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几个经典的制药行业粉碎设备

几个经典的制药行业粉碎设备

撰稿人:田耀华  发布时间:2008年10月17日  阅读次数:1731
 
    制药行业粉碎设备所涉及的品种与型式甚多,在干式粉碎的应用更是包罗万象,这里仅列举的几种粉碎设备。
 
1、多功能粉碎机
    多功能粉碎机属高速旋转撞击式,根据结构及作用力不同,通过不同粉碎元件的组合,可组成涡轮式、针棒式、翼板式、半齿圈半筛网式与全齿圈式几种粉碎设备。
1.1、原理
    物料由料斗经螺旋输送器进入粉碎腔体,利用高速旋转的转子(如叶片、针棒、齿形等)与固定定子(如齿圈)之间所产生的强力冲击力、剪切力磨擦而使物料被粉碎所产生的强力冲击力、剪切力磨擦而使物料被粉碎,粉体通过筛网排出机腔,粒度大小通过更换不同孔径的筛网获得。
1.2、特点
    以江苏魄宝集团所生产的DFSJ型多功能粉碎机(图4所示)为例,其具有:
    (1)产量高、噪音低、能耗低、维修简单、安装方便等;
    (2)转子与定子之间间隙精确合适,粉碎效果最佳;
    (3)密封性能较好,内置迷宫式密封,机门有O形密封圈,以防粉尘外逸;
    (4)由于转子高速旋转,带进大量空气,因而有自冷功能,能适用要求较低的热敏性物料粉碎;
    (5)系统管道连接采用快拆式结构,能快速、方便地拆装、清洗;
    (6)可配有旋风分离器和除尘器,生产过程中无粉尘飞扬,粉尘捕集袋能有效截留气流中的微粉。同时,粉尘捕集袋截留的细粉能有效回收,降低了物料的损耗率。
1.3、不同组合的特点与应用
    多功能粉碎机是通过不同转子与定子的组合而表现的出五种粉碎设备。
1.3.1、涡轮式
    涡轮式(图1所示)适用于易碎的弹性物料、干的和较大含水量的结晶物料,由于涡轮式转子的转动能产生大量的气流,从而可以处理一些要求较低的的热敏性物料。产品粉碎细度<100μm,细度可以由调整涡轮速度和使用不同孔径的筛网来解决。
1.3.2、针棒式
    针棒式(图2所示),适用于结晶及易碎物料。产品细度<50μm,可以调整转子转速获得不同的产品细度,改变针棒的数量和排列也会影响产品的细度。
    针棒式的转子与定子撞击齿一般有方形、圆形与三角形,以方形居多,制药粉碎常用的万能粉碎机也属此类,也是较为经典的设备,在此作一先容。对方形撞击齿的万能粉碎机而言,文献[1]对其影响粉碎效果有专门研究,认为:
    (1)粉碎物料硬度的影响,被粉碎物料的莫氏硬度在3以内,有一定经济效果,过硬的物料对粉碎零件有严重磨蚀;
    (2)粉碎物料的脆、韧性,脆性材料比韧性材料易于粉碎;
    (3)粉碎物料的热敏性,应考虑粉碎过程中热量对物料粉碎效果的影响,尤其是热敏性材料及熔点低、易熔化、易粘结的材料,会严重影响粉碎机的粉碎效果。一般而言,对热敏性材料的粉碎应控制粉碎过程的温度在该材料的熔点以下;
    (4)粉碎物料湿度的影响,有些属纤维性物质,湿度较大,当粉碎这类物料时,粉碎机的粉碎部件容易被粘结,粉碎难以进行。
1.3.3、翼板式
    翼板式(图3所示),适用于易碎坚韧的弹性物料以及干的和高含水量的结晶物料。产品细度<500μm,可以通过调整转子的速度或使用不同孔径的筛网来改变产品细度。
1.3.4、半齿圈半筛网式
    半齿圈半筛网式(图4所示),这是全筛网式和半齿圈半筛网式两种形式的组合,并将两元件紧固在内圈。
1.3.5、全齿圈式
    全齿圈式(图5所示),这种结构产品是通过磨道的细缝出料的,它主要用于要求较低的温度敏感和韧性物料。
2、超细粉碎机组
    以国内超细粉碎机组为例,其是日本细川密克朗企业分级研磨机的产品,由主机、辅机和电控部分组成(图6所示)。主机由粉碎室、ATP型分级机等组成,辅机前道由送料器、后道由旋风分离器、袋式除尘器等组成。
2.1、原理
    如图7所示,被粉碎物料通过料斗螺杆强制性输送进入粉碎室,经高速旋转的刀片与齿圈之间产生强冲击力、剪切力磨擦而使物料被粉碎。粉碎室上置的分级轮的离心旋转和风机吸风力作用,使达到细度要求的粉体能通过分级轮的叶片,并随气流输入旋风分离器和袋式除尘器。而超过细度要求的粉体则被分级轮的叶片排斥重新返回粉碎室,尔后再粉碎分级,这样周而复始,直到全部达到细度要求。
2.2、特点
    (1)将高速旋转撞击式粉碎、叶轮转子式干式分级和旋风分离器出料技术于一体,集粉碎-分级-收集-下料工序一次完成;
    (2)通过调节分级叶轮的转速和吸风量大小,可实现不停机就能调节粉体粒度;
    (3)主机粉碎室的吸风负压作用,使腔室内气流流量大,腔室散热快,粉碎温升低,可适用要求较低的热敏性材料粉碎;
    (4)结构简单、操作方便、能耗低、生产成本低、易拆卸保养。
 
3、流化床对撞式气流粉碎机
    流化床对撞式气流粉碎机(图8所示)由料仓、加料装置、粉碎室、高压进气喷嘴、分级机、出料口等部件组成。

 

