負(fù)壓底噴規(guī)則流”流化床包衣的特點(diǎn)與要點(diǎn)
常州市智陽(yáng)機(jī)械設(shè)備有限公司 摘要：從流化床包衣技術(shù)概念著手，從三種流化床包衣的比較中看“底噴”流化床包衣的特點(diǎn)，也從微丸（粒）的包衣工藝要求角度闡述“負(fù)壓底噴規(guī)則流”流化床包衣的特點(diǎn)，目的使人們對(duì)這一新技術(shù)能有系統(tǒng)了解與有的放矢地選擇設(shè)備。
流化床技術(shù)在我國(guó)制藥工業(yè)的應(yīng)用是在上世紀(jì)80年代，通過(guò)近20多年的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展，流化床干燥技術(shù)已發(fā)展到流化床混合、包衣、制粒等方面的應(yīng)用，特別是近幾年所延伸至對(duì)微丸（粒）的包衣功能上，可以說(shuō)，這些新功能與原傳統(tǒng)的制劑工藝相比體現(xiàn)出更多的優(yōu)勢(shì)。然而，流化床包衣技術(shù)有多種，其應(yīng)用是各有其特別，人們將如何*地選擇流化床包衣形式呢？本文從流化床包衣技術(shù)概念著手，從三種流化床包衣機(jī)的比較中看“底噴”流化床包衣的要點(diǎn)，也從微丸（粒）的包衣工藝要求角度闡述“負(fù)壓底噴規(guī)則流”流化床包衣的要求，目的使人們對(duì)這一新技術(shù)能有系統(tǒng)了解與有的放矢地選擇設(shè)備。
1.流化床包衣技術(shù)的基本概念
1.1 流化現(xiàn)象的概念
在一個(gè)設(shè)備中，將顆粒物料堆放在分布板上，當(dāng)氣體由設(shè)備下部通入床層，隨氣流速度加大到某種程度，固體顆粒在床層上產(chǎn)沸騰狀態(tài)，這狀態(tài)稱流態(tài)化，而這床層也稱流化床。采用這樣方法輔于其它技術(shù)可完成物料的干燥、制粒、混合、包衣和粉碎等功能。
由于固體顆粒物料的不同特性，以及床層和氣流速度等因素不同，床層可存在三種形態(tài)：
（1）、*階段，當(dāng)流體速度較低時(shí)，在床層中固體顆粒雖與流體相接觸，但固體顆粒的相應(yīng)位置不發(fā)生變化，這時(shí)固定顆粒的狀態(tài)為固定床；
（2）、第二階段，當(dāng)固定床階段的流體流速逐漸增加到某一點(diǎn)時(shí)，固體顆粒就會(huì)產(chǎn)生相互間的位置移動(dòng)，若再增加流體速度，而床層的壓力損失保持不變，固體顆粒再床層就會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，這時(shí)的床層就處于流態(tài)化；
（3）、第三階段，當(dāng)流體流速大于固體顆粒的沉降速度時(shí)，這時(shí)固體顆粒就不能繼續(xù)停留再容器內(nèi)，而被氣流帶出容器。
對(duì)制藥工業(yè)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，干燥、制粒、混合、包衣等是利用第二階段運(yùn)行的。
1.2 流化床包衣技術(shù)的概念
流化床包衣是在流化過(guò)程中，所有的顆粒都懸浮在流化氣流中，表面*暴露，可以噴射各種包衣液，并進(jìn)行濕熱交換。其中，流化狀態(tài)是由被流化物料的特性及設(shè)備的結(jié)構(gòu)而定，由于每種技術(shù)不同，其流化狀態(tài)不同，常有三種噴霧技術(shù)進(jìn)行包衣，即頂噴、底噴及測(cè)噴三種形式。為了使衣膜均勻連續(xù)，盡量做到減少液滴的行程（即液滴從噴頭出口到達(dá)顆粒表面的距離），以減少熱空氣對(duì)液滴產(chǎn)生的噴霧干燥作用，使得液滴到被包顆粒表面時(shí)，基本能保持其原有特性，以達(dá)到均一性、理想鋪展性和衣膜的連續(xù)性。
