擠 出 滾 圓 工 藝 探 討
文中華 重慶誠(chéng)名通科技有限公司
擠出滾圓工藝以其工藝穩(wěn)定、生產(chǎn)量大,質(zhì)量可靠的優(yōu)點(diǎn),在醫(yī)藥、化工、飼料、食品等行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,已成為微丸生產(chǎn)的主要工藝之一。
但擠出滾圓工藝受配方及設(shè)備的影響較大,要得到好的擠出滾圓生產(chǎn)系統(tǒng),除了要有精良的配方之外,設(shè)備的選擇及正確的生產(chǎn)工藝至關(guān)重要。
設(shè)備的選擇:
一、擠出機(jī)
擠出機(jī)是將混(捏)合好的軟材經(jīng)擠壓后通過(guò)模板成為條狀物料的設(shè)備,擠出機(jī)的種類也很多,和擠出滾圓工藝相關(guān)的主要有單螺桿擠條機(jī)、異向相切型擠條機(jī)、異向嚙合型擠條機(jī)、同向嚙合型擠條機(jī)、旋壓制粒機(jī)、搖擺制粒機(jī)、柱塞式擠出機(jī)等,本公司最近新開發(fā)一種低溫升、小擠出孔、大生產(chǎn)量的行星輥輪旋壓制粒機(jī),是一種比較理想的幾條設(shè)備。
擠出機(jī)的分類:
1、按照工作原理來(lái)分:動(dòng)壓擠出和靜壓擠出
動(dòng)壓擠出的擠出壓力是脈動(dòng)的,是依靠瞬間壓力將物料擠出模板成為條狀顆粒;靜壓擠出是靠靜壓力將物料擠出成條。
動(dòng)壓擠出可通過(guò)一定方式轉(zhuǎn)換為靜壓擠出(螺桿類),以提高擠出物料出料的均勻性,特別適合于中藥制丸機(jī)等需要出條均勻的場(chǎng)合。
2、按擠出壓力高低來(lái)分:高壓擠出和低壓擠出
高壓擠出機(jī)的擠出壓力高,擠出孔板長(zhǎng)徑比大,可得到高致密度的條狀物料;低壓擠出機(jī)的擠出壓力低,擠出孔板板長(zhǎng)徑比小,擠出物料較為疏松。
醫(yī)藥行業(yè)擠出滾圓一般使用低壓擠出機(jī),擠出設(shè)備的選用應(yīng)該根據(jù)物料的性質(zhì)而定,不可照搬所謂的成功經(jīng)驗(yàn)。
擠出機(jī)分類
一般來(lái)說(shuō),選用擠出機(jī)時(shí),大致需要考慮以下幾種因素:
常用物料根據(jù)擠出滾圓的工藝性考慮,可分為以下幾種情況進(jìn)行討論:
1、粘性:高粘性物料擠出性能好,但需要較大的擠出壓力,采用單螺桿擠出機(jī),小產(chǎn)量也可用柱塞式擠出機(jī);低粘性物料,如含油脂的物料、含蠟質(zhì)的物料,或高含水率的物料,一般擠出機(jī)不能有效建立擠出壓力,必須使用同向嚙合雙螺桿擠出機(jī)。粘性適中的物料,一般擠出機(jī)均可勝任。
2、含水(液)率:以含水率25~30%為一般物料,高于的成為高含水(液)率物料,低于的可稱為低含水(液)率物料。
含水率低,往往引起軟材流動(dòng)性不好,擠出需要很大的力量,可選用單螺桿擠出機(jī)及異向嚙合雙螺桿擠出機(jī);含水率很高,物料易打滑,只能用同向嚙合雙螺桿擠出機(jī)。
含水率一般的物料,可根據(jù)情況選用采用其他擠出機(jī)亦可。
3、熱敏性:以耐熱50℃為界限,低于此線的為熱敏性物料,其余為正常物料。
單雙螺桿擠出機(jī)擠出過(guò)程中均會(huì)產(chǎn)生較大熱量,不適用于熱敏性物料,這時(shí)用旋壓制粒機(jī),特別是行星輥輪旋壓制粒機(jī)適合。
4、軟化點(diǎn):以耐熱60℃為界限,低于此溫度計(jì)發(fā)生軟化變軟的物料為低軟化點(diǎn)物料,其余為正常物料。
低軟化點(diǎn)物料,在擠出時(shí)由于升溫軟化,螺桿擠出機(jī)中除同向嚙合雙螺桿擠出機(jī)外均不能正常工作,可采用同向嚙合雙螺桿擠出機(jī)、柱塞式擠出機(jī)、普通旋壓制粒機(jī)、行星輥輪旋壓制粒機(jī)等設(shè)備。
