制剂设备的应用技术

我国自八十年代由德国GLATT公司、瑞士AEROMATIC公司、日本友谊株式会社引进的沸腾制粒、包衣设备，在制药界得以良好运用，由此推动了我国药品生产的GMP实施。

有计划地消化吸收新一代制剂装备，是我国八五、九五计划的主要课题，经过十多年的努力，目前国产流态化制剂装备已具有八十年代中期水平，基本替代了进口，少量设备开始进入市场。
从早期的一步制粒发展到现在的片剂、冲剂制粒，微粒、微丸制备，包衣、混合、整粒、分级及筛选等领域，产品已形成系列化。然而实际并不乐观，仅沸腾制粒机产品国内生产厂家已达二十余家，装备在生产线的亦有数百台之多，但却是喜忧参半。据不*统计，有近一半的沸腾制粒机只能作为沸腾干燥用或未能正常使用，其基本原因归纳为：
（1） 国产制粒机是在GLATT的WSG120和日本友谊的FL120基础上测绘而来，其型式单一，无法实现多品种、多剂型的工艺要求。
（2） 流态化制剂设备是制剂工艺技术与流态化技术的综合应用，尽管国内生产厂家不少，但具有成熟工艺的只有少数几家，无法满足种类繁多的生产要求。
（3） 国内企业还停滞于照图施工模式，缺乏制剂工艺技术和进行工艺试验的必要条件。
（4） 传统工艺的制约：改变挤压工艺，调节药品辅料比例以及主辅料的结合方式，是制粒机能良好运行的必需工作。
笔者十余年来就沸腾制粒、制丸、包衣设备在中西药及食品生产中的应用，作过系列化设计工作，于本文加以介绍，以供工程设计选型。
一、 流化床制粒机
（ 1）标准型
该型式为测绘GLATT 的WSG型。

图1 FL沸腾制粒机

图2 FL&C沸腾制粒机

图3 FLA沸腾制粒机

图4 FL&B沸腾制粒机
其特点为：
a）单清灰系统：关闭风门，流态化停止， 清灰*，细粉少。
b）单清灰系统：由于操作过程中有死床状态，不适合粘性、热熔性物料造粒。
c）间隙式清灰：要求喷枪*滴漏，雾化器要求高，控制繁琐。
d）对比重偏差大的物料不宜选用。
本机型目前已较少采用。
如图2，该型式为测绘日本友谊FL120机型。
其特点为：
a）脉冲反吹清灰：连续喷雾，雾化均匀稳定，成品粒度范围小。
b）连续流化过程：对粘性、热熔性物料不易结块，成粒粒度均匀。
c）对比重偏差大的物料及吸潮性物料不宜选用。
（2） 双风门清灰型（FL—A型）
如图3，该机型是结合单风门清灰与脉冲连续喷雾的特点所开发的适用改进型。其特点为：
a）关风门清灰：过滤带上粉尘可降至底部流化区，与润湿的颗粒或粘结剂结合成粒。
b）双风门交替清灰：连续喷雾，雾化器控制简单，无死床过程，对粘性和热熔性物料较为适用，成品粒度均匀。
c）对比重偏差大的物料不宜选用。
应用：四川智强集团（FL500A）、日本ITK株式会社（FL120A）、美国大华药业公司 （FL200A）等。
（ 3）强化粉尘沉降型
如图4，该型式与FL—A结构一致，区别在于中筒体按H 1 2 D 设计。其特点为：
a）随气流输送的粉尘，有足够的时间完成降速过程，降至流化床，布袋附粉极少。
b）本型式适合比重较小的物料制粒或干燥．
应用：山东维纺四药厂（FL200A）、广东星湖味精集团（FL120A）。
如图5，该型式是设备中筒体为一倒锥型结构。

图5 LDP流化制粒干燥机


图6 自动进料

图7 封闭进出料

图8 GFZ真空沸腾设备
其特点为：
a）沿轴线空塔截面积增加，风速降低，粉尘降速过程强化，同时设备高度降低。
b）本型式适合比重较轻的物料造粒或微粉干燥，微粒着色、掩味及包衣，微粒制备。
应用：珠海宠物用品厂（LDP300A）、唐山市冀东溶剂厂（LDP120）。
（4）密闭操作型
如图6，本机是气流输送进料型，运用气流输送， 在负压条件下运用引风机，实现自动封进料，避免了粉尘飞扬，符合GMP卫生规范。
应用：四川龙蟒集团（FL500A）、江苏靖江江鸿化工厂（FL120A）。
如图7，本机型为全封闭自动进出料型式。其特点为：
a）运用气流进料，无粉尘飞扬。
b）工作完毕，锥形流化多孔板中心的升降阀门下移，物料进入料仓。
c）闭装卸料，无粉尘飞扬、外泄，满足GMP规范。
应用：四川龙蟒集团（FL500A）、江苏靖江江鸿化工厂（FL120A）。
如图8，本机型为笔者95年设计的产品。
其特点为：
a）在真空状态下，实现流化。对于热敏性物料，较真空干燥效率提高数倍至数十倍。
b）全封闭循环系，有利于回收有机溶液剂，降低生产成本。
c）运用罗茨风机，确保系统流量不变。
d）水份挥发后由真空泵抽出。
e）利用大部份尾气循环，较开式系统提高热效率15%——35%。
本机适用于易燃，易爆场合制粒，含有机溶液剂物料制粒及包衣。
二、流化床制粒包衣机
（1）颗粒包衣型
如图9，该型式为上锥型—下圆柱型的流化床。
其特点为：
a）底喷方式：包衣液雾粒到达颗粒行程短，
增强了附着力，包衣材料损失少。
b）流化床中心为稀相流化区，形成规则的喷泉流，颗粒包衣均匀。
应用：天津微生物研究所（FL1）、北京倍生制药公司 （FL5、XLB1 5、LDP5）杭州高成食品添加剂厂（FL120A）、福州龙马集（LDP120）。

