沸腾制粒机技术特点

沸腾制粒机技术特点及在工厂使用中的细节改进

摘要：综述了沸腾制粒机技术的工艺特点,介绍了沸腾制粒机的工作原理并对沸腾制粒机在实际生产中的使用情况进行分析研究.通过对沸腾制粒机的技术改进，提高沸腾床使用的实用性，操作的便利性，产品质量的稳定性，减少能源的损耗，降低劳动强度，提高产品的成品率，避免了不必要的物料损失。

关键词：沸腾制粒；技术特点；改进；

0 引言

沸腾制粒机(国内俗称一步制粒机)是国外开发的产品中国自20世纪70年代初开始引进，并在药厂使用将近40年。沸腾制粒技术是集混合、制粒、干燥在一个全封闭容器中进行操作的技术，与其他湿法制粒方式相比，具有工艺简单、操作时间短、劳动强度低等特点，而且减少物料搬运次数并缩短各工序所需时间，从而减少对物料和环境的污染。

沸腾制粒技术具有传热快、传热效率高、颗粒粒度均匀、密度小、流动性好、压缩成形性好等优点。颗粒间较少或几乎不发生可溶性成份迁移，减少了由此造成片剂含量不均匀的可能性。

目前，沸腾制粒机技术正得到越来越广泛的应用，本文对沸腾制粒机的技术特点进行简明的阐述，同时对沸腾制粒机在生产使用中出现的一些问题进行分析并提出有针对性地改进方法，以便于提高沸腾制粒机的生产实用性。

1 沸腾制粒机的结构及工作原理简介

沸腾制粒机的主要结构如图所示。将制粒用粉状物料投入流化床（即原料容器）。热风流在引风机的负压抽吸下, 经初中效过滤器过滤后，由表冷器除湿后被加热器加热，再经高效过滤器过滤达到洁净级别要求后，由进风阀调节风量后，经进风道从气流分布板进入流化床中。热气流将制粒室中的药粉（如中药材粉、浸膏粉等）鼓动悬浮成流化状态（亦称“沸腾”状态），在流化床中干燥。此时液态物料（如中药流浸膏或粘合剂、包衣液等）由输送管道送入喷嘴，再由压缩空气将液态物料雾化成细小液滴喷洒在流化床中使沸腾态的粉末湿润，粉末间相互架桥聚集长大成粒。物料干燥后由排料口排出，废气由沸腾制粒机顶部排风管排出。

在沸腾干燥过程中一部分粉状物随气流上升被气流带向过滤室，干燥粉末被布袋捕集，当捕集到一定量时，此时风机暂停工作，抖袋系统开始工作将捕集到的物料抖落至流化床中，之后风机重新运转。

1-空气过滤器 2-板式换热器 3-进风段调节风阀 4.8-温度传感器 5-热风室 6-隔筛网 7-沸腾床（流化床） 9.10-喷嘴 11-减压阀 12-引风机

2我单位设备在实际生产中出现的问题与解决方法

2.1 风量风压控制改进

我司设备原有的风量风压是靠公频引风机（排风管路段）和调节风阀（进风管路段）来进行调节控制。在制粒过程中，初始时由于粉粒较细较轻，即使调节风阀关闭至设定的最小开度，粉粒依然被强劲的热风吹附到过滤捕集袋上。粉粒不能在沸腾床内实现良好的沸腾干燥，颗粒容易聚集在一起形成结饼结块的现象。为此对风量风压调节进行相应改造，取消进风段的调节风阀，取消排风段原有公频风机更换为相同功率的变频风机并在排风管安装风压表，通过风压参数对风机的转速进行调节来改善物料的沸腾效果。

2.2增加气流导向板，改善气流分布

如下图所示，未安装气流导向板时，气流直接撞击热风室前端，降低了风压风速，而且容易使热风室后端形成气流盲点影响沸腾制粒效果。为了对气流进行导向，使气流均匀分布，在热风室安装若干组气流导向板对气流的角度进行调整，使吹入沸腾床的气流更加均匀，获得更好的流化干燥效果。

2.3进风温度精度控制改

根据相关工艺规定药品在生产时沸腾床内的温差不应超过±3℃，由于我司国产设备原有的唯一的一个温度传感器位置在沸腾床中部，当其探测到流化床内温度变化时对换热器蒸气阀阀门的开度进行控制，以实现调节温度的目的。由于测温点距离进风口较远，探测进风温度的变化有一定的延时，导致温差控制幅度往往超过了±10℃。由于温度偏差大，严重影响到了产品的质量。当进风温度高时，粘合剂（液体物料）蒸发快，降低了粘合剂对粉粒的湿润和渗透能力，导致所得的制粒半成品粒径小、密度松、脆性大，不利于压片成型。

当进风温度过低时，会使沸腾床内的粉粒干燥过慢，潮湿的粉粒不断粘连聚居会出现粘筛或物料大面积结饼结块现象，使物料无法在沸腾床内正常的流化干燥，最终导致生产收率低甚至无法正常生产造成整批返工。

由于国产设备的制造水平问题，无法提升控制温度精度范围。在经过和设备制造厂商协商及进行设备验证后，在沸腾制粒机底部与进风管连接处增加一个温度传感器，将其与原有的温度传感器配合使用（即同时检测沸腾床内部温度和进风口的温度），同时修改温控系统控制程序，使整个系统更及时的对所探测到的温度变化数据进行处理，使设备在最短时间内有效调节蒸气阀门的开度，减小温度范围偏差，使沸腾制粒机的工作温度稳定的保持在允许范围之内。