5、塑性:干粉摩擦系數(shù)大的、與液體結(jié)合不好的物料(特別是無(wú)機(jī)鹽類)得到的軟材一般塑性不好,擠出過(guò)程中很容易因?yàn)槟Σ辽郎赜绊憯D出。
對(duì)這種物料,螺桿擠出機(jī)均不適合(磨損大,會(huì)引起極大溫升),采用搖擺制粒機(jī)、普通旋壓制粒機(jī)、行星輥輪旋壓制粒機(jī)等。
6、致密性:為得到高致密性的物料,可使用高壓螺桿擠出機(jī)等;為得到較為疏松的物料,可采用旋壓制粒機(jī)、搖擺制粒機(jī)等。
下面對(duì)醫(yī)藥行業(yè)常用的一些設(shè)備做一簡(jiǎn)要介紹,讓讀者有一個(gè)初步了解。
1、搖擺制粒機(jī)
搖擺制粒機(jī)可以將混合的粉末狀物制成顆粒,也可將塊狀的干料粉碎成所需的顆粒。適用于制藥、化工、食品等行業(yè)批量生產(chǎn)。
搖擺制粒機(jī)得到的條狀顆粒輸送,細(xì)粉較多,用于擠出滾圓工藝收率不高,但其價(jià)格便宜,也具有一定優(yōu)勢(shì)。
2、旋壓制粒機(jī)
旋壓制粒機(jī)是擠出滾圓工藝中比較理想的擠出設(shè)備,得到的產(chǎn)品密度高于搖擺制粒機(jī),低于螺桿擠條機(jī)。
旋壓制粒機(jī)具有溫升低、產(chǎn)量大的優(yōu)點(diǎn)。
典型產(chǎn)品:德國(guó)GEA集團(tuán)的NICA系統(tǒng),重慶帕泰克等。
3、單螺桿擠出機(jī)
單螺桿擠條機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便,但其溫升較大,主要用于小實(shí)驗(yàn)使用。
其擠出方式有平板前擠出、周向側(cè)擠出及半球頭前擠出等。
典型產(chǎn)品:英國(guó)CALEVA、德國(guó)LCI、德國(guó)GABLER、重慶英格造粒等。
4、異向相切型雙螺桿擠出機(jī)
雙螺桿擠出,螺桿螺棱相切,轉(zhuǎn)向相反,擠出方式有平板前擠出、雙球頭前擠出及側(cè)向擠出型等。
該機(jī)產(chǎn)量大,物料適應(yīng)性較好,是擠出滾圓工藝中使用較為普遍的設(shè)備。
典型產(chǎn)品:德國(guó)LCI、重慶英格造粒等。
5、異向嚙合型雙螺桿擠出機(jī)
兩根螺桿旋向相反,轉(zhuǎn)向相向,其中一根螺桿的螺棱嵌入另一根螺桿的螺槽內(nèi)。該機(jī)擠出壓力大,進(jìn)料順利,主要用于需得到高致密度的物料擠出。
擠出方式:平板前擠出。
典型產(chǎn)品:華南理工大學(xué)、重慶力譜制藥機(jī)械有限公司等。
6、同向嚙合雙螺桿擠出機(jī)
兩根螺桿旋向一致,轉(zhuǎn)向相同,其中一根螺桿的螺棱嵌入另一根螺桿的螺槽內(nèi)。
該機(jī)螺桿具有自清理能力,物料不會(huì)粘在螺桿上,物料適應(yīng)性,對(duì)大多數(shù)物料均能順利擠出。
典型產(chǎn)品:德國(guó)GABLER,重慶力譜制藥機(jī)械有限公司等。
7、柱塞式擠出機(jī)
依靠液壓缸的動(dòng)力或機(jī)械傳遞的動(dòng)力利用柱塞將機(jī)筒內(nèi)的物料強(qiáng)制由模板擠出,是一種很簡(jiǎn)單的擠出設(shè)備。
柱塞式擠出機(jī)主要用于高密度物料實(shí)驗(yàn),也可用于一些特殊物料的擠出,如高粘性物料。
該機(jī)得到的產(chǎn)品致密度高,擠出質(zhì)量好,有利于均勻排列成型。
典型產(chǎn)品:重慶力譜制藥機(jī)械有限公司、淄博悅誠(chéng)等。
8、對(duì)齒輥壓制粒機(jī)