图9 LDP流化颗粒包衣机

图10 流化制微粒包衣机
（2）微粉包衣型
如图10，该型式为倒锥型中筒体—锥型流化床。其特点为：
a）底喷方式包衣：包衣液雾粒到达颗粒行程短，增强了附着力，包衣材料损失少．
b）流化床中心为稀相流化过程，外环为浓相流化区， 因而形成规则的喷泉流，颗粒包衣均匀．
c）倒锥形中筒体：强化粉尘沉降，减少到达布袋的机会，实现均匀包衣．
d）双风门清灰系统：使到达过滤器的粉尘及时返回流化床完成包衣过程．
本机型适合微胶囊包衣，微粒制备，微粒包衣。
应用：贵州益佰制药公司（LDP120）、香港陈李济（美国）公司（LDP300）。

（1） 流化床制丸包衣机
如图11，该机型为具备倒锥中筒体—侧喷式旋转流化床。其特点为：
a） 侧喷流化床：包衣液雾粒到达颗粒的行程短，增强了附着力，包衣材料损失少。
b） 转子的旋转运动同环隙气流举升相结合：物料受到空气浮力、 转子旋转的离心力及转子的摩擦力作用，呈环形绳股状态，成丸真球度*，表面致密，有利于包衣。
c） 倒锥中筒体设计：粉尘沉降强化，利于粉末制丸及母粒放大。
d） 双风门清灰系统：达到过滤粉尘及时返回流化床，完成包衣过程。
e） 流态化操作：风量大，干燥速度快，操作时间短。
（2） 离心包衣机
如图12，该机型由旋转的转子及定子组成．其特点为:
a） 物料在床内受到空气的浮力、转子的离心力、转子的摩擦力作用，呈环形绳股状态，成丸真球度高，表面致密。

图11 XLB旋转流化床制粒（丸）包衣机


图12 离心包衣机


图13 搅拌流化床

图14 侧置切割流化床
b） 包衣液雾粒到达颗粒的行程短，增强了附着力，包衣材料损失少。
c） 顶喷方式，粉末制丸或母粒放大时粉尘飞扬。
d） 热风量少，干燥强度低。
四、流态化设备配套工程
（1） 流化床
a） 如图13，床内设置搅拌，其目的是防止流化团聚，形成沟流。应用于热熔性或粘性物料，粒度分布范围大的物料的制粒及干燥。
b） 如图14，床内设有侧置式切割装置，抑制颗粒成长速度，维持床内流化。适用于成粒速度极快的物料制粒。
（2） 雾化器
a） 如图15， 气液双流体雾化器，混合方式可通过调节实现内混或外混，适用于液量少或粘度的粘结剂雾化（中药浸膏比重可达1 25kg/L）。
b） 如图16，气—液—气三流体雾化器，为内外相结合的雾化形式，处理液料粘度值大，处理量大（中药浸膏比重可达14kg/L）。
c） 离心式压力雾化器，运用高压，物料在涡流室内旋转，根据动量矩守恒原则，形成一层薄膜雾化，运用于粘结剂流量大的场合。

五 流化床喷雾干燥制粒
（1） 流化床喷雾干燥
如图17，该设备为惰性介质流化床，在床内设置一定粒度的媒体介质，并呈流化状态，粘性物料喷在其表面，经干燥后碰撞形成粉末产品。
其特点为
a） 干燥强度大，设备体积小。
b） 无需严格的雾化要求。

图15 二流体雾化器


图16 三流体雾化器


图17 流化床喷雾干燥


图18 喷雾干燥制粒机
（2） 流化床喷雾制粒
如图18，该机是将喷雾干燥技术与流态化技术结合所开发的一步制粒机。其特点为：
a） 无需专门的粘结剂制粒。
b） 排风温度高，相对湿度低，不易堵塞布袋。
c） 混合喷雾干燥制粒于一机内完成。
d） 热风与粘结剂接触时间短，喷雾干燥强度低。
e） 适宜降糖、无糖工艺制粒，吸潮性物料制粒。

如图19，该机型是将独立的喷雾干燥与独立的流化制粒相结合所开发的制粒机．
其特点为：
a） 采用并流式喷雾干燥，不易挂壁。
b） 并流式喷雾，对热敏性物料不致破坏。
c） 设备无内构件、无积料现象，便于清洗，
无交叉污染。
d） 设置分离裙部扩大段，返粉量少。


图19 PGL& A喷雾干燥制粒机