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流化床技术在制药工业应用的现状及前景

       流化床又称沸腾床,流化床技术在我国制药工业的应用应回溯到上世纪80年代,从原先的流化床干燥发展到流化床混合、流化床包衣、流化床制粒(丸)和流化床粉碎等方面的应用,在制剂应用方面由原先的固体制剂发展到其它制剂,特别在制粒干燥方面上作出了杰出的贡献。可以说,流化床技术为我国制药工业的发展意义重大,流化床赋予物料呈现的流态化性能会延伸出更多的应用,而今人们有必要把这一经典的技术发扬光大。本文从流化床的基本概念入手,分析和比较了流化床在制药工业应用的现状,也阐述了几种流化床设备的特点,同时憧憬了流化床技术的发展和应用前景。

       1流化床的基本概念
       1.1流化现象的概念 在一个设备中,将颗粒物料堆放在分布板上,当气体由设备下部通入床层,随气流速度加大到某种程度,固体颗粒在床层上产沸腾状态,这状态称流态化,而这床层也称流化床。采用这样方法辅于其它技术可完成物料的干燥、制粒、混合、包衣和粉碎等功能。 由于固体颗粒物料的不同特性,以及床层和气流速度等因素不同,床层可存在3种形态如图1所示。 V< Vmf V≥Vmf Vmf< V < Vt V≥Vt 死床 流化床 流化床
       (1)第一阶段(固定床),当流体速度较低时,在床层中固体颗粒虽与流体相接触,但固体颗粒的相应位置不发生变化,这时固定颗粒的状态为固定床;
       (2)第二阶段(流化床),当固定床阶段的流体流速逐渐增加到某一点时,固体颗粒就会产生相互间的位置移动,若再增加流体速度,而床层的压力损失保持不变,固体颗粒在床层就会产生不规则的运动,这时的床层就处于流态化;
       (3)第三阶段(气流输送),当流体流速大于固体颗粒的沉降速度时,这时固体颗粒就不能继续停留在容器内,而被气流带出容器。

       对制药工业应用来说,干燥、制粒、混合、包衣等是利用第二阶段运行的,对粉碎则可利用第二阶段与第三阶段而工程运行的。
       1.2 聚式流态化的概念 流态化又有散式和聚式之分,而一般流化床所遇到的大都数均是聚式流态化。在聚式流态化出,固体颗粒不是以单个的形式出现,而是以颗粒团的形式出现。流态化技术在制药工业运用时,一般固体颗粒和流体密度相差较大(如热空气、惰性气体的密度很小)。在实际运用中,工艺参数和设备设计不当易造成“沟流”和“腾涌”现象如图2所示。

沟流 腾涌
       (1)“沟流”,在流体通入固定床层时,由于各种原因使流体在床层中分布不均匀,使床层的局部地方产生短路,使相当多的流体通过短路流过床层。若产生“沟流”,对流化床干燥设备来说,会使干燥介质与被干燥物料接触不良,干燥效果降低。              (2)“腾涌”,当流化床内颗粒大小分布不均匀、气体通过分布极不均匀以及流化床的高度与直径比较大因素时,会使床层内部气泡汇合长大,直至气泡直径大到接近于床层内径时,固体颗粒在床内形成活塞向上运动,颗粒会向上抛出很高,小颗粒被气流所夹带,大颗粒然后纷纷落下。如此循环,也会使固体颗粒与干燥介质流体接触不良,干燥效果降低。 2流化床技术及设备在制药工业应用的现状分析 流化床技术最早应用于干燥工业是1948年在美国建立多尔-奥列弗固体流化装置,而我国是在1958年以后开始应用流化床技术,首先是在食盐工业上应用,继后被广泛应用于化肥、颜料、塑料、制药等方面,其中,其真正应用在制药工业是在1980年以后,那时只应用在固体制剂的干燥。而今流化床技术在制药工业已从单纯的流化床干燥发展到流化床包衣、流化床制丸、流化床混合及流化床粉碎,特别是近年所延伸至包衣、制粒(丸)功能,新功能与原传统的制剂工艺相比体现出更多的优势。 2.1流化床干燥技术及设备的现状分析 2.1.1流化床干燥特性的分析 流化床干燥利用热空气流使湿颗粒悬浮,流态化的沸腾使物料热交换,把水分带走达到干燥,其采用热风流动对物料进行气-固二相悬浮接触的质热传递达到湿颗粒干燥。 (源自:无锡市志邦干燥设备制造有限公司 http://www.zbgzsb.com)