2.從三種流化床包衣技術(shù)的比較看“底噴”流化床包衣的特點(diǎn)
流化床包衣技術(shù)的三種型式分別為頂噴、底噴及側(cè)噴，下面用表格形式對(duì)三種形式的流化床包衣技術(shù)作比較（見(jiàn)表1）。
從表1可以看到：三種流化床包衣形式是各有特點(diǎn)，然而綜合各項(xiàng)與微粒（丸）包衣要求現(xiàn)也可看到底噴式屬其中zui適用于微丸（粒）包衣的床型。底噴式流化床包衣是威斯康星洲大學(xué)Dale Wurster博士于1959年創(chuàng)立，其把噴動(dòng)流態(tài)化與噴霧相結(jié)合，形成噴泉狀態(tài)，使工業(yè)化包衣變得現(xiàn)實(shí)，其工藝的廣泛運(yùn)用至今尚無(wú)其它形式所能相比。在流化床包衣設(shè)備分布板中央設(shè)置霧化器，即底噴流化床（也稱Wurster系統(tǒng)），其中帶擴(kuò)展室的物料床中心設(shè)置圓形導(dǎo)向筒，分布板在導(dǎo)向筒區(qū)域內(nèi)具有較大的開(kāi)孔率，以滿足大部分風(fēng)量通過(guò)，形成類噴泉式的流態(tài)化，粉粒從導(dǎo)向筒之間的環(huán)隙區(qū)域，如此的循環(huán)。使物料具有高度的分散性，因而底噴包衣工藝具有人們所期望的工藝重復(fù)性。
3.從微丸（粒）包衣工藝要求角度看“負(fù)壓底噴規(guī)則流”流化床包衣的要點(diǎn)
3.1 微丸（粒）包衣工藝與規(guī)模生產(chǎn)要求
微丸（粒）包衣應(yīng)適用于：≥50μm的粉末包衣、粒、丸（≤6mm）掩味、著色、熱熔、防潮、抗氧化包衣、粒丸腸溶衣、環(huán)釋包衣、懸浮液、溶液涂層放大等。
微丸（粒）包衣的要求：
（1）、物料能高度分散并伴隨衣膜的噴涂而不產(chǎn)生粘連；
（2）、霧粒到達(dá)物料的距離應(yīng)很短，濕分而不致于快速蒸發(fā)掉，與物料產(chǎn)生良好的附著，并具有*的鋪展性，使得衣膜牢固、連續(xù)；
（3）、物料與霧粒接觸機(jī)會(huì)應(yīng)均等，包衣均勻；
（4）、耗用包衣材料較少，且衣膜均勻。
微丸（粒）包衣規(guī)模生產(chǎn)時(shí)要求：、可靠、環(huán)保、安全等。
3.2 從微丸（粒）包衣工藝要求看“負(fù)壓底噴”流化床包衣的要點(diǎn)
要達(dá)到上述包衣工藝與規(guī)模生產(chǎn)要求時(shí)，光有底噴流化床包衣技術(shù)是不能的，基于制藥工業(yè)的特殊性，其生產(chǎn)設(shè)備力求性、可靠性、環(huán)保性、安全性和批量化，這就要把負(fù)壓、底噴和規(guī)則流技術(shù)整合于一體。
負(fù)壓技術(shù)是整機(jī)的關(guān)鍵，其負(fù)壓的創(chuàng)新性是以系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)置，使包衣的整個(gè)工藝過(guò)程處于密封與負(fù)壓狀態(tài)，從而達(dá)到以下效果：
（1）系統(tǒng)負(fù)壓工藝流程可有效地避免包衣材料中有機(jī)溶媒在氣化時(shí)的氣體外溢，消除易燃易爆事故隱患，減少環(huán)境污染；
（2）有利于突發(fā)性事故的泄爆，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)由于顆粒擠壓摩擦、粉塵積累及有機(jī)溶媒氣化膨脹所產(chǎn)生的壓力升高至0.05Mpa時(shí)，泄爆裝置即會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，并會(huì)自動(dòng)關(guān)閉電源，防止事故的發(fā)生；
（3）有利于流態(tài)化氣流量的調(diào)節(jié)，保持物料流態(tài)化的穩(wěn)定。