該機(jī)利用一對(duì)非傳動(dòng)嚙合齒輪作為擠壓工作部件,其原理為容積式連續(xù)壓縮擠出造粒。在兩齒輪齒根處開有對(duì)應(yīng)排數(shù)的柱形通孔,齒輪芯部為中空,柱形通孔從齒根直接與芯部中空部分導(dǎo)通。隨著齒輪的同步反向旋轉(zhuǎn),進(jìn)入兩齒輪間的物料均勻填充在各齒槽內(nèi),同時(shí)一個(gè)齒輪的齒頂將配對(duì)齒輪齒槽內(nèi)的物料強(qiáng)制壓入齒根開孔中,并從中空齒輪芯部?jī)?nèi)壁擠出。內(nèi)壁處設(shè)置有切刀將條狀物料切斷,從而得到長(zhǎng)短一致的圓柱狀顆粒物料。
該機(jī)對(duì)物料的適應(yīng)范圍更廣,顆粒強(qiáng)度高,且長(zhǎng)短均勻。顆粒形狀為圓柱狀,直徑一般可在之間選擇,成粒率≥95%。
典型產(chǎn)品:英國(guó)CALEVA,南京三普造粒
9、行星輥輪旋壓制粒機(jī)
利用輥輪代替旋轉(zhuǎn)制粒機(jī)的刮板,效率更高。
工作中,輥輪既做自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),又做公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),對(duì)物料進(jìn)行碾壓并由篩孔擠出成型。輥輪有被動(dòng)型輥輪和主動(dòng)型輥輪兩種,被動(dòng)型輥輪隨行星架公轉(zhuǎn),并在摩擦力的作用下自轉(zhuǎn);主動(dòng)型輥輪采用行星運(yùn)動(dòng)原理,自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)均由齒輪傳動(dòng),不存在輥輪不轉(zhuǎn)的情況,效率更高。
典型產(chǎn)品:英國(guó)CALEVA(被動(dòng)型輥輪) 重慶力譜制藥機(jī)械有限公司(主動(dòng)型輥輪,產(chǎn)品)
特別介紹:主動(dòng)型行星輥輪旋壓制粒機(jī)
現(xiàn)有的擠出設(shè)備,主要有螺桿類擠出機(jī)、旋壓制粒機(jī)、搖擺制粒機(jī)這幾類。其中,螺桿類擠出機(jī)溫升高,使用受到極大限制;旋壓制粒機(jī)產(chǎn)量大,溫升低,但大型化很難,且使用壽命有限;搖擺制粒機(jī)篩網(wǎng)易壞,擠出產(chǎn)物疏松,粉末多,基本不能用于擠出滾圓工藝。
重慶力譜制藥機(jī)械有限公司研究人員分析了各種常用制粒機(jī)的特點(diǎn),發(fā)現(xiàn)旋壓制粒機(jī)篩藍(lán)式擠出產(chǎn)量大,但其擠壓部件效率低;而飼料環(huán)模制粒機(jī)擠壓部件效率相當(dāng)高,其關(guān)鍵就在于用輥輪代替刮板,變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦,生產(chǎn)量大。
經(jīng)過(guò)公司技術(shù)人員的不斷改進(jìn),最終研制成功產(chǎn)品:行星輥輪旋壓制粒機(jī)(申請(qǐng)?zhí)枺?7,.2)。
工作原理:
如圖所示,行星輪安裝在行星架上,與擠出網(wǎng)板內(nèi)壁緊貼在一起。行星輪隨行星架公轉(zhuǎn),同時(shí)行星輪作自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)都是由齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)制驅(qū)動(dòng),不存在打滑的現(xiàn)象。
物料進(jìn)入設(shè)備,受行星輪的碾壓作用,迅速由擠出網(wǎng)板擠出成條狀顆粒。
結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì):