       2.1.1.1流化床干燥的优点
       (1)由于物料和干燥介质接触面积大,同时物料在床内不断地进行激烈搅动,所以表现为传热效果良好及床层内温度比较均匀,具有很高的热容量系数(或体积传热系数),一般可达8000~25000kJ/(m3·h·℃),另具有生产能力大特点;
       (2)由于流化床内温度分布均匀,从而避免了产品的任何局部的过热,所以特别适用于某些热敏物料干燥;
       (3)在同一设备内可以进行连续操作,也可进行间歇操作;
       (4)物料在干燥器内的停留时间,可以按需要进行调整,所以产品含水率稳定;
       (5)干燥装置运动部件少,从而设备的投资费用低廉,维修工作量较小。
       2.1.1.2流化床干燥的缺点
       (1)被干燥物料颗粒度有一定的,一般要求不小于30微米,不大于4毫米为合适,粒度太小易被气流夹带,粒度太大不易流化;
       (2)当几种物料混在一起干燥时,则要求几种物料的相对密度应接近;
       (3)含水量过高易粘结成团的物料,一般不适用,同时易结壁和易粘结团的物料会在流化过程中产生结壁和堵床现象; (4)由于流化干燥器的物料返混比较激烈,所以在单级连续式流化干燥装置中,物料停留时间不均匀,有可能发生未经干燥的物料随产品一起排出床层。  
       2.1.2流化床干燥设备现状的分析 流化床干燥又称沸腾干燥,其利用热空气流使湿颗粒悬浮,流态化的沸腾使物料热交换,把水分带走达到干燥。其采用对流方式干燥方式,气固两相大面积接触,表现出料床温差小、干燥速度快、成品含水均匀等沸腾干燥特点,广泛适用于产量大的品种。流化床干燥设备应用在制药工业上常有卧式沸腾床干燥机、高效沸腾干燥机等。
       2.1.2.1沸腾床干燥机 沸腾床干燥机如图3所示由空气过滤器、加热器、沸腾床主机、旋风分离器、布袋除尘器、高压离心风机、操作台组成。当粉粒状固体物料由加料器加入沸腾床干燥机中,过滤后的洁净空气加热后由鼓风机送入流化床底部经多孔分布板与固体物料接触,形成流态化达到气固的热质交换,物料干燥后由排料口排出,废气由沸腾床顶部排出经旋风除尘器组和布袋除尘器回收固体粉料后排空。 沸腾床干燥机是能连续进出料,并具有产量大的特点,目前主要应用于中药冲剂生产上。但其生产效果并不如人意,主要原因表现为:
       (1)原始结构设计存在缺陷,结构上未能有效避免清洗死角与盲区;
       (2)在真正意义上达不到连续进出料要求。

