WDG造粒干燥的工艺设备介绍模板.docx

一、沸腾制粒.
    很多制粒设备全部兼有干燥功效，所以制粒设备也多以干燥设备厂制造。 为用户选型方便，在此书中对制粒设备也有部分简单介绍。流化床技术在制药界广泛利用于粉粒干燥、造粒、冷却。不管是基础理论，还是工程利用，均已为大家熟知。已将流化床技术作为粉粒包衣、制丸，并开发了气动旋转流化床，喷动连续作业流化床等优异技术。现在中国已开发底喷流化床制粒包衣及侧喷离心流化床制丸包衣，至今已在多家制药厂得到利用。在中、西药片剂生产中，混合和制粒是压片前关键工序，颗粒质量是决定药片质量关键。
    制粒基础任务是混合、制粒和干燥。混合目标，是将药品多个成份均匀地混合在一起，以满足含量均匀性要求。制粒是将混合后药粉制成均匀细小球状颗粒，使其含有良好流动性，以满足高速压片对颗粒真球度及均匀性严格要求。高质量颗粒直径应在20~80目之间呈正态分布，并含有一定量细粉。
 二、一步制粒.
   一步制粒机是将物料辅料在密闭容器中混合、制粒、沸腾干燥一次完成，也是平时所说制备颗粒要有三个步骤，在密闭容器中一次完成，叫一步法制粒。一步法制粒机是国外产物，自从70年初开始引进中国，在药厂使用快要30年左右，到90年代初开始大量生产，此设备通常被用到新建《GMP》标准厂房中去。因为一步法制粒机是三合一机器，它把三种工艺参数集为一体，所以一开始操作此机器是有难度。尤其是小厂技术力量比较微弱，更是难以操作。一步法制粒机也是这么，只要在原来制粒基础上，改变处方，从小样开始试验。工艺参数据成熟了，再开始放中样，直到车间大批量生产。
    一步法制粒机是利用洁净热气流把在密闭容器物料及辅料从底部吹沸呈流化状态（负压）。物料辅料在容器内作无规则复杂上下飘动，并在飘动中混合达成均匀状态。然后喷入粘合剂使粉状物料湿润凝集，再经热空气干燥，形成多孔状颗粒。它是将传统制粒中混合，搅拌制粒、干燥等多道制粒工序合并在同一容器中完成。在理想参数中完成作业，故称一步法制粒。
    结构及操作特点：
(1) 一步法是由上、中、下三个筒体组成一个密闭容器，而且在筒体上有一特定定向泄爆口，筒内万一出现较大正压，泄爆门将自动打开，泄爆物沿着泄爆通道排出室外。
(2) 进排风管道内各安装一个快速截止阀，一旦发生爆炸，进排风管道内快速截止阀快速关闭，强迫正压只能从泄爆口排出。
(3) 上筒体内装有捕集除尘装置，经过气缸往复运动实现捕集袋摇振除尘，捕集袋材料为抗静电涤纶布，在此布面中织有导电纤维，不易产生静电，改善了静电吸附粉尘现象。捕集袋采取整体吊装形式。安装拆洗较为方便，且在袋架中装有充气密封圈，确保活动捕集袋架能紧密固定在筒壁上。并装有防坠落装置，确保设置和人员安全。而中国多数制造厂则将捕集袋翻卷在筒体外，安装和拆洗不方便。且难以达成《GMP》要求。
(4) 下筒体顶升托架采取套缸式，用双大口径气缸实现升降，从而使三个筒体能完全密封。筒体法兰之间采使用方法兰线和硅橡胶密封垫密封，无泄漏，可靠性高。而且在下筒体和托架套缸型式中，装有下充气密封圈，确保活动套缸能完全密封不泄漏。
(5) 过滤加热器，采取不锈钢制作，箱体外包镜面或花纹不锈钢，过滤器为亚高效过滤器。
(6) 风门采取进口伺服系统，使风门能按等百分比控制开启度。改变了以往采取传统手动方法，从根本上确保了沸腾状态可控性。现场操作柜采取全气动方法，多种开关、按钮、仪器仪表全部为气动元件，无电火花产生，适适用于有溶剂工艺操作。
    一步制粒形成颗粒比其它方法做出来颗粒要好，优点多。关键是颗粒比较松，呈多孔状，且粒度分布均匀，通常在40~80目左右。沸腾制粒优点多于其它制粒方法。如压片成型、片重差异性、质量均匀性等全部优于其它制粒方法。一步制粒省时、省工、省力、减轻劳动强度，完全能够避免环境和药品交叉污染。在沸腾制粒室中操作，绝对看不到粉尘飞扬，既能做到文明生产又符合《GMP》规范要求，而且还给企业带来经济效益，所以，沸腾制粒机是值得推广一个高新技术制剂设备。