1)輥輪與擠出網(wǎng)板緊密貼合,且輥輪自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)線速度一致,不存在打滑現(xiàn)象,為純滾動(dòng)摩擦
2)擠出孔板外面有加強(qiáng)層,擠出孔板不會(huì)變形,壽命長(zhǎng)
3)擠出孔板采用夾緊式結(jié)構(gòu),無(wú)需焊接,安裝維護(hù)方便
4)可采用標(biāo)準(zhǔn)沖孔板,不需要焊接打磨,損壞后可自行更換,運(yùn)行費(fèi)用低
運(yùn)行優(yōu)勢(shì):
1)擠出效率高,能耗低
2)標(biāo)準(zhǔn)沖孔板,只需簡(jiǎn)單下料,沖孔板可以自己采購(gòu),配件消耗極低,節(jié)約大量配件費(fèi)用。
該機(jī)的出現(xiàn),解決了以下幾方面的問(wèn)題:
1、控制擠出溫升:因?yàn)槊钢苿┑刃袠I(yè)物料具有熱敏性的特點(diǎn),一般不能超過(guò)40℃,一般的擠出機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重,顯然不適合。行星輥輪旋壓制粒機(jī)無(wú)物料輸送過(guò)程,輥輪直接碾壓擠出,溫升低,溶劑不易揮發(fā)。
具體溫度控制措施:
1)本機(jī)傳動(dòng)箱及擠出端頭有冷卻夾層,可通入冷卻水進(jìn)行冷卻。
2)本機(jī)旋壓輥輪內(nèi)部可通冷卻水,這是本機(jī)的核心,能有效降低擠出溫度
3)本機(jī)安裝有溫度傳感器,用于檢測(cè)擠出物料的溫度,并根據(jù)溫度的高低,控制進(jìn)料速度和擠出速度,以確保溫度不會(huì)過(guò)高而損壞物料。若物料溫度過(guò)高,超過(guò)設(shè)定值,自動(dòng)停機(jī)并報(bào)警。
2、大產(chǎn)量:
1)該機(jī)不存在滑動(dòng)摩擦,可以高速運(yùn)行而不影響擠出。
2)該機(jī)擠出面積大,擠出孔多;擠出網(wǎng)板360度周向出料。
3)擠出輥輪與擠出篩網(wǎng)之間基本為零間隙,對(duì)物料擠壓作用,物料與輥輪接觸即被強(qiáng)制碾壓擠出,不存在物料在設(shè)備里面長(zhǎng)時(shí)間不能擠出的情況。
以上特點(diǎn),讓該機(jī)有優(yōu)于其他擠出機(jī)的極大優(yōu)勢(shì),經(jīng)實(shí)際檢測(cè),效率可比普通螺桿擠出機(jī)高50%~200%。
3、小孔擠出:要做到小孔擠出順利,必須建立的動(dòng)壓擠出壓力。該機(jī)擠出輥輪與孔板貼合緊密,基本為零間隙,而且輥輪與孔板之間為純滾動(dòng),可建立的擠出壓力,最小擠出孔徑可達(dá)。螺桿類擠出機(jī)和普通旋壓制粒機(jī)擠出部分與擠出板均存在較大間隙,依靠擠出部件與物料間的摩擦力而形成和孔板間的擠出力,由于物料較軟,擠出力一般不大,若孔徑小于則很難擠出。
4、廣泛的物料適應(yīng)能力:該機(jī)擠出部位各運(yùn)動(dòng)均采用機(jī)械傳動(dòng),對(duì)物料的摩擦依賴性小,各類物料均能順利擠出。
二、離心滾圓機(jī)
擠出機(jī)得到的條狀物料在離心滾圓機(jī)內(nèi)隨轉(zhuǎn)盤高速旋轉(zhuǎn),在滾圓機(jī)內(nèi)存在以下幾種力的作用:物料與轉(zhuǎn)盤間的摩擦力、物料之間的摩擦力、物料與筒壁的摩擦力、滾圓齒對(duì)物料的切斷力。物料被切斷后,在幾種摩擦力的作用下物料既作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),自身也做自轉(zhuǎn)翻滾運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)的結(jié)果即使軟的條狀顆粒最終球化成球形微丸(球形顆粒具有最小勢(shì)能,是變形的最終結(jié)果)。
