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旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)是一種用于制藥、食品、化工等行業(yè)的機(jī)械設(shè)備，主要用于將粉末或顆粒狀的物料壓制成片劑。但是在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，壓片過(guò)程面臨一些常見(jiàn)問(wèn)題，如重量差異、壓片機(jī)跑粉、噪聲等。因此，本文對(duì)旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決方案，以供在生產(chǎn)過(guò)程中提供理論指導(dǎo)。

 

壓片機(jī)是制藥行業(yè)中常用的設(shè)備之一，用于將藥物粉末或顆粒壓制成各種類型的藥片，如維生素片、抗生素片、止痛片等。根據(jù)特點(diǎn)和功能，壓片機(jī)可分為單沖壓片機(jī)、多沖壓片機(jī)、雙層壓片機(jī)、旋轉(zhuǎn)壓片機(jī)等多種類型。其中旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)具有高生產(chǎn)效率，能夠連續(xù)生產(chǎn)，適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，進(jìn)而廣泛應(yīng)用于藥企的生產(chǎn)活動(dòng)中。

 

國(guó)內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)最初的定義是中模中心孔的線速度不低于60 m/min。隨著藥品片劑市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，壓片工藝技術(shù)、控制技術(shù)不斷發(fā)展，同時(shí)GMP 認(rèn)證對(duì)壓片質(zhì)量要求不斷提高的前提下，旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)已經(jīng)逐漸成為高性能、高效益的象征 [1]。然而，在生產(chǎn)使用過(guò)程中，操作人員常常會(huì)遇到一系列常見(jiàn)問(wèn)題，這些問(wèn)題可能會(huì)對(duì)顆粒質(zhì)量和生產(chǎn)效率產(chǎn)生負(fù)面影響。為了幫助生產(chǎn)廠家更好地理解和解決這些問(wèn)題，本文探討了旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)的常見(jiàn)問(wèn)題及相應(yīng)的對(duì)策。

 

1、旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)工作原理

 

旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)的工作過(guò)程是一個(gè)連續(xù)循環(huán)的過(guò)程。這個(gè)循環(huán)包括刮粉區(qū)、預(yù)壓區(qū)、主壓區(qū)、出片區(qū)、以及余料回收除粉區(qū)。每個(gè)區(qū)域都有其特定的功能，通過(guò)各個(gè)區(qū)域的連續(xù)作用，最終將物料壓制成片，如圖 1 所示。

圖 1 旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)工作簡(jiǎn)易圖

● 刮粉區(qū)：刮粉區(qū)的主要功能是將粉末均勻地分布到模具孔中，確保每次壓片的物料量一致。這一過(guò)程通常由刮粉器或刮板完成，如圖 2 所示；

圖 2 月形柵加料器（左正面右反面），左右附有刮料板

● 預(yù)壓區(qū)：物料進(jìn)入模具孔后，首先經(jīng)過(guò)預(yù)壓區(qū)。預(yù)壓區(qū)的作用是對(duì)物料進(jìn)行初步壓縮，使粉末顆粒初步結(jié)合，排出部分空氣，使物料初步成型。這一步可以提高最終壓片的質(zhì)量和密度；

● 主壓區(qū)：經(jīng)過(guò)預(yù)壓后的物料進(jìn)入主壓區(qū)，主壓區(qū)有一對(duì)主壓輪，上沖和下沖在主壓輪的作用下相互靠近，對(duì)物料施加更大的壓力，使其最終成型為片劑。上沖桿、中模、下沖桿如圖 3 所示；

圖 3 左 ：上沖桿，中 ：中模，右 ：下沖桿

● 出片區(qū)：下沖頭上升將片劑推出模具孔，并由機(jī)械手或其他出片裝置將片劑送出。這一過(guò)程需要確保片劑完整無(wú)損地被取出；

● 余料回收除粉區(qū)：在壓片過(guò)程中，會(huì)有一些粉末或碎片殘留在模具周?chē)?,余料回收除粉區(qū)的作用是清除這些殘余物，保持壓片區(qū)域的清潔，并將回收的余料重新利用。這一過(guò)程通常通過(guò)真空吸塵或其他除粉設(shè)備來(lái)完成；