    企业选择沸腾制粒机，一定要掌握以下多个关键事宜：
（1）要设计和一步制粒相匹配新处方，因为沸腾制粒工艺处方和传统制粒处方不一样，老处方用于沸腾制粒是绝对行不通。处方更改不到位，是沸腾制粒机不能正常生产关键原因之一。更改处方时要注意原料理化、酸碱、溶解等物化性质。含量小能够用老工艺做，含量增大时，要依据它水溶性来定，难溶于水要加些水溶性辅料方可制粒。如质量轻、比重小则要加粘性强辅料作粘合剂方便制粒顺利进行，因为一步法粘合剂由喷枪喷出，形成雾区，所以要求粘合剂要流动性好、粘度低、易雾化。国外通常见PVP流动性较为理想，成粘速度快，质量好。中国通常见混合浆，价格低，但不能确保药品溶出速率。
（2）沸腾制粒机不能正常生产，未完全掌握操作技术、多种参数调整不妥也是关键原因之一，如：投料量、物料细度控制、喷枪高度控制、进料温度控制及喷枪雾度和速度等，全部是成粒直接影响原因。
（3）喷头改善。中国喷雾头在使用中轻易堵塞，所以，喷雾不好，覆盖面不大。而国外喷头有较理想保护区，使用喷头在工作中永不堵塞，这种结构，制造单位能够参考，方便制作愈加好喷头为用户服务。
三、制粒工艺
   制粒工艺是国外首先开发成功，用喷嘴喷入粘合剂粘结物料，物料在流化状态下形成颗粒，依据不一样工艺需要，喷嘴位置和喷雾方向也不一样，通常有三种位置。切线喷雾，关键用于制丸、制粒、包衣及包裹敷层；底向上喷雾，关键用于性能良好包衣及包裹敷层；顶向下喷雾，普遍用于干燥、制粒及一些包衣。该系列设备是一个多用途流化床制粒装置，其设计是为了在同一设备中可进行干燥、制粒、包衣、制丸及包裹敷层。
   另外，还提供多个条件，物料输送、控制系统、溶剂回收、现场清洁及除尘系统。确保了灵活性及优良适用性。 系统由多个关键部分组成：空气输送系统、机身及鼓风机。空气经过空气输送系统多种处理进入机身。空气输送系统关键由下列部分组成：过滤器、加热器、加湿器及除湿器。机身由多组件：进风管道、工艺主件及过滤室组成。这些组件全部固定在两边支撑柱上。进风空气经过进风管进入机身，经过物料槽下面筛网均匀分配气流量。机身上部为过滤室，装有两个完全一样过滤袋，每个过滤袋全部装在分隔密闭过滤室内。空气最终经过过滤室离开机身。气流量调整是经过装在鼓风机上部出风风门来实现。 这种“双过滤室系统”确保了连续流化状态，因为当其中一个过滤袋清除吸附粉尘时，另一个过滤袋能够经过全部流化空气。在清除吸附粉尘时，一个密闭出风风门阻止了气体流动，使得粉尘重新回到物料槽中。
（一）底喷工艺底喷流化床，是喷动床原理设计制粒设备，常称为底喷系统。
   因在流化床中心形成上升区，而环隙形成下降区，类似喷泉状，将随机流态化改变为规则流，所以在工业上用于包衣作业。底喷工艺在1992年研制，是底喷技术中最优异一代。这种专利技术可确保较大批量，提升了效率，而且第一次能够对粒径小于50μm颗粒进行包衣而不产生粘结。底喷工艺装置是由一个圆锥形物料槽组成，料槽内部装有一个两边开口圆柱形隔圈，料槽底部装有不一样开口形状筛板，以分配隔圈内及隔圈外气流状态。开口面积最大地方在隔圈正下方，这么，流化空气大部分通向这一部位，有足够气流确保物料运动。隔圈和筛板之间有一定间距，以确保物料能顺畅地从隔圈外流向隔圈内。隔圈内物料因为进风气流推力，向扩展室内运动，当物料本身重力克服了越来越弱推力后，落入隔圈外，形成了一个循环流动状态。包衣液是经过安装在筛板中心气动雾化喷嘴加入到系统中。喷嘴自下而上喷液，方向和物料运动方向相同。当雾化液滴接触到隔圈内颗粒时，在颗粒表面辅展、接合。当颗粒流化至扩展室时，包衣液中多出水分被蒸发掉。有序流化状态，使得包衣膜厚薄均匀连续，这在控释制剂中是一个很关键原因。