規(guī)則流型的流態(tài)化，噴泉式流態(tài)化能使設(shè)備中物料具有重現(xiàn)性良好的運(yùn)行軌跡，這一點(diǎn)是嚴(yán)格包衣操作所*的，其目的是讓物料與霧粒接觸機(jī)會(huì)均等，包衣才會(huì)均勻。同時(shí)，物料本身形成自轉(zhuǎn)，其表面任一角度與霧粒接觸機(jī)會(huì)均等。因而，對(duì)于緩釋、控釋而言，底噴工藝形成的衣膜連續(xù)均勻。生產(chǎn)設(shè)計(jì)了導(dǎo)向筒裝置解決了這一難點(diǎn)。這種特殊裝置能使大部分氣流量由中心區(qū)域的導(dǎo)向筒內(nèi)通過(guò)，物料呈噴泉狀的氣流輸送（亦稱氣流輸送流化床），而導(dǎo)向筒外側(cè)與塔體壁之間形成的流化床稱為標(biāo)準(zhǔn)流化床。此時(shí)，大部分氣流量由導(dǎo)向筒下方的分風(fēng)板進(jìn)入，在流化床中央形成一粉粒物料柱，當(dāng)其上升并離開(kāi)導(dǎo)向筒時(shí)，由于風(fēng)速急劇下降，顆粒將跌落在導(dǎo)向筒與床體間的流化區(qū)，再次向?qū)蛲矃R集上揚(yáng)，如此反復(fù)循環(huán)，形成流化－氣流輸送－沉降－流化的過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)了規(guī)則流態(tài)化。在結(jié)構(gòu)上，一是導(dǎo)向筒高度可調(diào)，隨著物料粒徑變大，其高度會(huì)有所改變；二是流化分布板是隨物料性質(zhì)變化的，其開(kāi)孔率及其分布采取更換方式調(diào)節(jié)；三是導(dǎo)向筒高度的合適設(shè)計(jì)，根據(jù)“死床”高度設(shè)計(jì)太高，碰撞加劇，會(huì)產(chǎn)生“衣層”脫落，高度設(shè)置太低會(huì)影響物料由流化區(qū)飛向包衣區(qū)遷移，從而引起產(chǎn)生包衣不均。
底噴的霧化不是隨意就能達(dá)到有效霧化要求的，氣流分布板要能使大部分氣流量在分布板中心區(qū)域通過(guò)，分布板的中心區(qū)域位于導(dǎo)向筒的正下方，分布板的開(kāi)孔率達(dá)70％以上，從而實(shí)現(xiàn)物料以氣流輸送狀態(tài)上升，為噴泉流流態(tài)化創(chuàng)造*的條件。在導(dǎo)向筒與流化床壁環(huán)圓區(qū)域內(nèi)，分布板的開(kāi)孔率則為3％，使物料跌落在此區(qū)域內(nèi)能形成標(biāo)準(zhǔn)的流化狀態(tài)，有利于物料通過(guò)分布板與導(dǎo)向筒間的間隙向?qū)蛲矃R集。這樣起到每一滴霧粒能保持與顆粒附著前具有良好潤(rùn)濕性的作用，提高了附著率。也由于霧化到達(dá)粉粒的距離短，不會(huì)被過(guò)早干燥，故顆粒在附著時(shí)其在物料表面具有良好的鋪展性。同時(shí)，能擴(kuò)大衣膜面積，成膜厚薄均勻，潤(rùn)濕性又為衣膜附著牢固提供決定性的條件，zui終達(dá)到包衣材料的目的。
4.結(jié)語(yǔ)
本文從流化床包衣技術(shù)概念著手，從三種流化床包衣的比較中看“底噴”流化床包衣的特點(diǎn)，也從微丸（粒）的包衣包衣工藝要求角度闡述“負(fù)壓底噴規(guī)則流”流化床包衣的要點(diǎn)。目前我公司產(chǎn)品產(chǎn)量從150g/批至200Kg/批。應(yīng)用于從粉體包衣至微丸的緩控釋產(chǎn)品。隨著微丸制劑與緩控釋包衣這一新型制藥工藝的興起，微丸制劑及緩控釋包衣以掩味、著色、防潮、抗氧化、遮光、胃溶、隔熱、腸溶、緩釋及控釋的特點(diǎn)決定了相應(yīng)設(shè)備的市場(chǎng)。
底噴流化床包衣機(jī)
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