離心滾圓機(jī)的關(guān)鍵在于滾圓盤,滾圓盤的關(guān)鍵在于切斷齒的形狀。滾圓盤齒的種類繁多,常用的有四棱臺(tái)型方格齒、斜四面體尖齒型兩種。
1、方格齒:比較通用的切斷齒,適用于物料不是很緊密,粘性不是很大的物料。
典型產(chǎn)品:德國(guó)LCI、GABLER、NICA、重慶英格造粒等。
2、尖齒:切斷能力強(qiáng),適用范圍廣,對(duì)高粘度物料液能有效切斷并球化。
典型產(chǎn)品:德國(guó)GLATT、重慶力譜制藥機(jī)械有限公司等
離心滾圓機(jī)選用原則:
1、高粘度物料:選用尖齒滾圓盤,轉(zhuǎn)盤速度要快,以達(dá)到切斷物料并成丸的目的。
2、一般物料:采用方格齒滾圓盤,有效成丸而且不會(huì)產(chǎn)生太多細(xì)粉。
3、與水分結(jié)合力弱物料:在離心力的作用下,水分會(huì)滲透到表面形成粘連,要求滾圓機(jī)上有添加干粉防粘的設(shè)施
4、潤(rùn)濕劑易揮發(fā)的物料:乙醇等易揮發(fā)物料作為潤(rùn)濕劑,滾圓中易失去液體造成物料干燥無(wú)法滾圓,要求滾圓機(jī)上有噴液的設(shè)施并密閉運(yùn)行。
離心滾圓機(jī)的使用技巧:
1、分段速度控制方式
滾圓過(guò)程中,從條料進(jìn)入滾圓機(jī)的切斷,進(jìn)而球化成丸,最后拋光,每一過(guò)程段需要的速度及時(shí)間是不一樣的,可設(shè)置多段速度及時(shí)間,以達(dá)到的滾圓效果。
2、多級(jí)串聯(lián)組合方式
在大生產(chǎn)過(guò)程中,為提高生產(chǎn)效率和成丸效果,可設(shè)置多級(jí)滾圓串聯(lián)作業(yè),每一級(jí)滾圓可適用不同的齒盤,不同的滾圓速度和時(shí)間,以達(dá)到快速切斷、球化、拋光的需要。
3、滾圓中提高圓整度的措施
有些物料成球性能不好,可加入研磨球,增強(qiáng)物料變形能力,提高圓整度。
4、防止?jié)L圓過(guò)程中粘連的措施
有些物料滾圓時(shí)液體會(huì)在離心力作用下滲透到微丸表面引起粘連,可增加干粉送入設(shè)施,保證滾圓過(guò)程中微丸表面保持干燥。
另外,對(duì)吸潮物料,應(yīng)保證環(huán)境的低濕度。
5、防止?jié)L圓過(guò)程中液體快速揮發(fā)的措施
對(duì)采用乙醇等有機(jī)溶劑潤(rùn)濕的物料,操作環(huán)境應(yīng)保持恒溫恒濕,避免溶劑過(guò)快揮發(fā)影響滾圓效果。
滾圓過(guò)程中可增加噴槍噴入適量溶劑,保證微丸的濕潤(rùn)程度而利于成球。
6、滾圓機(jī)增加高速切刀的作用
1)用于高粘度物料,幫助將物料打斷
2)用于得到小的微丸,有些用戶需要得到極細(xì)的微丸顆粒,可使用高速切刀將物料打碎,進(jìn)而球化。
7、熱熔滾圓
對(duì)某些低熔點(diǎn)物料的滾圓,可在滾圓機(jī)夾套內(nèi)通入熱水(油)對(duì)物料進(jìn)行加熱,同時(shí)吹入熱風(fēng),保證物料溫度在易變形區(qū)域,以達(dá)到變形成微丸的目的。
8、增加清盤裝置、刮壁裝置
滾圓過(guò)程中滾圓盤不可避免的會(huì)粘附物料,盤齒不再起作用,這時(shí)應(yīng)該清理,清理方法:采用高壓氣刀和高壓水刀。
清理過(guò)程可自動(dòng)進(jìn)行,由相關(guān)程序控制即可。
三、擠出滾圓設(shè)備配置方法
1、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng):