（1）粉体包衣底喷流化床将流化及气流输送相结合，形成中心上升区及环周流化区。因为上升区气速较大，粉体处于高度分散状态不致发生粘结，所以，利用底喷流化床可进行粉体包衣。底喷床达成“喷泉”效果是满足包衣先决条件，对于粉末还应视物料流动性、粉体大小、热物理性能、合理地匹配上升区、流化区风量百分比，才能良好完成包衣操作。
（2）颗粒（丸）包衣颗粒剂或丸剂包衣关键由底喷流化床或侧喷流化床来完成。用于包衣颗粒应满足基础条件有：一定强度、表面积小、微孔少而表面致密。所以，需进行包衣颗粒、丸均应选择旋转流化床进行丸、粒制备。应用范围 ⑴高分子聚合材料水溶剂或有机溶剂一般薄膜包衣。 ⑵缓释、控释包衣。 ⑶肠溶包衣。 ⑷微细粒子包衣（50μm或更小）。 ⑸活性药品包裹敷层。
（二）切线喷工艺切线喷装置是由一个圆柱形物料槽及一个扩展室组成。
   转盘在物料槽底部，静止时，转盘边缘紧贴料槽壁。开机后，可提升转盘，使得转盘和料槽壁之间产生一个间隙，方便气流经过。转盘高度能够调整，这么在不改变进风气体速度情况下，就能够调整进入料槽气体量。这一关键特征确保了在进行直接制丸或用粉末进行包裹敷层时，干燥速率保持在较低水平。而制粒或包衣时，要求能快速蒸发介质，这时保持空气流速恒定时，调整转盘高度，就可显著地增加气流量。这种灵活性，确保了在同一机器内，能够出色地进行制粒、包衣及包裹敷层。在切线喷射装置中，物料流化状态靠近于螺旋状，这是因为三个力作用造成。转盘转动产生离心力，使得物料放射状地向料槽壁方向运动。经过间隙进入气流推进物料向上运动，形成流化。物料本身重力又会克服气流推进，重新落入转盘中。液体或粉末状固体能够经过安装在槽侧壁上雾化喷嘴加入，喷液方向和物料运动方向相同，呈切线状喷入。
 1．侧喷流化床处理过程离心流化床和常规流化床关键区分在于一个速度可调旋转盘，转盘和床体含有一窄缝。物料投入床内，并受到三个力作用：离心力、空气举力及本身重力作用，呈螺旋绳股状运动。就单个粉粒而言，其轨迹基础恒定。雾化器设置在床壁，并顺着旋转方向同向喷入。
 2．制丸离心床内物料所产生物料自转、公转运动及相互摩擦作用，能生产出真球度高、表面光滑药丸。影响药丸真球度原因有喷液流量、风量大小、转子转速、雾粒大小及供粉速度。就某种药丸而言，必需匹配好这些参数，方能得到反复性良好工艺。
3．粒丸包衣每个粉粒均匀附着包衣材料、及单个粉粒表面任一部分形成连续、厚薄一致衣膜，是包衣成败关键。
4．制大颗粒大部分中药冲剂生产标准全部沿袭摇摆制粒指标，基础在10~30目之间。按GMP所开发新设备如沸腾制粒机粒度为10~65目，高速混合制粒粒度为20~80目。保持药粒度生产指标不变，又能采取符合GMP规范生产装备，选择离心流化床进行中药颗粒剂，胶囊剂生产是行之有效方法。
 5．致密颗粒沸腾制粒机、高速混合制粒机在片剂生产中最大困难是片子强度低。而用于中药颗粒剂生产，粒子较脆，包装、计量困难，粉末较多、离心流化床成粒紧密，强度高、尤其适合选择。
应用： ⑴制粒：提升崩解、改善可压性、增加密度、圆化颗粒表面； ⑵制丸：增加密度、制球形颗粒、高效能药丸、使颗粒表面光滑； ⑶包裹敷层：溶液、混悬液包裹敷层、粉末包裹敷层、高效能药丸、粒径范围分布集中、增加密度； ⑷包衣：薄膜衣、肠溶衣、缓释包衣、热熔融包衣。
（三）顶喷工艺顶喷装置是一个锥形物料槽及扩展室组成。