經(jīng)過(guò)刮粉區(qū)、預(yù)壓區(qū)、主壓區(qū)、出片區(qū)、余料回收除粉區(qū)，形成一個(gè)循環(huán)，將物料壓制成片，連續(xù)的壓片就是這個(gè)循環(huán)的重復(fù)進(jìn)行。

 

2、旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)常見(jiàn)問(wèn)題

 

在使用旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)的過(guò)程中，可能會(huì)遇到各種問(wèn)題，從而影響生產(chǎn)效率和片劑質(zhì)量。以下是一些常見(jiàn)的問(wèn)題及其可能造成的原因。

 

2.1 跑粉現(xiàn)象

 

跑粉的定義：質(zhì)量為 M1 的物料，壓制出質(zhì)量為 M2 的 藥 片（ 含 合 格片和非合格片），兩者之間的質(zhì)量差M0=M1 － M2，即為跑粉量 [1]。跑粉嚴(yán)重會(huì)造成物料浪費(fèi)和工作環(huán)境的污染。

 

造成跑粉的原因很多，具體如下所示：

 

● 送料系統(tǒng)問(wèn)題：送料系統(tǒng)的密封性能不好、送料速度過(guò)快、送料器設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致粉末在送料過(guò)程中出現(xiàn)跑粉現(xiàn)象；

 

● 刮粉效果欠佳：月形柵加料器上的刮粉器不能及時(shí)將積粉槽中的余料回收到加料機(jī)中，余料就會(huì)越積越多，最后，隨著旋轉(zhuǎn)的中盤(pán)被甩出去，出現(xiàn)跑粉現(xiàn)象，如圖 4 所示；

圖 4 跑粉現(xiàn)象

● 模具密封不嚴(yán)：上沖、下沖與?？字g的間隙過(guò)大，模具磨損或安裝不當(dāng)，影響密封性能，導(dǎo)致粉末泄漏；

● 壓片機(jī)振動(dòng)過(guò)大：機(jī)器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致粉末泄漏；

● 物料流動(dòng)性差：物料的流動(dòng)性差，物料顆粒大小不均勻，容易在送料和壓片過(guò)程中散落，增加了跑粉的可能性。

2.2 片劑重量不均勻問(wèn)題

旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)片劑重量不均勻的問(wèn)題可能由多種因素引起，如下所示：

● 物料的特點(diǎn)：如物料的濕度過(guò)高或過(guò)低，影響其流動(dòng)性，導(dǎo)致送料不均勻，從而影響片劑重量不均勻；

● 物料密度差異大，容易在送料過(guò)程中分層，導(dǎo)致送料不均勻；

● 跑粉：粉末的泄漏和散落會(huì)導(dǎo)致物料在?？字械奶畛洳痪鶆?，進(jìn)而影響片劑的重量和含量一致性；

● 模具磨損嚴(yán)重：長(zhǎng)時(shí)間使用導(dǎo)致模具磨損，表面有損傷或變形，影響物料的填充和壓制效果，導(dǎo)致物料填充不均勻；

● 壓片壓力不均勻：上沖和下沖的壓力不均勻，導(dǎo)致片劑重量差異。

2.3 片劑物理質(zhì)量問(wèn)題

片劑物理質(zhì)量問(wèn)題也是整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)鍵的問(wèn)題之一，這些問(wèn)題主要影響片劑的外觀、機(jī)械強(qiáng)度和崩解性能等方面。常見(jiàn)的片劑物理質(zhì)量問(wèn)題包括：片劑硬度不夠或過(guò)硬、片劑表面粗糙、片劑破碎或裂紋等。影響片劑質(zhì)量的主要因素有壓力設(shè)置不當(dāng)、物料含水量不合適、物料顆粒度不均勻、物料流動(dòng)性差等原因?qū)е?。此外，檢查模具設(shè)計(jì)是否合理、模具表面是否粗糙或有污垢、是否損壞，這些都將會(huì)導(dǎo)致片劑物理質(zhì)量問(wèn)題。