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的配置,可根據(jù)一次投料量來(lái)進(jìn)行選擇,一般來(lái)說(shuō),一次投料量在100克以下的可選用迷你型擠出滾圓設(shè)備,一次投料量在500克以下的可選用RE150+R250的擠出滾圓組合。
2、中試系統(tǒng):每小時(shí)20公斤到100公斤,推薦選用RE-250行星輥輪旋壓制粒機(jī)和R-500離心滾圓機(jī)
3、生產(chǎn)線配置:對(duì)大生產(chǎn)而言,全自動(dòng)擠出滾圓生產(chǎn)線是可以需要的。
擠出滾圓機(jī)生產(chǎn)線是應(yīng)該包含粉料輸送、粉料計(jì)量、液體計(jì)量、濕法混合、軟材輸送、擠出成條、滾圓、干燥、篩分等完整流程的系統(tǒng),系統(tǒng)組合方式多樣,可根據(jù)不同物料性質(zhì)、不同質(zhì)量要求進(jìn)行相應(yīng)取舍。
連續(xù)型擠出滾圓生產(chǎn)線流程大致如下:
1、軟材制備:在濕法混合制粒機(jī)內(nèi)將粉料與液體混合成軟材
2、擠出:制得的軟材放入螺旋送料機(jī),勻速加入擠出機(jī),擠出成條
3、計(jì)量:擠出的條料由計(jì)量料倉(cāng)收集,達(dá)到一定量后放入離心滾圓機(jī)
4、滾圓:條狀物料在離心滾圓機(jī)內(nèi)切斷球化成微丸
連續(xù)性生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與單機(jī)有不同的地方,每臺(tái)設(shè)備都應(yīng)考慮工作的連續(xù)、穩(wěn)定,盡量不要出現(xiàn)堵料等情況。
與之配套,可在前級(jí)引入配料系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、粉碎系統(tǒng)等設(shè)備;在后級(jí)添加干燥設(shè)備、篩分設(shè)備,使之能完成整個(gè)生產(chǎn)流程,直接得到合格產(chǎn)品。
四、特殊物料擠出滾圓工藝
1、高粘度物料擠出滾圓工藝
高粘度物料是擠出滾圓工藝中最難做的,常規(guī)認(rèn)為不能用擠出滾圓工藝。
重慶力譜制藥機(jī)械有限公司經(jīng)過(guò)充分實(shí)驗(yàn),結(jié)合其他行業(yè)的擠出制粒工藝,開發(fā)出了一套用于高粘度物料的擠出滾圓工藝,對(duì)一些物料的效果還是不錯(cuò)。
工藝方法一:預(yù)切撒粉滾圓
高粘度物料擠出滾圓中存在以下難點(diǎn):
1) 混合:采用普通混合機(jī),液體與干粉不易混合均勻,可采用捏合機(jī)進(jìn)行混合,也可使用螺桿擠出機(jī)反復(fù)擠壓(煉藥),使液體與干粉充分混勻。
2) 擠出:高粘度物料需用高壓力的擠出機(jī),如柱塞式擠出機(jī)、螺桿擠出機(jī)等,高壓力下能很好成型。高粘度物料擠出后極易粘在一起,因此擠出孔的排列很關(guān)鍵,只能采用平行規(guī)則排列,使擠出物料不會(huì)交叉,擠出后的物料需由不粘物料的輸送帶輸送出去。輸送的過(guò)程中需進(jìn)行吹風(fēng)或表面噴灑干粉,以達(dá)到表面不粘的目的。粘性很大的物料可用切刀切成均勻的顆粒,然后滾圓,粘性不是很大也可不切,直接滾圓。
3) 滾圓:粘性物料的滾圓和常規(guī)物料不一樣,要求滾圓盤上的切割齒要鋒利,轉(zhuǎn)盤速度要快,以到達(dá)將物料切斷球化的目的。滾圓盤有兩個(gè)作用,其上滿布的尖齒實(shí)際上是切斷刀,將條狀物料切斷;旋轉(zhuǎn)形成的摩擦力又帶動(dòng)物料既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)做翻滾運(yùn)運(yùn)動(dòng)最終球化成丸。