       该类机型国内有多家仿制,但都离不开仿国外二大代表机型,一类代表为美国Ventilex公司,已实现单机蒸发量达5000kgH2O/h;另一类是德国Glatt公司的GF系列产品,已达到单机蒸发能力1600 kgH2O/h。国产机型与这两类设备主要差异表现为:        (1)床层的零压设计及控制;
       (2)粉尘回收装置及系列的设计;
       (3)为清洗SOP设计的快速拆装结构;
       (4)有机溶煤有效回收装置。
        2.1.2.2高效沸腾干燥机如图2所示 空气经加热净化后,由引风机从下部导入,穿过料斗的多孔网板。在工作室内,经搅拌和负压作用形成流态化,水分快速蒸发后随着排气带走,物料快速干燥。高效沸腾干燥机特点为:
       (1)流化床为圆形结构避免死角;
       (2)床内设置搅拌,避免了潮湿物料的团聚及干燥过程中形成沟流“沟流”;
       (3)采用翻顷卸粒,方便迅速彻底,操作简便,清洗方便;
       (4)密封负压操作,无粉尘外泄;
       (5)干燥速度快,温度匀称,每批干燥时间一般在20-30分钟。 该机型是针对湿颗粒干燥设计的,由于结构简单,价格低而在我国药厂得到广泛应用,国外所占比例很小。该机尚待解决的问题是:由于内置搅拌结构,应克服密封及快卸清洗。 2.2流化床制粒(丸)技术及设备的现状分析
       2.2.1流化床制粒(丸)特性的分析 流化床制粒是在流化床干燥工艺中辅助粘合剂喷雾工艺而成,流化床制粒又称一步法制粒,其集混合、制粒、干燥于一体。其原理为:利用气流作用,使粉粒产生流态化而混合。粘合剂采用气流式喷雾定量喷洒在粉体上,使其凝集,并采用热风流动对物料进行气-固二相悬浮接触的质热传递达到颗粒干燥。 2.2.1.1流化床制粒的优点
       (1)集混合-制粒-干燥于一体,混合的时间、产品水分含量、干燥后制粒质量和均匀性等满足相应要求;
       (2)制粒成品颗粒较松,粒度20~80目左右,且成品外观近似球形,流动性好;
       (3)生产效率高、劳动强度低;
       (4)混合、制粒、干燥过程均应在全封闭负压状态下,以防止粉尘污染和飞扬,受外界污染低。
       2.2.1.2流化床制粒的缺点
       (1)电耗较高;

