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對(duì)大顆粒采用底噴流化噴動(dòng)床進(jìn)行包衣機(jī)理的探討
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對(duì)大顆粒采用底噴流化噴動(dòng)床進(jìn)行包衣機(jī)理的探討
摘要：從底噴流化噴動(dòng)床的概念入手，對(duì)大顆粒采用底噴流化噴動(dòng)床進(jìn)行包衣機(jī)理的探討，闡述了底噴流化噴動(dòng)床的特點(diǎn)，并對(duì)其應(yīng)用談了個(gè)人看法，目的能讓這一產(chǎn)品能在制藥工業(yè)中得到更好地應(yīng)用。
本實(shí)用新型涉及制藥、化工、食品、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的顆粒物料包衣干燥工序的設(shè)備，特別是對(duì)大顆粒物料進(jìn)行包衣干燥的緩控釋大顆粒包衣機(jī)，具有依次聯(lián)接的蒸汽加熱器、主機(jī)、進(jìn)料裝置、旋風(fēng)分離器、冷凝設(shè)備和風(fēng)機(jī)，形成一個(gè)封閉的回路，冷凝設(shè)備的底部設(shè)置有包衣液出口，主機(jī)的底部設(shè)有出料口。本實(shí)用新型克服現(xiàn)有的包衣設(shè)備不能對(duì)大顆粒物料進(jìn)行包衣；敞開式的包衣設(shè)備的包衣液不能循環(huán)使用，不但造成包衣液浪費(fèi)，增加包衣成本，而且會(huì)污染環(huán)境的不足，解決了對(duì)直徑大于3mm的大顆粒物料的包衣問題，且包衣效果好，能在大顆粒物料表面形成一層致密的包衣膜；另外包衣液可以循環(huán)利用，節(jié)約了包衣液，降低了包衣成本，不會(huì)污染環(huán)境。
緩控釋大顆粒包衣機(jī)的結(jié)構(gòu)
緩控釋大顆粒包衣機(jī)采用 的是利用底 噴式流化床包 衣設(shè)備 的原理及特點(diǎn) ，并結(jié)合包膜 、噴動(dòng)床技術(shù) ，同時(shí)采用循環(huán)系統(tǒng) 、冷凝 回收 、分離 收集粉 塵以及智能化新的不同分 為：頂噴式流化床 、 噴式 流化床 、底噴式流 側(cè) 化床和渦輪式流化床。不論何種 類型 ， 其生 產(chǎn)過程都要滿足 ：高度分散 ，以避免顆粒在處理過程中產(chǎn)生粘連技術(shù) ，使物料包衣膜均勻 ， 品率 高 ，實(shí)現(xiàn)了規(guī)�；僧a(chǎn) ， 生產(chǎn)過程符合安全 、 且環(huán)保與節(jié)能的要求 。緩控釋大顆粒包衣機(jī)由包 衣塔 、導(dǎo)向?qū)е乱履げ痪?；規(guī)則的物流狀態(tài) ，從而滿足粒子問附著包衣膜材的概率相等。 頂噴式流化床頂噴式流化床的結(jié)構(gòu)與一步制筒 、加熱器 、鼓風(fēng)機(jī) 、 風(fēng)分 離器 、一級(jí)冷凝器 、二級(jí)旋冷凝器 、三級(jí)冷凝器 、進(jìn)出料裝置 、蠕動(dòng)泵 、噴槍 、控粒機(jī)基本類似。國內(nèi)大多數(shù)流化床廠家都可以生產(chǎn)頂噴式流化床 。由于頂 噴時(shí)霧粒與物料呈逆向運(yùn)行，粒到霧達(dá)物料的距離較長，其問會(huì)導(dǎo)致“ 噴霧干燥 ”過程 ，容易造成包衣材料的損失 。同時(shí) ，物料在流化床 內(nèi)的運(yùn)動(dòng)是無序而隨機(jī)的，對(duì)保證均勻性不利 ，因而頂噴式包衣通常被用于工業(yè)上 的初級(jí)包衣。制柜以及管路與控制閥等組成 。
1.底噴流化噴動(dòng)床的概念
1.1流化噴動(dòng)床的基本概念
在了解底噴流化噴動(dòng)床概念前，首先要了解流化噴動(dòng)床的基本概念。流化噴動(dòng)床是按設(shè)備結(jié)構(gòu)形式所分的一種特殊流化床，其由噴動(dòng)床、風(fēng)機(jī)、空氣加熱器、旋風(fēng)分離器等組成，噴動(dòng)床上部為圓筒形，下部為圓錐形，在錐形的截面積較小處設(shè)有一個(gè)進(jìn)氣口，在錐形筒體上設(shè)有導(dǎo)向筒。工作時(shí)，物料由輸料器進(jìn)入噴動(dòng)床內(nèi)，空氣經(jīng)加熱后從進(jìn)氣口進(jìn)入，空氣將以高速氣流形式從導(dǎo)向筒內(nèi)穿過，沖開物料并夾帶一部分物料向上運(yùn)動(dòng)，形成一個(gè)中央通道，物料的密度隨運(yùn)動(dòng)的高度而增加，至床頂部似噴泉狀一樣，從中心噴出，向四周散落到環(huán)形區(qū)，然后依靠自身重力緩慢下降，到錐底后又被上升氣流噴射上去，如此循環(huán)噴動(dòng)，達(dá)干燥要求。
