混合制粒机理剖析
根据实验所显示的混合制粒机在初始、低速(<1000rpm)、中速(100-150rpm)和高速(>450rpm)四个重要阶段的颗粒运动状态和流场照片,依此分析可得到下列结果:
1、搅拌浆依靠自身结构的特殊形状,只有在足够转速的旋转状态下,才能起到使物料产生翻腾和抛撒的两个作用。可以看出,翻腾是造成物料混合的前提,而抛撒则是使高速切碎成为可能。当转速由低速向高速变动时,存在一个最佳的翻腾抛撒阶段,这是设计者必须掌握的状态,超过了这一转速,即使处在更高速阶段,上述两作用并不增强。
2、只有混合阶段已确认进入均匀状态时,才能进行添加粘合剂润滑和切削制粒的操作。经测试表明,约3min(混合精度达1‰)即可完成混合阶段,其速度是很快的。
3、当物料被搅拌浆抛撒的高度恰好覆盖制粒浆的上缘时,此时可认为制粒桨的安装位置是合适的,否则将大大影响制粒效果。
4、根据不同的物料特性,可选用不同种类的粘合剂。粘合剂既可一次性加入,也可用泵连续缓缓加入。干物料被逐渐润滑,并在制粒桨的同时作用下,被高速切削成需要的颗粒(制药工业中多要求粒径在30-60目范围内的呈松散雪花状的湿细颗粒)。润湿和制粒时间随物料品种和粘合剂不同而异,大约共需4-6min,因此10min左右即可完成制备湿粒的全部工作,而后由于干燥器完成湿粒干燥。
5、本混合制粒设备的关键指标是电机的消耗功率。在配方(或处方)和程序参数确定后,每批生产过程中消耗功率的峰值是恒定的,颗粒的开关和大小也是确定的,这就是高速混合制粒机之所以具有较好的产品重现性的原因所在。生产中正是以峰值功率来控制制粒的终点。制粒过程中高速的搅拌和高速的切粒,使物料升温,从而能较大地启发原料中的粘性,粘合剂分散效果比传统制粒快速和均匀。整个过程在密闭状态下完成,粘合剂的用量仅为传统制粒的70%~80%。产品颗粒呈雪花状,不含坚实团块和细粉,无需另行过筛整理,就可以直接进行后续的干燥作用,从而可节省大师的时间和干燥能量。
6、从搅拌浆叶开关和流场研究可以明显看出,在混合制粒的全过程中,并不存在有些文献指出的在搅拌桨和混合桶平底之间会产生“碾化”作用而辗压成小颗粒。这是因为桨叶与平底间隙一般约为2min,桨叶底面与平底的夹角为5°,间隙小端睡于转动的前方,只能形成“铲动”并不出现“碾化”;同时,从制粒实际产品观察,颗粒呈“松散”状,而非“紧实”形,“松散”的颗粒有利于后续的压片,这正是本机的显著特点。
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