       (2)洗清相对困难;
       (3)控制不当易产生污染。 近年开发的气动旋流式流化床既可制粒又可包衣。同时,离心式流化床制丸可以制造出多孔性球形颗粒或小丸,适用于高密度小直径颗粒的批量生产。由于这些技术在流化制粒或制丸的同时,又能完成包衣,故此点归入2.3流化床包衣部分阐述。
       2.2.2流化床制粒(丸)设备现状的分析 2.2.2.1沸腾制粒机 沸腾制粒机(又称一步制粒机)如图5所示是集混合-制粒-干燥于一体的设备。沸腾制粒机是目前药厂广泛选用的制粒设备,其工艺亦日趋成熟,目前国内已有70余家单位生产此类设备。沸腾制粒机特点:
        (1)进风采取2~3级过滤、引风机带有消音装置,整个混合、制粒、干燥工艺过程从进风、雾化、排风都处于全封闭状态;         (2)机器的喷雾压力与粒度、进排风温度及风量、负压、粘合剂用量及浓度等应满足实际工艺要求,并使制粒快速干燥、均匀;
        (3)采用多流体雾化器,且整个粘合剂喷雾有程序控制;
        (4)其捕集尘布袋过滤器两端压差,能自动测查并可控,使床内保持最佳流化状态;
        (5)双捕集滤袋系统,清灰彻底。 国际上此类设备以GLATT及Aeromatic公司相应产品为代表,国内沸腾制粒机与国际同类先进技术相比,尚有很大差距,主要表现在以下几方面:
        (1)介质预处理装置的设计,在GLATT及Aeromatic公司所推荐的一步制粒流程中,已纳入进风除湿功能,国内目前尚未如此设计;
        (2)在配件选择方面,国外设备采用一种经纬高强度抗静电布过滤袋,清灰效果良好,风阻小,且经久耐用,而目前国内尚无此类产品供选择;
        (3)在控制上,国外设备可做到工艺重复性,控制带有各相关工艺参数的连锁、反馈及与工艺要求匹配的变量差错设计,其工艺重复性极强,国内尚达不到要求;
        (4)在结构上,国外设备设计制作过程严格遵守GMP规范,如清洗液的排泄,动(静)部位的密封,法兰处流态化死角等方面处理是合理有效的,而国内大部分产品的制作设计上,严格来说,离GMP规范尚有距离。 然而,国际上以GLATT及Aeromatic公司相应产品为代表,其产品在全球占具绝对的份额。虽然产品先进,但也尚存不完善之处,如国外产品的应用范围窄,机型偏重单品种,而我国药厂普遍存在品种繁多,所以要求技术设计应考虑更多的通用性。此外,原进口机型测绘的标准型通用性差。 (源自:无锡市志邦干燥设备制造有限公司 http://www.zbgzsb.com)
       2.2.2.2连续流化床制粒机 连续流化床制粒机如图6所示,在传统沸腾干流技术中溶入喷雾和气流分级的技术,它是流化床设备的衍生产品。其特点:
       (1)采用流化冷却(干燥)方式,质热传递快;
       (2)喷雾方式制粒,产品强度可控;
       (3)气源系统分级,成品粒度范围极小;
       (4)连续式制粒作业,生产效率高。 主要用于医药、食品、化工等行业的粉末物料混合、干燥、制粒、颗粒"喷涂"、放大、熔融液冷却造粒等作业。 2.3流化床包衣技术及设备的现状分析
       2.3.1流化床包衣技术特性的分析 流化床包衣是在流化过程中,所有的颗粒都悬浮在流化气流中,表面完全暴露,可以喷射各种包衣液,并进行湿热交换。其中,流化状态是由被流化物料的特性及设备的结构而定,由于每种技术不同,其流化状态也不同。常有三种喷雾技术进行包衣,即顶喷(标准床)、底喷(Wurster)及侧喷(rotor)三种形式,为了使衣膜均匀连续,尽量做到减少液滴的行程(即液滴从喷头出口到达颗粒表面的距离),以减少热空气对液滴产生的喷雾干燥作用,使得液滴到到被包颗粒表面时,基本能保持其原有特性,以达到均一性、理想铺展性和衣膜的均匀连续性。 2.3.1.1顶喷式流化床包衣的特性 顶喷式流化床通常物料槽是圆锥形,喷枪在流化界面上最低位,流化气流通过底部筛网进入料槽,随气流量的增加,原静止物料受到气流推动而流化。其中,颗粒受气流推动从料槽中加速运动经过喷嘴,喷嘴喷出包衣液包裹到不规则运动物料表面,其方向与颗粒运动方向相反。顶喷式流化床易产生二大问题:
       (1)逆向喷液会使喷嘴到颗粒表面距离增加,热空气对液滴的挥发也加大,从而影响液滴的粘性、铺展性和衣膜的成形;          (2)不规则的流化状态不可能有效地控制液滴到被包颗粒运动的均匀性。 顶喷式流化床技术优点为:批量大、安装简便和换批清洗方便。而缺点为:应用范围窄、颗粒易粘连及不适宜颗粒的包衣。
       2.3.1.2底喷式流化床包衣的特性 底喷式流化床包衣是威斯康星州大学Dale Wurster博士于1959年创立,其基理为:喷动流态化与喷雾相结合,形成喷泉状态,使工业化包衣变得现实,其工艺的广泛运用至今尚无其它形式所能相比。在流化床包衣设备分布板中央设置雾化器,即底喷流化床(也称Wurster系统),其中,带扩展室的物料床中心设置圆形导向筒,分布板在导向筒区域内具有较大的开孔率,以满足大部分风量通过,形成类喷泉式的流态化,粉粒从导向筒内由气流加速而上升,再离开导向筒进入扩展室,尔后风速急巨下降使物料下落进入床体与导向筒之间的环隙区域,如此的循环。使物料具有高度的分散性,因而底喷包衣工艺具有人们所期望的工艺重复性。底喷式流化床包衣的二大工艺特点为:

       (1)同向喷液会使喷液方向与颗粒运动方向一致,这种运动所呈现出快速、持续和均一;
       (2)包衣液是喷洒在喷嘴附近运动有序的颗粒表面,故液滴到被包颗粒表面距离很短,易形成连续紧密的衣膜。 底喷式流化床包衣的优点:衣膜质量好、适用范围广及中等批量生产。底喷式流化床包衣的缺点是工艺改变时需对机器内多孔板更换。 随着微丸制剂与缓控释包衣这一新型制药工艺的兴起,微丸制剂及缓控释包衣以掩味、着色、防潮、抗氧化、遮光、胃溶、隔热、肠溶、缓释及控释的特点决定了相应设备的市场。在国内,底喷Wurster系统是目前微丸制剂与缓控释包衣广泛运用的装置,往往该类设备是集制丸与包衣合为一体。国内是本人率先申请专利,目前我公司产品产量从150g/批至200kg/批。用户使用达65家,应用于从粉体包衣至微丸的缓控释产品。
       2.3.1.3 侧喷式流化床包衣的特性 侧喷式流化床包衣是较新的技术,侧喷式流化床包衣原理为:物料槽是圆柱形,底部带有一个可变速转盘,转盘可上下移动,以调节进气量,包衣液则通达料槽壁上的雾化喷嘴加入料槽内,喷嘴喷射方向与颗粒流化的方向一致,将包衣液切向喷入料槽内。颗粒在料槽内的运动呈旋状、均匀及有序,这是由于三个力合成所至,即颗粒自身重力(导向颗粒向下运动)、通过间隙的向上的气流作用力(使颗粒向上运动)及转盘转动产生的离心力(使颗粒沿转盘周围运动),这三个力合成使得颗粒呈螺旋状运动。侧喷式流化床包衣的三大工艺特点为:
       (1)同向喷液,喷嘴埋入物料内,这样液滴行程最短;
       (2)颗粒的混合与喷射雾化的几率均等;
       (3)在喷液区域颗粒高度集中。 侧喷式流化床包衣完全可以和底喷式流化床包衣相媲美,不足之处是产生较大的机械摩擦力,不适用脆碎物料。侧喷式流化床包衣常用于生产大批量的药丸,也可用于包缓、控释衣膜。
       2.3.1.4顶喷、底喷及侧喷形式的比较 对顶喷、底喷及侧喷这三种喷雾方式来说,在流化床包衣中是各有其特点,现把其比较列表如表1所示,从中可看到,随着现代制剂工艺的发展,单一的床型已无法满足要求。

表1 机喷底喷侧喷3种方式比较 床型 风量 物料分散性 流态化 物料脆碎度 干燥速率 成粒孔隙率 用途

顶喷 大 中 随机 高 快 大 制粒 底喷 中 高 规则 低 中 中 包衣 侧喷 小 低 规则 低 低 低 包衣、制粒(丸)

       2.3.1.5旋流流化制粒包衣 旋流流化制粒包衣技术起源为德国Huttlin公司率先推出的Kugelcoater多功能制粒包衣机运用“涡轮驱动底盘”,将三种喷雾流化床有机结合,是流态化新技术的最大成就,根据其原理和实际国情,常州市佳发制粒干燥设备厂2002年开发了LBF旋流流化床制粒包衣机。粉末或颗粒在的流化床内,受到环隙空气浮力、旋转离心力及自身重力的作用,呈环周绳股状,粘和剂或包衣液喷入料层形成真球度及高的丸粒或连续均匀的衣膜,其中,转子速度连续可控。粒丸在床内处于泛丸状态,结果是其表面致密,真球度及高。
       (1)旋流流态化与顶喷法造粒对照如表2所示:

表2 旋流流态化与顶喷法造粒对照 机型 沸腾制粒机 喷雾干燥制粒机 旋流流化床制粒包衣机 板兰根浸膏:糖粉 1:3 1:3 1:3 初始投料 96 120 120 浸膏 γ=1.2g/cm3 γ=1.2g/cm3 γ=1.2g/cm3 造粒时间 100min 75min 52min 粒度 30-60目 77% 30-60目 82% 10-40目 91%
       (2)旋流流化床包衣较wurster底喷包衣而言,其喷雾范围不必加以限制,雾粒处于料层内扩展,可设置多枪操作,旋流流化床包衣有关工艺参数如表3所示:

表3 旋流流化床包衣工艺参数 物料 盐酸头孢它美脂 伊曲 康唑 奥美拉唑 植酸酶 柠蒙酸 盐酸地尔硫 包衣功能 掩味 胃溶 缓释 保持活性 防潮 控释 增重 15% 64.2% 25% 8.5% 5% 25% 膜材 Eudragit E100 Eudragit E100 HPMCP HPMC HPMC Eudragit RS100 进风温度(℃) 55 53 47 45 60 40 成品粒度(目) 40~80 20~25 20~30 14~40 10~30 18~24

       2.3.2流化床包衣设备现状的分析
       (1)(底喷)流化床包衣机 流化床制粒包衣机如图7所示是运用底喷流态化机理,控制物料在床内开成有序运动,实现精确的造粒、包衣的功能。其可应用:≥μ50m的粉末包衣、粒、丸(≤6mm)掩味、着色、热熔、防潮、抗氧化包衣、粒丸肠溶衣、缓释包衣、控释包衣、悬浮液、溶液涂层放大等。其特点:
       (1)物料高度分散,物料在导向筒内处于气流输送状态,分散性好,伴随衣膜的喷涂,而不致于产生粘连;
       (2)底喷,雾粒与物料同向运行,其到达物料的距离很短,湿分不致于快速蒸发掉,与物料产生良好的附着,并具有极强的铺展性,使得衣膜牢固、连续;

       (3)规则流型的流态化,喷泉式流态化能使设备中物料具有重现性良好的运行轨迹,这一点是严格包衣操作所不可缺少的,其目的是让物料与雾粒接触机会均等,包衣才会均匀。同时,物料本身形成自转,其表面任一角度与雾粒接触机会均等。因而,对于缓释、控释而言,底喷工艺形成的衣膜连续均匀;
       (4)衣膜性能,底喷流化床的喷泉规则流使得“完全”包衣变得可行,并具有耗用衣材较少、衣膜均匀的特点;
       (5)在结构上,一是导向筒高度可调,随着物料粒径变大,其高度会有所改变;二是流化分布板是随物料性质变化的,其开孔率及其分布采取更换方式调节;三是导向筒高度的合适设计,根据“死床”高度设计高度太高,碰撞加剧,会产生“衣层”脱落,高度设计太低会影响物料由流化区飞向包衣区迁移,从而引起产生包衣不均;
       (6)工业化放大,底喷床可完成400g至500kg的包衣操作,大生产时,床内设置至7个喷头,能同时要求具备七个一致的喷泉流,我公司已可在LDP-120流化制粒包衣机型喷头装至5个。在化工领域,常州佳发已成功生产数台1000kg/批底喷包衣流化床设备。          2.3.2.2多功能制粒包衣机 多功能制粒包衣机如图8所示是集喷雾干燥制粒-离心包衣-流化包衣-干燥于一体的多功能设备。该机兼容多种工艺操作,特别适用于医药、食品、化工等行业多品种、多剂型制粒、制丸及包衣,可制备粉体物料制粒及包衣;制备50μm大小的微粒并包衣;制备多孔性速溶颗粒、多层缓释控释包衣、球形制粒及包衣;中成药流浸膏制粒及包衣;制备致密球(丸)形颗粒及包衣;粉粒、粒状、团状物料干燥。其特点:
       (1)通过互换流化床达到一机多用;
       (2)在一机上完成制粒、制丸、包衣、干燥操作;
       (3)系列化,已有FLP1~FLP120多种机型;
       (4)新药开发的理想设备。
       2.3.2.3旋流流化制粒包衣机 旋流流化制粒包衣机如图9所示,其原理:空气经净化处理后,由加热器升温至操作温度,经辐射涡流式叶片,切向进入流化床,驱动床内物料形成旋转流,由于气流的浮力,物料同时进行翻腾,在此状态中,物料处于悬浮状态,其表面积完全暴露在气相中进行快速的传热传质对流干燥,水份随排风经过滤器排出,埋伏在驱动盘上的气流式雾化器,沿气流方向同向喷雾,粉子经润湿聚集,架桥成粒或雾粒在粉粒(丸)表面涂敷,铺展成膜,完成包衣操作。旋流流化制粒包衣机可适用于粉末微粒、微粒包衣、制丸、包衣等,且特适用制致密颗粒(增加比重),也可制大粒(8-20目)冲剂。