1.2底噴流化噴動(dòng)床的基本介紹
底噴流化噴動(dòng)床是在流化噴動(dòng)床的基礎(chǔ)上，通過噴動(dòng)床錐形底部處噴槍向上對(duì)物料噴射包衣液，這里包衣液體在顆粒狀物料的正下方向上對(duì)物料進(jìn)行噴霧包衣的。在包衣的同時(shí)，物料的運(yùn)動(dòng)方向通過風(fēng)力實(shí)現(xiàn)流態(tài)化循環(huán)過程，顆�？梢缘玫窖h(huán)包衣，從而使得物料形成一層致密的包衣膜。
在實(shí)際操作中：(1)將需包衣的顆粒放在流化床內(nèi)，并且在導(dǎo)向筒的外面；(2)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)；(3)打開熱源，對(duì)空氣進(jìn)行加熱，使溫度達(dá)到所需的要求；(4)通過變頻器對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使風(fēng)量達(dá)到所需的要求；(5)調(diào)節(jié)導(dǎo)向筒，使顆粒狀物料從導(dǎo)向筒外流向?qū)蛲矁?nèi)，導(dǎo)向筒內(nèi)的物料由風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高速氣流將物料向上噴射，物料散落到導(dǎo)向筒外形成一種循環(huán)；(6) 通過輸液泵噴入包衣液對(duì)物料進(jìn)行包衣，同時(shí)調(diào)節(jié)好壓縮空氣量和噴液量，包衣液體通過噴槍對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)向筒內(nèi)的物料噴包衣液體，從而形成一層包衣材料；(7)打開冷凝器冷源，對(duì)包衣液中的溶劑進(jìn)行回收；(8)在包衣過程中濕氣不斷排出，新鮮空氣不斷補(bǔ)充，等包衣液噴完后，干燥一段時(shí)間關(guān)閉熱源、風(fēng)機(jī)，打開蝶閥將物料卸出。如此操作，可使顆粒狀物料得到緩控釋作用。
2.對(duì)大顆粒采用底噴流化噴動(dòng)床進(jìn)行包衣機(jī)理的探討
2.1問題的提出
通常流化床干燥具有以下特點(diǎn)：(1)傳熱效果良好，生產(chǎn)能力大特點(diǎn)；(2)流化床內(nèi)溫度分布均勻，適用于某些熱敏物料干燥；(3)可以連續(xù)操作，也可間歇操作；(4)產(chǎn)品含水率穩(wěn)定；(5)設(shè)備的投資費(fèi)用低廉，維修工作量較小。而通用性流化床包衣技術(shù)則利用所有顆粒都懸浮在流化氣流中，可以噴射各種包衣液，并進(jìn)行濕熱交換。常有三種包衣液噴射進(jìn)行包衣，即頂噴、底噴及側(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），流化床包衣能基本保持其原有特性，以達(dá)到均一性、理想鋪展性和衣膜的均勻連續(xù)性。但是，這些通用流化床包衣設(shè)備中對(duì)于顆粒直徑>3mm以及堆積比重超過1.0g/cm3的顆粒狀物料存在著很大缺陷，物料在流化床中形成不了流態(tài)化，這就是不法進(jìn)行流態(tài)包衣與干燥。
2.2大顆粒為何不能在通用流化床流化，而只能在噴動(dòng)床得到流化？
翻開經(jīng)典的流化床文獻(xiàn)均可找到流化床的Geldart顆粒分類圖，從圖中可看到：顆粒的形狀，尺寸和密度對(duì)其流態(tài)化的性能影響極大。其中，(1)A、B類顆粒適于流化，A類（細(xì)）顆粒因沖氣性好，床層中生成的氣泡小，特別適于催化過程；(2)C類過細(xì)，粒間有粘附性，氣體易呈溝通過，并不適用；D類有過大，只在噴動(dòng)床中才能較好流化。因此，只有錐型噴動(dòng)床才能適合相對(duì)粗大的顆粒(一般粒徑為2～8 mm)達(dá)到流化狀，這基于氣體經(jīng)由噴嘴或孔板垂直向上射入, 形成一個(gè)隨流體流速的增高而逐漸向上延伸的射流區(qū)。當(dāng)氣體噴射速度足夠高時(shí), 就會(huì)形成具有稀相噴射區(qū)、密相環(huán)縫區(qū)、噴泉區(qū)的噴動(dòng)現(xiàn)象，這種噴動(dòng)現(xiàn)象不同于普通散式流化床。與普通散式流化床相比, 噴動(dòng)床具有以下特點(diǎn)：(1)顆粒流動(dòng)更簡單, 更有規(guī)律, 流化性能更好；(2)對(duì)物料尺寸的限制更強(qiáng), 一般情況下干燥、窄篩分、體表面積大的物料。