    因为物料槽是锥形，槽壁有一定角度，确保了物料在料槽内流化状态很强烈。入风气流推进料槽内物料向上运动，进入扩展室。因为扩展室直径比料槽直径要大，空气流速就比料槽内空气流速要低，扩展室内物料流化状态没有料槽内流化那么猛烈。当物料本身重力克服了入风气流自下而上推力后，物料下落，回料料槽中，在整个生产过程中，物料在料槽及扩展室内往返运动。但流化状态是不规则，没有受到严格控制。 流化床是个极佳干燥设备。流化过程中颗粒悬浮在空气中，颗粒表面和热空气完全接触，达成了最好热交换状态。这确保了颗粒受热均匀，多出水分能均匀地蒸发，预防了局部过热现象。在物料温度稍超出室温情况下，能够使用较高进风温度，以加紧干燥速率。在制粒或包衣过程中，液体经过气动雾化喷嘴加入到系统中，扩展室上有多个喷嘴安装口，可调整喷嘴高度。在制粒过程中，为了确保最终颗粒粒度分布均一，喷枪喷液范围要符合物料流化时最大范围。在包衣过程中，喷枪位置应调整到使喷液喷到被包物运动最密集区，这么，使得包衣液滴和被包颗粒之间距离降到最小，方便液滴在颗粒表面能良好地辅展，形成均匀薄膜。
应用范围： ⑴干燥：缩短时间、干燥均匀、适适用于热敏物质； ⑵制粒：降低粉尘、提升流动性、避免分层、提升颗粒可压性、改变堆密度、提升崩解、促进溶出、制速溶颗粒、改善分散性、提升孔隙率、促进表面活性剂分布均匀； ⑶包衣：温释、热熔融、掩味、抗潮解、抗氧化包衣、改善外观。
   近处来，中国在消化吸收国外技术基础上，前后开发出多个制粒设备，用以满足制药等行业多种制粒工艺需要。
 四、PGL型喷雾干燥制粒机
   喷雾干燥制粒机是一个将喷雾干燥技术和流化床制粒技术有机结合为一体新型一步制粒设备。是间歇式操作方法。并能依据要求调整粒度。应用领域：医药：流浸膏、维生素、动物胶、植物胶、酵母、蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等。食品：奶蛋制品：奶油、富脂奶粉、代乳粉、蛋清黄等。食物植物汁：鸡精、咖啡、速溶茶、鱼猪肉蛋白质、土豆、大豆、花生蛋白质等。糖类：玉米、玉米淀粉、葡萄糖、果胶、山梨酸钾、麦芽糖等。洗涤剂：乳化剂、增白剂、分散剂、苏打粉、肥皂粉、一般洗衣粉、高效洗衣粉等。化工：染料、颜料、树脂、白炭黑、陶瓷、农药等。
    本机特点： ⑴集混合、喷雾干燥、制粒、颗粒包衣多功效于一体； ⑵可进行微辅料、小剂量、低糖或无糖制剂造粒； ⑶制出颗粒速溶、冲剂易于溶出、片剂易于崩解； ⑷利用液态物料作为润湿粘合剂、可节省大量酒精； ⑸设备于封闭负压工作，内表面光洁、无死角、符合“GMP”要求； ⑹自动化程度得到深入提升，操作简便，可有效保障产品质量稳定性； PGL型喷雾干燥制粒机工艺步骤见图2-45。
　PGL型喷雾干燥制粒机工艺步骤简图 1—控制柜 ；2—送料车 ；3—主机 ；4—加热器 ；5—过滤器 ；6—消音器 ；7—引风机五、一步制粒机本机关键用于医药、食品、化工等行业粉末物料混合、干燥、制粒、颗粒“顶喷”包衣等作业。如片剂颗粒、速溶饮料、调味品用颗粒。本机综合中国外同类产品应用情况设计新型产品。
设备特点： ⑴混合、制粒、干燥一步法制粒； ⑵双捕集滤袋系统、清灰根本； ⑶多流体雾化器，确保成粒均匀，粉末含量极低； ⑷按GMP规范设计、制造及工程配置布局。六、GFG型高效沸腾干燥机本机用于制药、化工、饲料、食品等领域、湿颗粒或粉状物料干燥，尤其可用于从GHL型湿法混合制粒机中生产大颗粒、小块状、粘性、块状物料干燥及磨芋，聚丙烯酰胺等干燥时体积改变物料等。
特点： ⑴流化床为圆形结构避免了死角； ⑵床内设置搅拌，避免了潮湿物料团聚及干燥过程中形成沟流； ⑶内置布袋过滤器为抗静电特种纤维材料，操作安全； ⑷翻倾卸料，方便快速根本； ⑸密封负压操作，按GMP规范设计； ⑹本机亦可按要求进行自动进出料设计制作； ⑺干燥速率快高、温度均匀，每批干燥时间通常均在20~30分钟。 GFG型高效沸腾干燥机见图2-46。 图2-46 PGL型喷雾干燥制粒机工艺步骤简图 1—隔墙 ；2—隔墙；3—加热器 ；4—过滤器 ；5—过滤器 ；6—消音器 ；7—风门 ；8—引风机