制藥工程反應(yīng)設(shè)備

1、制藥工程設(shè)備制藥工程設(shè)備 講述設(shè)備結(jié)構(gòu)和原理、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)、適用場(chǎng)合、選型及 操作。 課程 內(nèi)容： 在制藥工業(yè)中，制藥設(shè)備直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和成本。 教材 結(jié)構(gòu)： （一）、原料藥生產(chǎn)設(shè)備 （二）、藥物制劑生產(chǎn)設(shè)備 （三）、公用及輔助生產(chǎn)設(shè)備 第一章第一章 緒論緒論 制藥工業(yè)的一般過程： 原料 生物 反應(yīng) 化學(xué) 反應(yīng) 分離 反應(yīng) 產(chǎn)物 原料藥各種劑型 生物制藥：通過生物反應(yīng)和各種分離手段得到原料藥 的制藥過程。 化學(xué)制藥：通過化學(xué)反應(yīng)和各種分離手段得到原料藥 的制藥過程。 藥物制劑：由原料藥生產(chǎn)各種劑型的過程。 制藥工業(yè)特點(diǎn)： 、產(chǎn)品質(zhì)量、規(guī)格要求嚴(yán)格。 、設(shè)備要求嚴(yán)格 、生產(chǎn)規(guī)模變化范圍大 、反應(yīng)

2、過程復(fù)雜，步數(shù)多 、制藥過程涉及多門學(xué)科 制藥設(shè)備的分類 國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)按制藥設(shè)備產(chǎn)品基本屬性分8大類： 原料藥機(jī)械及設(shè)備： 實(shí)現(xiàn)生物、化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，利用動(dòng)物、植物、 礦物制取醫(yī)藥原料的工藝設(shè)備及機(jī)械。 制劑機(jī)械： 將藥物制成各種劑型的機(jī)械與設(shè)備。 藥用粉碎機(jī)械：用于藥物粉碎（含研磨）并符合藥品生產(chǎn)要求的機(jī)械。 飲片機(jī)械：對(duì)天然藥用動(dòng)物、植物、礦物進(jìn)行選、洗、潤(rùn)、切、烘、 炒、鍛等方法制取中藥飲片的機(jī)械。 制藥用水設(shè)備：采用各種方法制取制藥用水的設(shè)備。 藥品包裝機(jī)械：完成藥品包裝過程以及與包裝過程相關(guān)的機(jī)械與設(shè)備。 藥用檢測(cè)設(shè)備：檢測(cè)各種藥物制品或半制品質(zhì)量的儀器與設(shè)備。 其他制藥機(jī)械及設(shè)備：

3、執(zhí)行非主要制藥工序的有關(guān)機(jī)械與設(shè)備。 其中制劑機(jī)械按劑型分14類： 片劑機(jī)械。將原料藥與輔料經(jīng)混合、造粒、壓片、包衣等工序制成各種 形狀片劑的機(jī)械與設(shè)備。 水針劑機(jī)械。將藥液制作成安瓿針劑的機(jī)械與設(shè)備。 抗生素粉、水針劑機(jī)械。將粉末藥物或藥液制作成玻璃瓶抗生素粉、水 針劑的機(jī)械與設(shè)備。 輸液劑機(jī)械。將藥液制作成大劑量注射劑的機(jī)械與設(shè)備。 硬膠囊劑機(jī)械。將藥物充填于空心膠囊內(nèi)制作成硬膠囊劑的機(jī)械與設(shè)備。 軟膠囊（丸）劑機(jī)械。將藥液先裹于明膠膜內(nèi)的制劑機(jī)械與設(shè)備。 丸劑機(jī)械。將藥物細(xì)粉或浸膏與賦形劑混合，制成丸劑的機(jī)械與設(shè)備。 軟膏劑機(jī)械。將藥物與基質(zhì)混勻，配制成軟膏，定量灌裝于軟管內(nèi)的制 劑機(jī)械