2.3底噴用在流化噴動(dòng)床包衣的特點(diǎn)
底噴的基理為：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)用至今尚無其它形式所能相比。在流化噴動(dòng)床床錐底中央設(shè)置霧化器(即底噴)，同時(shí)在錐形筒體上設(shè)有導(dǎo)向筒，以滿足大部分風(fēng)量通過，形成類噴泉式的流態(tài)化，顆粒從導(dǎo)向筒內(nèi)由氣流加速而上升，從中心噴出再離開導(dǎo)向筒，向四周散落到環(huán)形區(qū)，然后依靠自身重力緩慢下降，到錐底后又被上升氣流噴射上去，如此循環(huán)。使物料具有高度的分散性，因而，底噴噴動(dòng)床包衣工藝具有人們所期望的工藝重復(fù)性。底噴流化噴動(dòng)床包衣特點(diǎn)：
(1)同向噴液會(huì)使噴液方向顆粒運(yùn)動(dòng)方向一致，這種運(yùn)動(dòng)所呈現(xiàn)出快速、持續(xù)和均一；
(2)包衣液是噴液在噴嘴附近運(yùn)動(dòng)有序的顆粒表面，故液滴到被包顆粒表面距離較短，易形成連續(xù)緊密的包衣膜；
(3)包衣膜質(zhì)量好、適用大顆粒及較大批量生產(chǎn)。
2.4底噴流化噴動(dòng)床幾個(gè)要素的簡述
底噴流化噴動(dòng)床不是每一個(gè)產(chǎn)品就能適用任何顆粒的包衣，而是要根據(jù)不同物料特性作不同結(jié)構(gòu)和工藝的設(shè)計(jì)，要通過大量計(jì)算得到結(jié)構(gòu)與工藝參數(shù)，才方能用于生產(chǎn)，大致有以下幾方面：
(1)氣流輸送速度，它與顆粒運(yùn)動(dòng)頻率有關(guān)，它是決定顆粒離開導(dǎo)向筒向擴(kuò)大部分建立沸騰的基本要素。雖然，氣流輸送速度能由PLC控制變頻調(diào)節(jié)，但仍與噴動(dòng)床錐體錐角、干燥器較大直徑與較小直徑比、噴動(dòng)床干燥器錐體高度以及干燥器容積等結(jié)構(gòu)因素有關(guān)。
(2)噴動(dòng)床干燥器的壓力損失，其決定于中心上升的氣流，也與流化速度變化有關(guān)。當(dāng)床層頂部截面上達(dá)到流化狀態(tài)時(shí)，而在中心底部截面上應(yīng)大大超過流化開始速度，即在床層開始沸騰之前壓力損失達(dá)到較大。一旦沸騰后，再繼續(xù)增大氣速，則壓力損失迅速下降到較穩(wěn)定值。
(3)包衣霧化噴嘴的設(shè)置，即與噴嘴噴射角、噴射氣壓與設(shè)置位置等有關(guān)。
3.底噴流化噴動(dòng)床的特點(diǎn)
(1)底噴流化噴動(dòng)床整機(jī)高度與筒體直徑之比比較大，能直接形成噴射區(qū)。當(dāng)風(fēng)速大于20m/s，物料在流化床內(nèi)形成噴射狀，包膜直徑>3mm的顆粒效果比較理想。然而，普通流態(tài)化包衣設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)風(fēng)速都一般<4m/s，對(duì)大顆粒物料進(jìn)行包衣往往不能形成流態(tài)化，且在包衣時(shí)不能形成很好的物料循環(huán)鏈，也就不能實(shí)現(xiàn)包衣的功能。誠然，采用底噴流化噴動(dòng)床包衣技術(shù)解決了此問題，且包衣液能均勻的霧化在物料表面，在物料表面形成了一層致密的包衣膜，從而使物料的包衣成品率達(dá)到近100%。