2.4 “滴枪”问题的改进处理

“滴枪”就是指喷嘴在实际生产中喷出的液体物料经常呈线状，没有形成雾状喷射，导致沸腾干燥效果差制粒后行程的颗粒较粗，后续压片工序压出的片剂成品有斑点。这主要是由于在制粒过程中沸腾上扬的粉粒在喷嘴处与液体物料凝成一体增大了沾住喷嘴所致。

因此将固定喷嘴改为具有灵活转动功能的喷嘴，喷射时喷嘴朝下，喷射完毕后喷嘴转向朝上避免粉粒沾粘在喷嘴上。此外，在液体物料贮存桶增设恒温加热系统，防止物料因温度将降低而使黏度过大。

2.5捕集袋脱落问题的改进处理

捕集袋采用防静电、无纤维脱落布制作，不易产生静电。捕集袋

采用整体吊装的形式，系带式捆绑在不锈钢螺扣钩上。在沸腾床沸腾干燥过程中，因操作时间长抖动捕集袋频率多，所以系在不锈钢螺扣钩的捕集袋绳子会经常脱落，不锈钢螺扣偶尔也会因为长时间的抖动造成松扣，致使捕集袋脱落。脱落的捕集袋散落后在气密封圈的上部，许多的物料细粉堆积在里面不能被抖落回料仓。由于捕集袋的脱落，从外表又不易被察觉，所以在一个生产批次完成后停机时，气密封收缩，散落的捕集袋很容易进入到密封圈和沸腾体的隙缝间。当再次启动沸腾床时，气密封圈就无法起到密封的作用，这样就会造成物料的大量损失。厂家推荐拆卸清洗捕集袋时，解下系在不锈钢螺扣钩上的捕集袋活扣。其实在操作中，安装拆洗每个绳索活扣，非常不方便，一圈50个活扣接下来至少30分钟，清洗完毕安装回去至少需要50分钟。 解决办法：捕集袋固定方式改进

把系带试改成挂带式，并且在挂带中加上钢丝后钉死，增加挂带的耐磨性。将不锈钢带扣钩改为不锈钢弹簧钩，

不锈钢弹簧钩不会因工作中设备内部产生的振动和风流脱落，而且方便操作对于每批次的拆装的更换清洗。

改前：

改后：

2.6 料仓推车改进

被干燥完的颗粒要在下一个工序通过提升反转整粒机进入总混机，这样当空的料仓要放回料仓推车时，由于入槽的空间过于狭窄，导致料仓挂臂很难入槽，操作工总是不停地调整料仓推车的位置，位置稍微不对，就无法把料仓放置到推车上。在日常工作中每批物料制作中要进行5～8次料仓位移操作，料仓下降不到准确位置就无法入位到料仓小车上，没法使料仓回位到沸腾床上，给工作带来了不便。 为了便于料仓挂臂入位，在接触点两边出打磨出45度的圆弧坡，这样使料仓很容易的入槽，当料仓慢慢放下时，只需下落到圆弧段推车会被带动到正确的位置，大大节省了操作时间，提高了工作效率。

改前 改后

2.7 沸腾制粒机热能节降改进

沸腾制粒机运行中能源的消耗主要是风机消耗的电能以及热交换器消耗的蒸汽热能。

在电能节降方面，上文已经提到将原有的公频风机加装变频器进行变频控制，起到很好的节降电能效果。

在热能节降方面要提高沸腾制粒机的热效率，减少热能损耗可以通过以下各个途径解决。

途径一：回收沸腾制粒机排风出口气流的热量，对排风热量进行再利用。沸腾制粒机的排风温度高于进风口进风的温度，因此将排风热能通过热交换器交换给进风进行预热，提高进风的初始温度，以达到减少蒸汽使用量的目的，同时对排风管路进行保温降低热能消耗。

途径二：对进风的空气进行除湿处理。北京地区夏季空气湿度较高应对进风空气进行除湿，降低新风的湿度，进而提高携带水分的能力，缩短干燥制粒时间，达到节能的目的。

途径三：合理控制干燥时间和进风口温度。沸腾制粒过程通常可以分为3个阶段即：预热阶段、恒速干燥阶段、降速干燥阶段。进风口风温应根据3个阶段的不同特点合理设置。预热阶段应采用低风温30℃---50℃（因开机初期粉粒的含水量较高，如风温过高会使粉粒中科性成分溶化使粉粒结块无法良好沸腾起来）。当粉粒充分沸腾达到良好的流化状态时将风温提升至80℃以上（根据不同药物品种区别设定）。在进入降速干燥阶段后将风温降至60℃左右。干燥操作的时间受预热阶段和恒速干燥阶段操作影响很大，应控制使粉粒的大部分水分在干燥速率较高的恒速阶段除去，由此即可使干燥时间大大减少，从而达到节能的目的。

3 结语

国产沸腾制粒机与世界先进设备之间还有一定的差距，还有很大的发展和改进的空间，通过对生产设备进行控制程度化、操作自动化等方面的技术细节改进，延长了设备的使用寿命，提高了沸腾制粒机使用的实用性，操作的便利性，产品质量的稳定性，减少能源的损耗，降低劳动强度，提高产品的成品率，避免了不必要的物料损失。经过改造后的沸腾制粒机使用方便且工艺参数稳定，生产效能得到很大的提升。

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