四邊封多列顆粒包裝機給料系統(tǒng)的優(yōu)化

摘

要：目的：通過優(yōu)化四邊封多列顆粒包裝機給料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，以提高設(shè)備對不同粒徑分布的物料的裝量均勻性和穩(wěn)定性。方法：調(diào)整真空上料機放料閥門的開門方向，使其正對著包裝機料斗的長邊；顆粒包裝機料斗的中間上部架一個翼形引流件；顆粒包裝機料斗的下部等距垂直插入3塊隔板，將料斗分隔成4個區(qū)域，每個區(qū)域?qū)?yīng)2個出料口。結(jié)果：采用優(yōu)化后的給料系統(tǒng)，將混有較多細粉的藥品顆粒模擬大生產(chǎn)連續(xù)真空上料，物料均勻地分布在包裝機料斗中，避免了物料中顆粒和細粉在橫向和縱向兩個方向的分層；對八列袋裝產(chǎn)品多次取樣檢測粒徑分布及裝量，證明粒徑分布一致，裝量穩(wěn)定。結(jié)論：給料系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化后的四邊封多列顆粒包裝機能夠適應(yīng)顆粒中含有較多細粉的藥品包裝，裝量均勻、穩(wěn)定，袋裝產(chǎn)品的粒度、裝量及裝量差異符合中國藥典相關(guān)規(guī)定。關(guān)鍵詞：顆粒包裝機；給料系統(tǒng)；優(yōu)化；裝量

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引言單列顆粒包裝機由于工作效率低下，正逐步被多列顆粒包裝機替代，在替代的過程中，新設(shè)備能否適應(yīng)在單列顆粒包裝機上確定的處方及工藝是一個普遍遇到的問題。我公司某藥品顆粒采用新購置的四邊封多列顆粒包裝機試機時，對八列對應(yīng)的袋裝樣品分析其粒徑分布及裝量，發(fā)現(xiàn)粒徑分布差別非常大，真空上料機的放料閥門朝向中間時，中間幾列細粉較多，兩側(cè)幾乎都是顆粒，調(diào)整放料閥門朝向料斗其中一側(cè)時，就會出現(xiàn)一側(cè)細粉很多，另一側(cè)幾乎都是顆粒，并且裝量極不穩(wěn)定。由于藥品的處方和工藝是經(jīng)國家藥品食品監(jiān)督管理局批準的，變更成本很高，所以反過來通過優(yōu)化設(shè)備，讓新設(shè)備適應(yīng)已經(jīng)確定的處方和工藝是藥品生產(chǎn)企業(yè)優(yōu)先考慮的選項。筆者查詢了顆粒包裝機的相關(guān)文獻，有3篇是關(guān)于傳動系統(tǒng)優(yōu)化的，有1篇是關(guān)于充填機構(gòu)設(shè)計的，沒有查詢到關(guān)于給料系統(tǒng)優(yōu)化的文獻。本文從實踐出發(fā)，提出幾條對顆粒包裝機給料系統(tǒng)優(yōu)化的建議。1

設(shè)備與儀器四邊封多列顆粒包裝機，型號DXDOKL1200；電子分析天平，型號Sartorius

BS223S；1#～7#標準篩。2

方法與結(jié)果2.1

分析問題2.1.1

多列顆粒包裝機與單列顆粒包裝機給料系統(tǒng)的比較多列顆粒包裝機與單列顆粒包裝機給料系統(tǒng)主要區(qū)別如表1所示。2.1.2

引起物料不同粒徑在給料過程中分層的原因表1列出了多列與單列顆粒包裝機給料系統(tǒng)的主要區(qū)別，這些區(qū)別將引起物料在給料過程中運動方式的改變，進而造成物料中不同粒徑顆粒重新分布，帶來混合不均勻問題。按給料順序，引起分層的因素分析如下：（1）自動真空上料過程中，物料在負壓作用下經(jīng)吸料口進入管道，再進入真空上料機的料斗。在這個過程中，不同粒徑的物料受負壓作用的受力不同，對物料混合均勻性帶來一定的影響。（2）自動真空上料機的放料閥門打開時，物料從真空上料機的料斗落向顆粒包裝機的料斗，在這個過程中，受到放料閥門的引流作用，物料將會沿著放料閥門開門過程中形成的斜面流向一側(cè)。物料在一側(cè)形成堆積，達到一定的高度后向另一側(cè)流動，不同粒徑和不同形狀的顆粒在這個過程中形成分層，流動性好的顆粒流向另一側(cè)，細粉更多的留在原地。（3）真空上料機的放料口是一個圓形，而顆粒包裝機料斗的上部是一個長方形，長方形的尺寸遠大于圓形，物料從真空上料機放料閥門落入顆粒包裝機料斗中，必然會形成物料在局部堆積，然后就會有物料從高向低處流動，形成分層。（4）顆粒包裝過程中，物料在料斗中受到設(shè)備震動的作用形成一定的分層。2.2