3.1、原理
    当物料送入粉碎室时,气流通过喷嘴进入流化床,部分结构的喷嘴从下部进气,与水平环管气流相交。粒子在高速喷射气流交点碰撞(图9所示),该点位于流化床中心,是靠气流对粒子的高速冲击及粒子间的相互碰撞而使粒子粉碎,与腔壁影响不大,所以磨损大大减弱[1]
3.2、特点
    (1)能耗低,与其它类型气流粉碎机相比节能约30%;
    (2)磨损与沾粘性极小,这是由于通过喷嘴的介质只有气流而不与物料同路进粉碎室,因而避免了粒子在途中产生的撞击、摩擦以及沾粘沉积,也避免了粒子对主进气管道及喷嘴的磨损;
    (3)产品粒度可通过分级机进行调整,因此粒径分布比较窄,而且分级机的调整完全独立;
    (4)磨损小,由于主要粉碎作用是粒子相互碰撞,高速粒子与壁面很少碰撞,可适用于粉碎莫氏硬度9级以上物料;
    (5)无污染,因为是物料在气流带动下自身碰撞粉碎,不带入介质,这样物料在粉碎过程中不会构成污染;
    (6)粉碎过程具有不升温的特点,由于物料是在气体膨胀状态下粉碎,所以粉碎腔体内温度处于常温状态,温度不会升高。因此,系统可适用热敏性材料的粉碎;
    (7)系统采用先进的触摸屏、可编程PLC控制器,实现了全自动控制。
   
4、TC系列流化床超音速气流分级机
    南京龙立天目超微粉体技术有限企业研发的TC系列流化床超音速气流分级机产品在消化吸取了扁平式气流磨、循环管式气流磨、撞击喷射磨、逆向喷射磨、AFG流化床逆向喷射磨等设备技术的基础上,将超音速喷管技术、流化床技术、离心力场分级技术高度融合在一起,避免和克服传统气流粉碎的不足,使粉碎、分级、收集一次完成。
4.1、原理
    如图10所示,将净化干燥的压缩空气导入几个相向位置的喷管形成超音速气流,进入粉碎室。物料由料斗送至粉碎室被超音速气流加速,成为高速运动射流,在其交叉点上相互撞击。由于粉碎室内形成高速的多相流流化床,大大提高了粉碎强度和效率,从而实现超微粉碎。其中,分级采用独特设计的分级轮,使得自下而上的气流中的粉体,分散于分级室内腔。在旋转力作用下产生水平的离心力场(大小可以进行变频调节)中,粉体形成了一定的分布带,合格的微粉细粒移向转子中心,被引风机吸走,然后由旋风收集器等部件收集。未达要求的较粗颗粒移向分级室边壁落下(分级轮至分级室边壁的合理空间使得较粗颗粒不会反弹到转子中心),在粉碎室被二次粉碎。
4.2、特点
    (1)无污染,物料通过高速气流相互碰撞粉碎,避免加工中二次污染;
    (2)温度低,粉碎室的物料温度在10℃以内;
    (3)粉碎动能大,产生的超音速气流速度达到3马赫以上,使得物料获得很大的动能,物料碰撞时转化为冲击力,粉碎后的粉体细度可达到0.3μm;
    (4)低速分级,独特设计的分级流场和可变频调速的立式分级轮,可在低转速(小于3000rpm)将产品粒度进行分级,这样既严格限制了“大颗粒”又避免了过粉碎;
    (5)负压运行,粉体在粉碎过程中不发生任何泄漏,无环境污染、噪声小。
5、重压研磨式超微粉碎机
    HMB型重压研磨式超微粉碎机(图11所示)研发的灵感源自中国古老中药沿用多年的研船,辅以现代设计理念而打造出最新型的超微粉碎机。其由下列零部件组成:投料口与进风口合一装置、分风装置、研磨槽、清理口、清理口弹簧塞、上盖、锁紧螺栓、出料口、压力装置、压力杆锁紧装置、风选机构。
5.1、原理
    重压研磨式超微粉碎机的粉碎腔室由二个以上压轮与研磨槽组成(如图12所示),机构采用特殊计算与设计,使得压力可随时传递到物料上,而压轮的压力采用螺旋压力机构,可保证压轮旋转均匀和压力一致。当物料由风机风力吸入粉碎腔室时,在压轮旋转压力作用下,物料在压轮与研磨槽之间发生碰撞、冲击与研磨,又在物料离心力及压轮旋转力场带动下,物料反复进入压轮与研磨槽之间而被反复挤压与研磨细化。可以说,其超微过程是物料受到反复挤压研磨作用而被超微化的。可以说,此时达到超微指标的粉体已有90%,这里风选只是最终对粉体的筛选和检验吧了,并不像其它干级分级装置有多次循环返回作用。
5.2、特点
    (1)磨式压轮旋转速度较慢(285rpm),而其它机械式超微粉碎机的粉碎运动均高速(速度要几千转),这样重压研磨式的零件磨损极微,不会产生大量热量;
    (2)重压研磨式既具备了其它形式超微粉碎机的碰撞、冲击等机理,还具备了反复挤压研磨的机理,特适用有纤维的物料,它的风选只是最终筛选,而不是为了循环粉碎;
    (3)粉碎细度高,大多数物料可以被粉碎到1500目以上的细度;
    (4)适用面广,对纤维性(如灵芝)均能很好粉碎;
    (5)使粉碎、冷却、风选等功能合一,巧妙的风力传导也不需要过大的动力支撑,所以没有臃肿的外部机构。
 
参考文献:
1 李凤生等.超细粉体技术[M].国防工业出版社.2000(7)
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