工藝方法二:二次造粒
有些粘性物料,可先使用流化床或濕法混合制粒機(jī)噴入少量的液體潤(rùn)濕成小顆粒,稍干燥一下,再與液體混合成軟材。
經(jīng)此操作,物料粘性大為降低,擠出滾圓得以順利進(jìn)行。
工藝方法三:表面改性
用適合的表面改性材料,將粘性粉末進(jìn)行表面改性,使其不再具有強(qiáng)粘性,然后再按照常規(guī)擠出滾圓操作方式進(jìn)行即可。
2、 熱敏性物料擠出滾圓
酶制劑、菌類以及一些特殊物料均具有熱敏性,溫度稍高即失去活性。
熱敏性物料的擠出滾圓溫度控制是關(guān)鍵,最關(guān)鍵的一步又在與擠出機(jī)。因此合理選擇擠出機(jī)是該工藝能否成功的決定性因素。
螺桿類擠出機(jī)輸送原理上來(lái)說(shuō)就是依靠摩擦力來(lái)進(jìn)行的,而且存在漏流的情況,發(fā)熱在所難免,即使加上冷卻設(shè)施也無(wú)多大效果,是不可取的。
此類物料,可采用搖擺制粒機(jī)、旋壓制粒機(jī),行星輥輪旋壓制粒機(jī)。行星輥輪旋壓制粒機(jī)是該類物料的,該機(jī)以輥輪碾壓為主,摩擦力起作用的成分少,溫升。
熱敏性物料擠出滾圓,所有設(shè)備均應(yīng)作降溫處理,濕法混合制粒機(jī)應(yīng)做雙層夾套,混合作業(yè)時(shí)通入冷卻水進(jìn)行冷卻;輸送軟材的螺旋送料機(jī)也應(yīng)做夾套,通入冷卻水降溫;擠出機(jī)時(shí)最易生熱的設(shè)備,選用帶冷卻功能的行星輥輪旋壓制粒機(jī),配合嚴(yán)格的溫度檢測(cè),可保證擠出溫度在40℃以下;滾圓機(jī)也做雙層夾套,通入冷卻水降溫。
另外,混合時(shí)采用低溫液體粘合劑進(jìn)行混合,是保證物料加工質(zhì)量的有效措施。低溫液體的溫度以保證工作時(shí)設(shè)備外殼不結(jié)露為準(zhǔn)(即控制在露點(diǎn)溫度以上)。
3、 潤(rùn)濕劑易揮發(fā)物料擠出滾圓
醫(yī)藥行業(yè)中經(jīng)常用到乙醇等有機(jī)溶劑做潤(rùn)濕劑。有機(jī)溶劑易揮發(fā),要求混合、擠出、滾圓各工藝速度要快,溫升要低,整個(gè)系統(tǒng)要密閉運(yùn)行,以防溶劑揮發(fā)造成物料干燥無(wú)法滾圓。
混合機(jī)采用全密閉的高速濕法混合制粒機(jī)或連續(xù)混合機(jī),混合速度快,密閉運(yùn)行;為避免升溫造成溶劑揮發(fā),擠出機(jī)采用全封閉的行星輥輪旋壓制粒機(jī);滾圓機(jī)也要全密閉,而且要配噴液槍,滾圓時(shí)可以適當(dāng)補(bǔ)充液體以利于成球。
4、 水分易滲出的物料
很多無(wú)機(jī)物、礦物質(zhì)原料與水分的親和力不強(qiáng),在擠出及滾圓時(shí)均易滲到物料表面形成粘連。
這種物料,混合是關(guān)鍵。普通混合方式,感覺很快就混合均勻,但一經(jīng)擠出,水分馬上就滲透出來(lái)。若用槽型混合機(jī)、濕法混合制粒機(jī)等進(jìn)行混合,應(yīng)將混合時(shí)間延長(zhǎng),使水分與干粉充分揉捏均勻;采用捏合機(jī)進(jìn)行捏合處理,以達(dá)到混合效果。
這種物料不要采用高壓擠出機(jī),易滲出水影響擠出;而且這類物料摩擦系數(shù)比較大,螺桿類擠出機(jī)易引起極大升溫;采用搖擺制粒機(jī)、旋壓制粒機(jī)比較合理,使用行星輥輪旋壓制粒機(jī)。
滾圓時(shí),為防止水分滲出產(chǎn)生粘連,需增加加粉設(shè)施,少量干粉即可讓微丸表面干燥而不成團(tuán)塊。
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