解決方案針對引起物料分層的原因，解決方案如下：（1）為了保持上料穩(wěn)定，減小自動真空上料的影響，在整個顆粒包裝過程中，將吸料口始終插入物料中。（2）調(diào)整自動真空上料機放料閥門的開門方向，使其正對著包裝機料斗的長邊，如圖1箭頭所示兩個方向中的一個。當放料閥門打開時，物料集中落向顆粒包裝機的中間，避免偏向一側(cè)。（3）在顆粒包裝機料斗中間的上部，固定一個翼形引流件，引導(dǎo)物料流向兩側(cè)。兩翼的遠端各開兩個孔，每個孔正對著顆粒包裝機的一個填充口，中間不開孔。翼形引流件的寬度約為顆粒包裝機料斗寬度的1/2，兩翼最遠端之間的距離等于顆粒包裝機料斗的長度。翼形引流件如圖2（a）和圖2（b）所示。物料經(jīng)放料閥門，一部分直接落入料斗的中間，一部分經(jīng)引流件引流落入兩側(cè)，最終保證物料均衡地落入料斗的各個部位。（4）顆粒包裝機料斗下部等距垂直插入3塊隔板（3塊隔板用1根不銹鋼棒連在一起），將料斗分隔成4個區(qū)域，每個區(qū)域?qū)?yīng)2個填充口，隔板阻止物料在包裝機工作過程中由于震動引起的物料橫向分層。翼形引流件固定在隔板上方，引流件的最高點與料斗的上平面相平。料斗加隔板和引流件的剖面圖如圖3所示。2.3

結(jié)果按照之前使用單列顆粒包裝機來包裝復(fù)合膜袋的處方及工藝制備某藥品顆粒，采用優(yōu)化后的給料系統(tǒng)，連續(xù)真空上料，物料均勻地分布在包裝機料斗中，避免了物料中顆粒和細粉在橫向和縱向兩個方向的分層；調(diào)節(jié)好裝量后，開始裝袋，每隔一段時間取樣一次，檢測樣品的粒徑分布及裝量，粒徑分布數(shù)據(jù)如表2所示，裝量數(shù)據(jù)如表3所示。從數(shù)據(jù)可以看出，八列樣品物料粒徑分布和裝量均有小幅波動，但都在規(guī)定范圍內(nèi)。粒徑編號對應(yīng)如下：1—通過1號篩未過2號篩；2—通過2號篩未過3號篩；3—通過3號篩未過4號篩；4—通過4號篩未過5號篩；5—通過5號篩未過6號篩；6—通過6號篩未7號篩；7—通過7號篩；5+6+7指5、6、7項相加。中國藥典規(guī)定，不能通過1號篩與能通過5號篩的總和不得超過15%，即本實驗中第5、6、7項相加不得大于15%。從表中數(shù)據(jù)看，八列樣品粒徑均符合國家規(guī)定。中國藥典規(guī)定的裝量差異范圍為±7.0%，即每袋裝量范圍為3.720～4.280

g，每袋總質(zhì)量范圍為4.728～5.288

g，上述樣品的裝量全部符合國家規(guī)定。3

結(jié)論（1）總混得到混合均勻的物料后，物料在多列顆粒包裝機給料系統(tǒng)中的運動形式非常關(guān)鍵，物料能否以混合均勻的狀態(tài)進入填充模具決定了裝量效果。優(yōu)化給料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是為了盡可能減少不同粒徑物料在給料過程中的分離、分層。（2）在放料閥門部件及出料口部件這兩個圓形件上設(shè)置限位槽，沿著限位槽固定，確保真