(zhuǎn)子將大顆粒打碎,使顆粒粒徑更加均勻。
整粒機通常安裝在干燥設備之后、篩分設備之前。在濕法制粒生產(chǎn)線中,干燥后的顆粒進入整粒機,大顆粒被破碎成符合要求的尺寸,同時細粉也被分離出來。在干法制粒生產(chǎn)線中,壓輥擠壓出的片狀物料經(jīng)過破碎后進入整粒機,進一步調(diào)整粒徑分布。
整粒機的優(yōu)勢在于可以處理不同硬度的顆粒,通過更換不同孔徑的篩網(wǎng),可以控制最終顆粒的粒徑范圍。對于需要嚴格控制粒徑分布的產(chǎn)品,整粒是一個必不可少的環(huán)節(jié)。
適用物料:制粒后需要整理粒徑的物料、干法制粒產(chǎn)出的片狀破碎物、濕法制粒干燥后粘連結(jié)塊的顆粒。
![]()
設備介紹:KZL系列快速整粒機是制粒后整粒環(huán)節(jié)中較為常見的設備類型。該系列采用濾網(wǎng)與轉(zhuǎn)子的組合設計,物料在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用下被推向篩網(wǎng),通過篩網(wǎng)孔排出。設備的轉(zhuǎn)速可在較大范圍內(nèi)進行無級調(diào)節(jié),以適應不同硬度物料的整粒需求。篩網(wǎng)孔徑有多個規(guī)格可供選擇,通過更換不同孔徑的篩網(wǎng)可控制顆粒的最終粒徑。該系列多個規(guī)格可覆蓋不同產(chǎn)能需求。設備結(jié)構(gòu)相對緊湊,篩網(wǎng)更換較為方便,適合需要定期清潔的生產(chǎn)場景。此外,該機可用于替代部分傳統(tǒng)制粒方式,在特定物料處理中具有一定的適用性。
四、三臺設備的協(xié)同工作流程
在一條完整的顆粒生產(chǎn)線上,三臺設備按照“制粒→篩分→整粒“的順序依次銜接,形成一個閉環(huán)系統(tǒng)。
濕法制粒路線的典型流程:物料經(jīng)配料后進入濕法混合制粒機或搖擺式顆粒機制成濕顆粒,濕顆粒經(jīng)干燥后進入整粒機進行整理,整粒后的顆粒進入篩粉機分級。篩出的合格顆粒進入下一道工序(如總混或包裝),過大的顆粒返回整粒機重新處理,細粉可根據(jù)工藝要求回用或廢棄。
干法制粒路線的典型流程:物料經(jīng)干法制粒機壓片、破碎后,直接進入整粒機整理,整粒后的顆粒進入篩粉機分級。篩出的合格顆粒收集,大顆粒返回整粒機重新破碎,細粉返回干法制粒機重新制粒。這種閉環(huán)設計可以減少物料浪費,提高收率。
閉環(huán)循環(huán)的設計思路:在較為完善的生產(chǎn)線中,篩粉機與整粒機、制粒機之間形成物料循環(huán)。篩粉機篩出的大顆粒通過管道或真空輸送返回整粒機入口重新處理,細粉返回制粒機重新制粒。這種設計可以將不合格物料自動回收到系統(tǒng)中繼續(xù)處理,減少了人工干預和物料浪費。
五、設備銜接中的幾個注意點
物料輸送方式。制粒機到整粒機、整粒機到篩粉機之間的物料輸送,通常采用真空上料或重力落料方式。真空上料可以減少粉塵飛揚,適合潔凈車間;重力落料結(jié)構(gòu)簡單,適合樓層布局的生產(chǎn)線。
篩網(wǎng)目數(shù)的匹配。整粒機的篩網(wǎng)目數(shù)和篩粉機的篩網(wǎng)目數(shù)需要協(xié)調(diào)。一般來說,整粒機的篩網(wǎng)目數(shù)略粗于篩粉機的上層篩網(wǎng),以保證整粒后的顆粒能夠順利進入篩粉機進行分級。
清潔與換產(chǎn)。三臺設備在更換品種時都需要進行清潔。整粒機和篩粉機的結(jié)構(gòu)相對開放,拆洗較為方便;搖擺式制粒機和濕法混合制粒機同樣可拆洗,清潔時間因設備類型而異,選型時可根據(jù)換產(chǎn)頻率評估。
密閉與防塵。在制藥生產(chǎn)中,三臺設備之間的連接通常采用密閉管道,以減少物料暴露和粉塵擴散。對于高活性或高致敏性物料,整條生產(chǎn)線可能需要更高的密閉等級。
六、適用場景與選型參考
三臺設備的組合適用于多種顆粒生產(chǎn)場景:
片劑顆粒生產(chǎn)。原輔料經(jīng)濕法混合制粒或搖擺式制粒后干燥,整粒機整理顆粒形態(tài),篩粉機分級去除細粉和過大顆粒,得到適合壓片的顆粒。
膠囊填充顆粒生產(chǎn)。制粒后經(jīng)整粒和篩分,控制顆粒粒徑在適合膠囊填充的范圍內(nèi),保證填充時物料流動順暢、裝量準確。
沖劑(顆粒劑)生產(chǎn)。制粒、干燥、整粒、篩分后得到粒徑均勻的顆粒,直接進行包裝。
干法制粒生產(chǎn)線。干法制粒機產(chǎn)出的顆粒經(jīng)整粒和篩分后,大顆粒返回整粒機,細粉返回制粒機,形成閉環(huán)系統(tǒng)。
選型時,需要根據(jù)物料特性、產(chǎn)能需求和生產(chǎn)方式確定各設備的規(guī)格和配置。制粒機的類型取決于物料是否適合濕法或干法制粒;整粒機的規(guī)格取決于處理量和顆粒硬度;篩粉機的篩面直徑和層數(shù)取決于產(chǎn)能和分級要求。三臺設備的產(chǎn)能應相互匹配,避免出現(xiàn)瓶頸。
七、總結(jié)
制粒機、整粒機和篩粉機在顆粒生產(chǎn)線中各自承擔不同的功能:制粒機完成從粉末到顆粒的成型,整粒機將不規(guī)則的顆粒整理均勻,篩粉機將合格顆粒與不合格部分分離。三臺設備通過合理的流程銜接和物料循環(huán),共同完成顆粒的制備和分級。在實際應用中,根據(jù)物料特性和工藝要求選擇合適的設備配置和篩網(wǎng)組合,可以保證顆粒的質(zhì)量和生產(chǎn)的連續(xù)性。
(本文內(nèi)容長沙宏精機械有限公司提供資料知識整理,僅供參考。具體設備選型和工藝參數(shù)建議結(jié)合實際情況確定。)
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.