2.4 噪聲和振動(dòng)問(wèn)題

任何旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行時(shí)都不可避免地產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)在使用過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)明顯的噪聲和振動(dòng)。它的噪聲主要在于主電機(jī)、主傳動(dòng)蝸輪箱、主軸、沖盤(pán)等部件導(dǎo)致的 [2]。如主電機(jī)軸承精度低或軸承配合間隙過(guò)大，從而引起旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)的振動(dòng)和噪聲增大現(xiàn)象。主傳動(dòng)蝸輪箱中蝸輪和蝸桿的磨損、嚙合不良、軸承磨損或故障、潤(rùn)滑不良等原因，也會(huì)導(dǎo)致此現(xiàn)象。沖盤(pán)制造過(guò)程中質(zhì)量分布不均或在使用中受到損傷導(dǎo)致不平衡，沖盤(pán)的上、中、下沖孔同軸度誤差導(dǎo)致沖頭在壓片過(guò)程中受力不均，從而引發(fā)振動(dòng)和噪聲。

2.5 其他問(wèn)題

除了上述問(wèn)題外，還可能會(huì)出現(xiàn)送料系統(tǒng)堵塞，出料不均一，片劑顏色不均一等。只有了解背后的原因，才能更好的解決問(wèn)題，從而生產(chǎn)出更高質(zhì)量的產(chǎn)品。

 

3、常見(jiàn)問(wèn)題應(yīng)對(duì)措施

 

3.1 跑粉現(xiàn)象應(yīng)對(duì)措施

對(duì)于跑粉現(xiàn)象，主要采取以下措施。

● 改善除粉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)：在月形柵加料器上安裝一個(gè)除粉刀或者刮粉器，如圖 5 所示，及時(shí)檢查除粉刀或者刮粉器的除粉效果，定期更換；

圖 5 沖模以及月形柵加料器中刮粉板工作狀態(tài)

● 選擇合適的原材料：選擇使用流動(dòng)性好、顆粒均勻的粉末原料，可以減少粉塵的產(chǎn)生；

● 改進(jìn)壓片機(jī)的密封性：改進(jìn)壓片區(qū)域和粉末輸送系統(tǒng)的密封性，調(diào)整模具間隙，確保上下沖頭的配合良好，檢查沖頭和模具的磨損情況，及時(shí)更換磨損嚴(yán)重的部件，確保模具表面光滑，減少粉末外溢；

● 使用高效的除塵系統(tǒng)：在壓片機(jī)的關(guān)鍵位置安裝吸塵裝置，及時(shí)吸走跑粉，保持設(shè)備和工作環(huán)境的清潔。

3.2 片劑重量問(wèn)題應(yīng)對(duì)措施

解決片劑重量不均勻問(wèn)題需要從設(shè)備、工藝、原材料和操作等多個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮和優(yōu)化。改進(jìn)加料系統(tǒng)需要定期檢查加料斗、加料器和送料管道，確保無(wú)堵塞或粉末殘留，確保加料系統(tǒng)能夠均勻、穩(wěn)定地供料。使用自動(dòng)加料系統(tǒng)提高加料的均勻性和一致性。調(diào)整模具間隙需要定期檢查和更換受損的模具，確保上下沖頭的配合良好，孔徑一致、間隙一致，避免粉末外溢。

3.3 片劑物理質(zhì)量問(wèn)題應(yīng)對(duì)措施

片劑出現(xiàn)物理質(zhì)量問(wèn)題，首先要改善物料的流動(dòng)性，控制物料的濕度、粘性、顆粒大小等。不能出現(xiàn)過(guò)于濕潤(rùn)或過(guò)于干燥的情況，否則片劑會(huì)出現(xiàn)粘?；蛄鸭y。其次要調(diào)整上沖和下沖之間的壓力，調(diào)整壓片機(jī)的壓力，調(diào)整合適的壓力參數(shù)。不要過(guò)大或過(guò)小，否則出現(xiàn)片劑過(guò)硬或硬度不夠。檢查模具表面是否光滑，是否有磨損，這也是影響片劑物理質(zhì)量的重要因素。最后可以合理使用潤(rùn)滑劑，定期清潔和拋光，及時(shí)更換受損的模具，減少片劑物理質(zhì)量問(wèn)題。