       2.3.2.4旋流流化制粒包衣机特点
       (1)辐射式进风驱动盘的特点,热空气以辐射切向进入,物料作三维运动,用顶喷流化床比较达到快速混合并不产生分层。其物料在床内行成旋转翻腾,比顶喷更为规则,因而利于实现粉、粒、丸均匀包衣。而物料在床内运行同时,产生自转,其表面成膜厚度均匀,因而可应用于缓控释包衣。同时,旋转流态化行成物料间相互挤压,成粒密度较高,对于填充要求大比重制粒特别理想。另外,物料旋流及自转,成粒真球度高,适当的辅料配比,可完成丸剂制备作业。
       (2)雾化器的特点,采用三流体雾化器,内层气用以雾化,外层气则在出口处将雾化区与物料隔离,确保无粘连。其雾化器埋入物料层作底喷操作,雾粒到达物料表面距离极短,粘结剂可充分润湿物料,造粒时间缩短。同时,雾化器埋入物料层底喷操作,雾粒到达物料表面距离极短,包衣时,雾粒不致形成喷雾干燥,确保完全利用,生产成本低;另多喷枪作业并不产生交叉影响,生产效率提高。
       (3)CIP在位清洗的特点,360°旋转快装清洗头,可实现主机内快速清洗作业。同时,不锈钢烧结过滤器,清洗时不需拆卸。  
       (4)进出料的特点,利用引风机,采取负压气流输送上料,避免粉尘飞扬。同时,利用物料旋转所产生的离心状态,从旁侧快速卸料。
       (5)除尘装置的特点,排风携带的粉尘被布袋有效拦截,除尘是利用鼓风完成。同时,除尘利用鼓入热风,避免过滤器潮湿堵塞。此外,强热风量反吹除尘,清灰干净。
       2.3.3对流化床包衣设备制造的看法 与一步制粒机比较而言,国内流化床包衣技术尚属刚起步阶段,其主要原因是Wurster系统是建立在喷动流态化的机理上,对其机理的理论和实验研究还不完善,要提升设备的制造和应用的话,本人自己看法有3点。 一是,被制粒包衣物料的粒子直径、比重及增重比等特性差异较大,要真正可靠应用于相应要求的制粒包衣生产上,包衣--流化区域风量分配及开孔率的设计是其技术核心。因此,必须具备供试验的小机型,同时还要具备生产机型的试验台,目前国内仅有约2家具备此条件; 二是,必要检测仪器的配备,一台流态化包衣机的配套装备需要在小试获得的数据指导下进行选型、设计及制造,因而应相应配备溶出仪、紫光分度仪等仪器; 三是,制剂工艺技术、辅料选择以及包衣膜材的配制均是此项制剂生产领域的基础,也是流化床包衣机设计必须先行的一步,这里要有相关人士作研究,研究人士既要懂工艺又要懂设备,二者有机结合才能营造出流化床应用的新天地。