4、與設(shè)備。 栓劑機(jī)械。將藥物與基質(zhì)混合，制成栓劑的機(jī)械與設(shè)備。 口服液劑機(jī)械。將藥液制成口服液劑的機(jī)械與設(shè)備。 藥膜劑機(jī)械。將藥物浸透或分散于多聚物薄膜內(nèi)的制劑機(jī)械與設(shè)備。 氣霧劑機(jī)械。將藥液和拋射劑灌注于耐壓容器中，制作成藥物以霧 狀噴出的制劑機(jī)械與設(shè)備。 滴眼劑機(jī)械。將藥液制作成滴眼藥劑的機(jī)械與設(shè)備。 酊水、糖漿劑機(jī)械。將藥液制作成酊水、糖漿劑的機(jī)械與設(shè)備。 我國(guó)醫(yī)藥工業(yè)現(xiàn)狀 1. 我國(guó)藥廠多，仿制品多、普藥多，高新技術(shù)藥品少，生物制品少。 2. 我國(guó)目前藥廠生產(chǎn)工藝多為傳統(tǒng)工藝，費(fèi)時(shí)、費(fèi)汽、污染嚴(yán)重， 企業(yè)面臨高尖人才、資金短缺的狀況。 我國(guó)藥機(jī)廠現(xiàn)狀 制造廠商多，傳統(tǒng)制劑設(shè)備多，設(shè)備缺點(diǎn)

5、是費(fèi)時(shí)、費(fèi)能源、粉塵 飛揚(yáng)嚴(yán)重，有嚴(yán)重污染產(chǎn)生。制作精良的制劑設(shè)備少，符合GMP規(guī) 范的設(shè)備少，具有多功能的制劑設(shè)備少。 GMP歷史 中國(guó)的GMP于1999年正式頒布。 國(guó)家藥品監(jiān)督管理局制定了分期、分批、按照劑型實(shí)施GMP認(rèn)證工 作的規(guī)劃。 1999年底以前生物制品、血液制品必須達(dá)到GMP； 2000年底以前粉針制劑、大容量注射劑必須達(dá)到GMP； 2002年底以前小容量注射劑必須達(dá)到GMP； 20032005年，口服液制劑、固體制劑、中成藥制劑、滴眼劑、 滴鼻劑、外用擦劑、噴霧劑等劑型將在十五期間全部達(dá)到GMP要求。 制藥設(shè)備GMP的提出 1.藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范簡(jiǎn)稱GMP（good man

6、ufacturing practice）。在國(guó)際上， GMP已成為藥品生產(chǎn)和質(zhì)量管理的基本準(zhǔn)則， 它是一套系統(tǒng)的、科學(xué)的管理制度。實(shí)施GMP ，是在藥品生產(chǎn)的全過 程中實(shí)施科學(xué)的全面管理和嚴(yán)密的監(jiān)控，以獲得預(yù)期的質(zhì)量，可以防 止生產(chǎn)過程中藥品的污染、混藥和錯(cuò)藥，保證藥品質(zhì)量的不斷提高。 2. GMP的控制范圍，包括人事、廠房、設(shè)備、設(shè)施、生產(chǎn)工藝、 傳遞、分析、驗(yàn)證和庫(kù)管等諸多方面，GMP是系統(tǒng)性很強(qiáng)的規(guī)范，嚴(yán) 格和嚴(yán)密是GMP的突出特點(diǎn)。 3. 制藥設(shè)備是重要的生產(chǎn)手段，又是不可忽略的污染因素之一。制 藥設(shè)備的規(guī)格、結(jié)構(gòu)、材料、性能對(duì)藥品生產(chǎn)有著很大的影響，證實(shí) 了設(shè)備與GMP密切聯(lián)系。因此

7、就產(chǎn)生了把制藥設(shè)備GMP內(nèi)容具體化 的議題。 4. 怎樣的設(shè)備才算貫徹了GMP? 按照規(guī)范初步把設(shè)備GMP定義為：具有滿足藥物（藥品）生產(chǎn)所 需的工藝功能和衛(wèi)生、安全等配套功能，設(shè)備結(jié)構(gòu)及其所用材料，不 窩藏、滯留物料，不對(duì)加工的物質(zhì)形成污染、也不對(duì)生產(chǎn)以外的環(huán)境 產(chǎn)生污染或影響、且易于操作、維修、清洗的設(shè)備。 GMP對(duì)制藥設(shè)備有如下要求： 有與生產(chǎn)相適應(yīng)的設(shè)備能力和最經(jīng)濟(jì)、合理、安全的生產(chǎn)運(yùn)行； 有滿足制藥工藝的完善功能及多種適用性 ； 保證藥品加工中品質(zhì)的一致性； 易于操作和維修； 易于設(shè)備內(nèi)外的清洗； 各種接口符合協(xié)調(diào)配套要求； 易安裝、易移動(dòng)，有利于組合的可能 ； 進(jìn)行設(shè)備驗(yàn)證（包括型

