制药设备与工程设计(朱宏吉)(二版)第18章-口服固体制剂生产专用设备

第十八章口服固体制剂生产专用设备18.1压片设备图18-1片剂制备工艺流程18.1.1压片机的工作原理将物料置于模孔中，用冲头压制成片剂的机器称为压片机。目前我国常用的压片机有单冲撞击式和多冲旋转式两种，其压片过程基本相同。18.1.1压片机的工作原理1、冲和模冲和模是压片机的基本部件，如图18-2所示，由上冲、中模、下冲构成。冲头的类型多样，片剂的形状决定了所选冲头的形状。常用冲头的形状示图18-3中。按片剂形状不同可划分为圆形（浅凹形、深凹形、平面斜边形、平面圆弧形）、环形、刻字、刻线、异形（椭圆形、橄榄形、多边形、不规则形等）等（见图18-4、图18-5）。压制不同剂量的片剂，应选择大小适宜的冲模。18.1.1压片机的工作原理图18-2压片机的冲和模1―上冲；2―中模；3―下冲图18-3冲头和药片形状18.1.1压片机的工作原理图18-4普通片剂种类示意图图18-5异型片剂种类示意图18.1.1压片机的工作原理2、压片机的工作过程压片机的工作过程可以分为如下步骤：①下冲的冲头部位(其工作位置朝上)由中模孔下端伸入中模孔中，封住中模孔底；②利用加料器向中模孔中填充药物；③上冲的冲头部位(其工作位置朝下)自中模孔上端落入中模孔，并下行一定行程，将药粉压制成片；④上冲提升出孔。下冲上升将药片顶出中模孔，完成一次压片过程；⑤下冲降到原位，准备下一次填充。18.1.1压片机的工作原理3、压片机制片原理（l）剂量的控制（2）药片厚度及压实程度控制18.1.2单冲压片机片剂生产中早期使用的是单冲压片机。该机为小型台式压片机，噪音较大，产量为80~100片/分钟，适于小批量、多品种的生产。压片时下冲固定不动，仅上冲运动加压。这种压片的方式由于片剂单侧受压、时间短、受力分布不均匀，使药片内部密度和硬度不均匀，易产生松片、裂片或片重差异大等问题。单冲压片机由冲模、加料机构、填充调节机构、压力调节机构及出片控制机构等组成。18.1.2单冲压片机1、加料机构(1)摆动式靴形加料器见图18-7。(2)往复式靴形加料器如图18-8所示。2、填充调节机构通过调节下冲在中模孔伸入深度来改变药物填充容积。如图18-7及18-8所示。3、出片机构在单冲压片机上，利用凸轮带动拨叉8（见图18-7及图18-8）上下往复运动，从而使下冲大幅上升，而将压制的药片从中模孔中顶出。18.1.2单冲压片机4、压力调节机构在单冲压片机上，对药片施加的是瞬时冲击力，片剂中的空气难以排尽，影响片剂质量。总的来说单冲压片机是利用主轴上的偏心凸轮旋转带动上冲做上下往复运动完成压片过程的。主要是以下两种：(1)螺旋式压力调节机构图18-9所示为螺旋式压力调节的压片机。(2)偏心距式压力调节机构图18-10所示为通过调节偏心距调节压力的压片机。18.1.2单冲压片机图18-6单冲压片机结构示意图图18-7摆动式靴形加料器的压片机18.1.2单冲压片机图18-8往复式靴形加料器1―上冲套；2―加料器；3―上冲；4―中模；5―下冲；6―下冲套；7―出片调节螺母；8―拨叉；9―填充调节螺母；10―药片18.1.2单冲压片机旋转式压片机是片剂生产中应用最广泛的，是一种连续操作的设备，在其旋转时连续完成充填、压片、推片等动作，其原理如图18-11所示旋转式压片机构造大致可分四部分：动力及传动部分、加料部分、压制部分、吸粉部分等，其外形如图18-12所示。18.1.2单冲压片机图18-9螺旋式压力调节的压片机图18-10偏心距式调节压力机构的压片机18.1.3旋转式多冲压片机图18-11旋转式多冲压片机原理1―加料器；2―上冲导轨；3―上压轮；4―转盘；5―上冲；6―中模；7―下冲；8―下压轮；9―下冲导轨图18-12旋转式多冲压片机1―后片重调节器；2―转轮；3―离合器手柄；4―加料斗；5―吸尘管；6―上压轮安全调节装置；7―中盘；8―前片重调节器；9―机座18.1.3旋转式多冲压片机1、传动系统现有旋转压片机的传动机构大致相同，都是利用一个旋转的工作转盘，由工作转盘拖带上、下冲，经过加料填充、压片、出片等动作机构，并靠上、下冲导轨和压轮控制冲模作上下往复动作，从而压制出各种形状及大小的片剂。