(2)通過循環(huán)系統(tǒng)，將包衣液中的有機(jī)溶劑通過冷凝器冷凝回收使用，降低了包衣成本，同時(shí)保護(hù)了環(huán)境。大部分傳統(tǒng)的流態(tài)化包衣設(shè)備都是敞開式的，對(duì)于含有機(jī)溶劑的包衣液都不能循環(huán)，造成了浪費(fèi)，同時(shí)污染了環(huán)境，無形中還增加了包衣成本。然而，底噴流化噴動(dòng)床是一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，包衣液通過輸液泵進(jìn)入噴槍后霧化在物料表面，而隨著熱風(fēng)的不斷噴霧射入，含有有機(jī)溶劑的濕空氣隨著熱風(fēng)進(jìn)入到冷凝器中，而有機(jī)溶劑通過冷凝器冷凝后收集再回收循環(huán)利用，這樣就節(jié)約了包衣成本，具有實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。
(3)采用旋風(fēng)分離器收集粉塵，減少系統(tǒng)阻力，節(jié)約了風(fēng)機(jī)能耗。有些傳統(tǒng)流態(tài)化包衣設(shè)備在包衣剛開始時(shí)，由于碰撞產(chǎn)生的極少量細(xì)粉都是通過布袋除塵器收集，易造成布袋極易被包衣液粘結(jié)而影響透氣性能。然而，該系統(tǒng)中粉塵則采用旋風(fēng)分離器來收集，這樣比傳統(tǒng)的布袋除塵器收集在系統(tǒng)阻力上減少了1000Pa，從而改變了傳統(tǒng)布袋除塵器的不完善之處。
(4)底噴流化噴動(dòng)床的產(chǎn)品處理量250～500kg/批，只需1個(gè)噴嘴，改變了部分傳統(tǒng)流態(tài)化包衣設(shè)備采取多個(gè)噴嘴的結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)傳統(tǒng)流態(tài)化包衣設(shè)備產(chǎn)量在250～500kg/批時(shí)，需3～7支噴嘴，從而使得壓縮空氣能耗大大加大。從產(chǎn)業(yè)化角度來講，這種包衣設(shè)備已經(jīng)是大型化的設(shè)備。然而，對(duì)于該設(shè)備來說，250～500kg/批的只是小型設(shè)備，且只需一個(gè)噴嘴就可以解決生產(chǎn)能力的問題。同時(shí)，1個(gè)噴嘴與傳統(tǒng)的同種設(shè)備需3～7個(gè)噴嘴相比，壓縮空氣節(jié)省了2/3以上，使得能耗大大降低。
(5)單一噴嘴結(jié)構(gòu)和正壓循環(huán)操作，節(jié)約了能耗。底噴流化噴動(dòng)床操作系統(tǒng)采用正壓循環(huán)操作，只有小部分新鮮空氣進(jìn)入設(shè)備，同時(shí)小部分潮濕的濕空氣排出設(shè)備。而傳統(tǒng)的包衣都是負(fù)壓實(shí)敞開式操作，這樣就會(huì)浪費(fèi)很多熱能，熱量消耗是該種設(shè)備的2倍以上，從而使得該設(shè)備在設(shè)計(jì)上符合國家倡導(dǎo)節(jié)約型社會(huì)的原則。
(6)整套裝置的控制系統(tǒng)采用人機(jī)界面(即PLC+觸摸屏控制)，工藝流程能動(dòng)態(tài)顯示。物料的包衣狀態(tài)可及時(shí)監(jiān)控，并對(duì)包衣工藝進(jìn)行調(diào)整，控制比較方便。
(7)設(shè)備的整體設(shè)計(jì)科學(xué)、合理，安全可靠，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國家環(huán)保要求。
(8)設(shè)備還可根據(jù)用戶要求設(shè)置在位清洗裝置，清洗方便。
4.對(duì)底噴流化噴動(dòng)床在制藥工業(yè)應(yīng)用的希望
近期底噴流化噴動(dòng)床較初成功應(yīng)用于復(fù)合肥料行業(yè)，對(duì)肥料顆粒進(jìn)行控釋性包衣，故當(dāng)初設(shè)備冠名包膜控釋肥料底噴流化噴動(dòng)床，它適合于大顆粒物料的包衣干燥，有效地解決了國內(nèi)控釋肥料工業(yè)化生產(chǎn)的控釋肥料包衣設(shè)備的瓶頸問題，使肥料提高了利用率。該設(shè)備已在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)控釋肥產(chǎn)品中使用，用戶反映設(shè)備運(yùn)行良好，生產(chǎn)的產(chǎn)品能達(dá)到工藝要求。
雖然，該產(chǎn)品能適應(yīng)肥料與樹脂等行業(yè)的大顆粒包衣，但在制藥工業(yè)的應(yīng)用仍屬空白，根據(jù)工藝小試與多位制藥行業(yè)專家的意見，該底噴流化噴動(dòng)床也十分適用于制藥行業(yè)大顆粒進(jìn)行緩控釋包衣，特別是復(fù)合中藥的小丸劑進(jìn)行包衣.