3.4 噪聲和振動(dòng)問(wèn)題應(yīng)對(duì)措施

噪聲和振動(dòng)是每個(gè)機(jī)器無(wú)法避免的問(wèn)題，合理優(yōu)化其問(wèn)題有助于提高設(shè)備的使用壽命、操作人員的工作環(huán)境舒適度以及片劑的生產(chǎn)質(zhì)量。對(duì)于旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)而言，主電機(jī)使用頻率在工頻時(shí)最理想，當(dāng)其使用頻率經(jīng)常偏離工頻較大時(shí)，最好選用變頻電機(jī)。定期檢查蝸輪和蝸桿的磨損、潤(rùn)滑情況，確保潤(rùn)滑油充足且質(zhì)量良好，潤(rùn)滑不充分會(huì)導(dǎo)致蝸輪和蝸桿之間的摩擦增加，產(chǎn)生噪聲。定期檢查并更換磨損或故障的軸承，使用高質(zhì)量的軸承并確保潤(rùn)滑良好，可以減少噪聲和振動(dòng)。選用高質(zhì)量材質(zhì)和高精度加工的沖盤(pán)，確保沖盤(pán)安裝正確，表面光滑和精度符合要求。檢查沖盤(pán)和模具的配合情況，確保其間隙適當(dāng)，如圖 6所示，并在必要時(shí)進(jìn)行潤(rùn)滑。同時(shí)對(duì)沖盤(pán)進(jìn)行平衡校準(zhǔn)，確保無(wú)碰撞或摩擦，確保其旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，進(jìn)而達(dá)到減少噪聲和振動(dòng)的效果。

圖 6 模具安裝前后對(duì)比圖

3.5 員工培訓(xùn)和規(guī)范操作

 

員工培訓(xùn)和規(guī)范操作在任何工業(yè)設(shè)備的使用過(guò)程中都是至關(guān)重要的，尤其是在涉及旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)這種復(fù)雜而精密的設(shè)備時(shí)。培訓(xùn)員工識(shí)別和應(yīng)對(duì)潛在的安全隱患，如何設(shè)置和調(diào)整設(shè)備參數(shù)，如壓力、轉(zhuǎn)速、填料量等，以確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。建立生產(chǎn)記錄系統(tǒng)，詳細(xì)記錄每批產(chǎn)品的生產(chǎn)參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)和操作人員信息，以便對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行追溯和質(zhì)量控制。定期進(jìn)行設(shè)備潤(rùn)滑和清潔，防止灰塵和雜質(zhì)對(duì)設(shè)備造成損害，確保設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。

 

4、結(jié)束語(yǔ)

隨著工業(yè) 4.0 和智能制造的推進(jìn)，旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)將會(huì)越來(lái)越多地集成自動(dòng)化和智能化技術(shù)。例如，先進(jìn)的傳感器和控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

 

其次，隨著全球人口老齡化和慢性病患病率的增加，人們對(duì)高效、安全的藥物需求不斷增長(zhǎng)。這將推動(dòng)旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)在制藥行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，以滿足大規(guī)模生產(chǎn)高質(zhì)量片劑的需求。除了傳統(tǒng)的制藥行業(yè)，旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)在營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑和保健品市場(chǎng)中的應(yīng)用也在增加。隨著人們健康意識(shí)的提高，人們對(duì)各種維生素、礦物質(zhì)和其他營(yíng)養(yǎng)素補(bǔ)充劑的需求將持續(xù)增長(zhǎng)，這為壓片機(jī)提供了新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

 

再次，隨著全球化進(jìn)程的推進(jìn)，不同地區(qū)的制藥企業(yè)將面臨越來(lái)越多的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。為了在全球市場(chǎng)中占據(jù)一席之地，旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)制造商需要遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，如 GMP（藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范）和 FDA（美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局）規(guī)定，確保設(shè)備符合各國(guó)法規(guī)和質(zhì)量要求。

 

總的來(lái)說(shuō)，旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)的未來(lái)充滿了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)開(kāi)拓，該設(shè)備將在制藥、營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑和保健品等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

 

參考文獻(xiàn)

 

[1] 陳秀峰.淺析旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)跑粉現(xiàn)象[J].機(jī)電信息，2010，(32):22-25+37.

 

[2] 程寶善.旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)振動(dòng)與噪聲的分析及對(duì)策[J].機(jī)電信息，2012，(35):43-45.

 

本文作者常倩倩，河南醫(yī)藥健康技師學(xué)院，僅供交流學(xué)習(xí)。