现以ZP-33型旋转压片机为例说明其传动过程，如图18-13所示。18.1.3旋转式多冲压片机图18-13旋转压片机的传动示意图1―电动机；2―变速盘；3―弹簧；4―变速盘；5―小皮袋论；6―大皮带轮；7―摩擦离合器；8―弹簧；9―传动轴；10―工作转盘；11―手轮18.1.3旋转式多冲压片机2、加料机构ZP33冲压片机的加料机构是月形栅式加料机构，如图18-14所示。图18-15所示为装有强迫式加料器的旋转压片机，可使物料在密封条件下完成填充过程，为密封型加料器，能最大程度确保物料的洁净。相对于自然加料，可以避免粉尘，节省物料。18.1.3旋转式多冲压片机图18-14月形栅式加料器的旋转压片机1―上、下压轮；2―上冲；3―中模；4―下冲；5―下冲导轨；6―上冲导轨；7―料斗；8―转盘；9―中心竖轴；10―栅式加料器；11―填充轨；12―刮料板图18-15强迫式加料器的旋转压片机1―上、下压轮；2―上冲；3―中模；4―下冲；5―下冲导轨；6―上冲导轨；7―料斗；8―转盘；9―中心竖轴；10―加料器；11―第一道刮叶；12―第二道刮叶；13―填充轨18.1.3旋转式多冲压片机3、填充调节机构在旋转式压片机上调节药物的填充剂量主要是靠填充轨，如图18-16所示。4、上下冲的导轨装置压片机在完成充填、压片、推片等过程中需不断调节上、下冲间的相对位置，调节冲杆升降的机构由导轨装置完成。18.1.3旋转式多冲压片机图18-16填充调节机构1―填充轨；2―机架体；3―升降杆；4―刻度调节盘；5―弹簧；6―轴；7―挡圈；8―指针；9―蜗杆轴；10―蜗轮罩；11―蜗杆；12―蜗轮；13―下冲图18-17上冲导轨装置18.1.3旋转式多冲压片机5、压力调节装置(1)偏心调节压力机构图18-18所示为上压轮压力调节机构。图18-19为另一种下压轮偏心调节机构。(2)杠杆调节压力机构图18-20所示为杠杆调节压力机构，上、下压轮分别装在上、下压轮架2、17上，菱形压轮架的一端分别与调节机构相联，另一端与固定支架13联接。18.1.3旋转式多冲压片机图18-18上压轮压力调节机构1―摇臂；2―轴承；3―上压轮；4―键；5―压轮轴(偏心轴)；6―压轮架；7―罩壳；8―压缩弹簧；9―罩壳；10―弹簧座；11―轴承座；12―调节螺母；13―缓冲弹簧；14―微动开关18.1.3旋转式多冲压片机图18-19下压轮压力调节机构1―机体；2―蜗杆轴；3―轴套；4―轴承垫圈；5―轴承；6―压轮芯；7―下压轮轴(偏心轴)；8―厚度调节标牌；9―联轴节；10―接杆；11―梅花把手；12―下压轮；13―蜗轮；14―指示盘；15紧定螺钉18.1.4二次(三次)压制压片机本机适用于粉末直接压片法。粉末直接压片时，一次压制存在成型性差，转速慢等缺点，因而将一次压制压片机进行了改进，研制成二次、三次压制压片机以及把压缩轮安装成倾斜型的压片机。二次压制压片机的结构如图18-21所示，又称为直接压片机。把组分不同的片剂物料按二层或三层堆积起来压缩成形的片剂叫多层片(二层片、三层片)或者叫作积层片，这种压片机则叫作多层片压片机或积层压片机。常见的有二层片和三层片，其制片过程如图18-22所示：18.1.4二次(三次)压制压片机图18-21二次压制压片机示意图图18-20旋转式压片机的杠杆式压力与片厚调节机构图18-22三层片的形成过程18.1.6压片设备的自动化系统1、2lCFRPartII的应用2、片剂的在线检测3、远程监测和远程诊断系统18.1.7新型压片机及压片技术1、快速装卸和清洗2、在位冲洗德国的KORSCH和FETTE、意大利的IMA和日本的KIKUSUI等品牌都已应用。