5.結(jié)語
本文從底噴流化噴動(dòng)床的概念入手，對(duì)大顆粒采用底噴流化噴動(dòng)床包衣機(jī)理的探討，闡述了底噴流化噴動(dòng)床的特點(diǎn)，并對(duì)其應(yīng)用談了個(gè)人看法，目的能讓這一產(chǎn)品能在制藥工業(yè)中得到更好地應(yīng)用，能讓底噴流化噴動(dòng)床產(chǎn)品得到廣泛應(yīng)用，真正成為制藥行業(yè)的緩控釋大顆粒包衣機(jī)�？梢哉f，任何設(shè)備的形成依賴于工藝小試的技術(shù)，而新設(shè)備的發(fā)展將帶動(dòng)新劑型和新工藝的變革。目前，新劑型開發(fā)是發(fā)展中國家制藥工業(yè)所普遍采用的途徑，其中緩控釋丸劑的開發(fā)及工業(yè)化應(yīng)用，必須做到兩者的結(jié)合、工藝設(shè)備互補(bǔ)以及技術(shù)共享，這樣具有良好前景。閃蒸干燥機(jī)是集干燥、粉碎、篩分于一體的新型連續(xù)式干燥設(shè)備，特別適用于濾餅狀、膏糊狀、稀泥漿狀物料的烘干。濕物料在干燥塔內(nèi)干燥時(shí)間僅為5-8秒，水分瞬間蒸發(fā)，干燥出的產(chǎn)品質(zhì)量與干燥的溫度，風(fēng)速，風(fēng)量，破碎的速度有很大關(guān)系。熱空氣由入口管以切線方向進(jìn)入干燥室底部的環(huán)隙，并螺旋狀上升，同時(shí)，物料由加料器定1、快速遠(yuǎn)離烘箱，褪去衣物讓傷口處裸露；若衣物粘在傷口，不能強(qiáng)行脫掉，可用剪刀將衣物剪開。 2、用白酒(20~50多度的食用白酒)或者第二遍大米淘米水沖洗傷口降溫，防止余熱對(duì)肌膚造成更深程度的燙傷。 3、如果燙傷起泡，需要用消毒針頭或者消毒剪刀把水泡挑破，泡皮保留，不要剪掉或者用手撕掉，能夠 單層振動(dòng)流化床干燥機(jī)單層振動(dòng)流化床干燥機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，生產(chǎn)能力較大，應(yīng)用也較為廣泛。一般都在振動(dòng)流化床干燥機(jī)床層顆粒靜止高度不太高的情況下使 發(fā)酵木薯是一種熱帶多功能碳水化合物源粉，通過改變木薯的特性而生產(chǎn)。干燥過程是影響發(fā)酵木薯質(zhì)量的過程之一。通常，對(duì)于食品應(yīng)用，使用對(duì)流和真空干燥，然而^近提出了另一種使用對(duì)流和真空組合的先進(jìn)方法，即對(duì)流多次閃蒸干燥（CMFD）。 該 粉碎機(jī)的種類也有很多種，針對(duì)各個(gè)行業(yè)都有不同規(guī)格的粉碎機(jī)械，這也有一個(gè)缺點(diǎn)就是粉碎設(shè)備不能靈活應(yīng)用與跨行業(yè)使用，針對(duì)這些問題萬能粉碎機(jī)運(yùn)營而生！
萬能粉碎機(jī)利用活動(dòng)齒盤和固定齒盤見的高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使被粉碎物經(jīng)齒沖擊，摩擦及物料彼此間沖擊等綜合作用獲得粉
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