       从国际先进流态化包衣设备经验来看,以Glatt、Aeromatical、Disonia等公司为主代表厂商均具备齐全的实验装备、检查方法及与之相适应的工艺技术人员,并广泛的在全球与药厂进行售前服务及项目合作,此点可让我国学习和借鉴。 2.4流化床粉碎技术及设备的现状分析 除流化床技术有上述运用外,流化床近年被用于气流超微粉碎上。在气流超微粉碎主机中采用流化床对撞式气流粉碎机型式如图10所示,当物料送入粉碎室,气流(可以惰性气体,也可以是空气)通过喷嘴进入流化床,被粉碎的粒子在高速喷射气流交点碰撞,有文献研究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,不与腔壁产生磨损影响,所以几乎无磨损。其中,流化床对撞式气流粉碎机的结构之所以几乎无磨损或对壁面沾粘小,通过喷嘴的介质只有气流而不与物料同路进粉碎室,从而避免了粒子在途中产生的撞击、摩擦以及沾粘沉积,也避免了粒子对管道及喷嘴的磨损。 流化床技术贯穿在气流粉碎在物料整个工艺过程,包括物料的输送、分级及收集过程。从制药工业应用来说,流化床气流粉碎是气流粉碎家族中最完美的机型,主要是它粉碎过程的几乎无磨损性质决定,从根本上解决了粉碎设备在原料药中的应用,特别是无菌制剂上应用,它解决“四个”难题,即一是易氧化性或热敏性的控制;二是粉碎细度的控制;三是不溶性微粒的控制;四是设备能有效清洗和灭菌。 2.5流化床混合技术的现状分析 基于流化床混合技术是混入其它设备类型中,这里不作专门分析。主要阐述一点,多种成分相聚,分离交错频繁急剧,因而混合时间短,但因比重悬殊除外。

       3流化床技术及设备在制药工业应用发展前景的探讨

       3.1防爆安全方面的前景 国内开发防爆安全型流化床设备仅有极少厂商制造过,随着国内GMP的深入实施和新的剂型工艺出现,将会涉及更多有机溶煤,易燃易爆物料在流化床设备的应用,它不仅涉及到自身物料的防爆性,而且涉及到静电和粉尘爆炸问题,故防爆安全型流化床设备的开发具有很大的市场潜力。 3.2合作开发的前景 任何设备的形成依赖于工艺小试的技术,而新设备的发展将带动新剂型和新工艺的变革。目前,新剂型开发是发展中国家制药工业所普遍采用的途径,其中缓控释微丸的开发及工业化应用,必须是制药厂与药机企业有机结合,做到两者的结合、工艺设备互补以及技术共享,这样具有良好前景。 (源自:无锡市志邦干燥设备制造有限公司 http://www.zbgzsb.com)

       3.3工艺设备开发的前景 流化床技术在五十年代算得上革命性进步,其中第一革命是以丘林工程师为代表工程师代将其与喷雾技术相结合产生的一步制粒机;第二次革命是Wurster博士建立的底喷包衣柱,而德国HUTTLIN公司所开发的涡流驱动流态化当推为第三次革命。运用涡流驱动产生旋转流态化,实际上将顶喷、底喷及切喷的优点有机结合,其特点:一是规则流流态化,实现缓控释包衣;二是喷雾可不必限制,涂敷时间短,快速作业;三是大风量对流,干燥速度快,四是旋流流态化,可制得真球度高的丸剂及大比重颗粒。 由此看来,即下去第四次革命尤为重,它将集多种技术、低能耗、高效快速和更符合GMP规范多种要点所展开,其意义重大。其中关于快速高效方面,笔者本人认为,流化床属于均匀床,物料温度梯度小,亦即全混式流态化,物料随机运动,因而不宜作缓控释包衣。而德国Glatt公司以顶喷方式进行包衣技术成熟,由于高强度对流干燥及对喷雾的不加限制,因而是一种理想的高效方式,但应解决如以下技术问题:
       ①截面风速梯度;
       ②雾粒以涂敷方式与物料接合而不产生架桥造粒;
       ③包衣膜材过早被干燥或损失;
       ④流态化的有序运动。同行只要能悟出其要求,迎刃而解的话,新的流态化技术在制药工业应用前景会更广。
       4小结 本文从流化床的基本概念入手,分析和比较了流化床在制药工业应用的现状,也阐述了几种流化床设备的特点,同时,对流化床技术的发展和应用前景作了探讨。笔者抛砖引玉地陈述,使人们正视目前流化床技术及设备应用的现状,更好地把各自流化床设备升级换代,把流态化这一经典的技术发扬光大,使流态化性能会延伸出更多的应用。同时推动国内流化床技术及设备能赶超世界先进水平。

 

 
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