3、全封闭、一体化的片剂成型系统如Fette公司研制成功的全封闭、一体化的片剂成型系统，包括上料、压片、除尘、筛片、检测等多台设备，以及这些设备的联接。这种一体化的片剂成型系统提供了有效地防护，缩短了停工时间，成为未来压片机的一个发展方向。18.1.8压片机和冲模的选型1、压片机选型用户首先应根据所压片剂物料本身的特性和预压制成的形状，然后依据生产规模、产量、压片力、压片直径等方面考虑，进而选择压片机的规格型号和结构（单冲或多冲；中速、亚高速或高速等）。2、冲模选型目前模具的品种、规格和型号约有30种之多，给制药企业的选型工作到来一定的难题。对于模具的安装尺寸，用户可以根据所用压片机说明的配用冲模选择标准类型冲模。标准类型冲模主要包括ZP系列、T系列和I系列。ZP型是国产品牌，国内应用最广泛，适于中、低速和亚高速旋转式压片机。T系列和I系列有利于国产压片机和模具分别适于美国和欧洲市场，适于高速旋转式压片机，也可在中、低速和亚高速旋转式压片机上使用。18.1.8压片机和冲模的选型对于模具的冲头直径和片形，用户可根据上述标准类型冲模对应的尺寸选择。模具材料的选择应具备耐磨损、抗冲击两大特点。一般采用碳素工具钢、轴承钢、硬质合金等。国内多采用轴承钢，少数采用进口模具钢。对于模具材质的选择，用户应综合考虑使用模具运行成本的高低、性价比和可靠性。而其热处理质量的好坏决定了模具的内在质量如抗磨性、机械韧性等，这需要模具制造商加强生产中的内部质量控制，为用户提供高性价比的模具。对于特殊的压片要求，用户可根据自己的特殊需要进行定制非标冲模。18.2.1滚转包衣设备1、普通包衣锅普通包衣锅又称为荸荠包衣锅，可用于包糖衣、薄膜衣和肠溶衣，是最基本、最常用的滚转式包衣设备，国内厂家目前基本使用这种包衣锅进行包衣操作，如图18-23所示。(1)锅内加挡板，以改善片剂在锅内的滚动状态(2)包衣料液用喷雾方式加入锅内，增加包衣的均匀性无气喷雾包衣是利用柱塞泵使包衣液达到一定压力后再通过喷嘴小孔雾化喷出，其包衣设备及管道的安装见图18-24。18.2.1滚转包衣设备图18-23普通包衣机1―鼓风机；2―衣锅角度调节器；3―电加热器；4―包衣锅；5―辅助加热器；6―吸粉罩18.2.1滚转包衣设备图18-24高压无气喷雾包衣设备及管道安装示意图1―包衣锅；2―喷头；3―湿空气收集罩；4―程序控制箱；5―贮气罐；6―煤气加热装置；7―自动风门；8―高压无气泵；9―带夹套的贮液箱；10―稳压过滤器；11―热交换器；12―加热器；13―空气过滤器18.2.1滚转包衣设备2、埋管喷雾包衣锅当用水为分散介质包薄膜衣时，可用埋管喷雾包衣法，以加速水分挥发。埋管喷雾包衣体系见图18-25。3、高效包衣锅高效包衣机的锅型结构大致可分为网孔式、间隙网孔式和无孔式三类。(1)网孔式高效包衣机网孔式高效包衣机如图18-26所示。(2)间隔网孔式高效包衣机如图18-27所示。18.2.1滚转包衣设备图18-28中旋转风门2的4个圆孔与锅体4个管道相连，管道圆口正好与固定风门的圆口对准，处于通风状态。这种间隙的排湿结构使锅体减少了打孔的范围，减轻了加工量。同时热量也得到充分的利用，节约了能源，不足之处是风机负载不均匀，对风机有一定的影响。(3)无孔式高效包衣机高效包衣机是由多组装置配套而成的整体，除主体包衣锅外，大致可分为四大部分:定量喷雾系统，供气和排气系统，以及程序控制设备。其组合简图见图18-32。18.2.1滚转包衣设备图18-26网孔式高效包衣锅1―进气管；2―锅体；3―片芯；4―排风管；5―外壳18.2.1滚转包衣设备图18-27间隔网孔式高效包衣机简图1―进风管；2―锅体；3―片芯；4―出风管；5―风门；6―旋转主轴；7―风管；8―网孔区18.2.1滚转包衣设备图18-28间隔网孔式高效包衣机风门结构简图1―锅体管道；2―旋转风门；3―固定风门；4―排风口18.2