8、式、結(jié)構(gòu)、性能等） 設(shè)備的凈化功能： 潔凈是GMP的要點(diǎn)之一，對(duì)設(shè)備來(lái)講包含兩層意思設(shè)備自身不對(duì)藥物產(chǎn) 生污染，也不會(huì)對(duì)環(huán)境形成污染。要達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)就必須在藥品加工中，凡 有藥物暴露的、室區(qū)潔凈度達(dá)不到要求或有人機(jī)污染可能的，原則上均應(yīng)在 設(shè)備上設(shè)計(jì)有凈化功能。 例如：熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備，氣流污染是最主要的，因此需考慮其循環(huán)空氣的 凈化； 洗瓶、洗橡膠塞等應(yīng)考慮工藝用水的潔凈度； 粉碎、制粒、包衣壓片等粉體機(jī)械，應(yīng)考慮其散塵的控制； 灌裝設(shè)備的防塵需采取特殊的凈化方法和裝置，并應(yīng)盡可能考慮在 密閉的設(shè)備中生產(chǎn)。 例如:一步制粒器：將原來(lái)多臺(tái)設(shè)備、敞口生產(chǎn)的多道工序合并在一個(gè)密閉的 內(nèi)循環(huán)的容器內(nèi)

9、完成，就是制藥過程與凈化需求相結(jié)合的例子。 設(shè)備的清洗功能： 隨著藥品純度和有效性的重視，GMP提倡的設(shè)備就地清洗功能 （CIP），將成為清洗技術(shù)的發(fā)展方向。 例如：冷凍凍干機(jī)的在位清洗和消毒系統(tǒng) 雙錐干燥機(jī)的真空排氣管與罐體回轉(zhuǎn)密封處 設(shè)計(jì)的自清洗 裝置 在生產(chǎn)中因物料變更、換批的設(shè)備，需采取容易清洗、拆裝方便的 機(jī)構(gòu)，所以GMP 極其重視對(duì)制藥系統(tǒng)的中間設(shè)備、中間環(huán)節(jié)的清洗及 監(jiān)控，強(qiáng)調(diào)對(duì)設(shè)備清潔的驗(yàn)證。 例料液加熱容器采用盤管機(jī)構(gòu)： 不易清洗 染菌 純水輸送系統(tǒng)中，其泵體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的粘附物。 第二章第二章 制藥工程化學(xué)反應(yīng)設(shè)備制藥工程化學(xué)反應(yīng)設(shè)備 化學(xué)反應(yīng)設(shè)備分類： 按反應(yīng)物系相態(tài)可以把反應(yīng)

10、器分為均相與非均相兩種類型。 按操作方式可以把反應(yīng)器分為間歇式、半間歇式和連續(xù)式。 按反應(yīng)器結(jié)構(gòu)可以把反應(yīng)器分為釜式（槽式）、管式、塔式、固 定床、流化床、移動(dòng)床等各種反應(yīng)器。 第一節(jié)第一節(jié) 攪拌罐式反應(yīng)器（攪拌罐式反應(yīng)器（STRS) 1攪拌器 2罐體； 3夾套； 4攪拌軸； 5壓出管； 6支座； 7人孔； 8軸封； 9傳動(dòng)裝置 總體結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu) 主要包括攪拌罐、攪拌裝置、密封裝置主要包括攪拌罐、攪拌裝置、密封裝置 攪拌罐攪拌罐由罐體和傳熱裝置組成。作用是提供反應(yīng)由罐體和傳熱裝置組成。作用是提供反應(yīng) 空間和反應(yīng)條件?？臻g和反應(yīng)條件。 攪拌裝置攪拌裝置由攪拌器、攪拌軸、傳動(dòng)裝置組成。傳由攪拌器、

11、攪拌軸、傳動(dòng)裝置組成。傳 動(dòng)裝置又由電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器及機(jī)座等組成。動(dòng)裝置又由電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器及機(jī)座等組成。 密封裝置密封裝置防止罐內(nèi)介質(zhì)泄漏或外界空氣進(jìn)入罐內(nèi)。防止罐內(nèi)介質(zhì)泄漏或外界空氣進(jìn)入罐內(nèi)。 攪拌目的攪拌目的 使物料混和均勻,強(qiáng)化傳熱和傳質(zhì)。 包括均相液體混合；液-液分散；氣-液分散；固-液分散；結(jié)晶；固 體溶解；強(qiáng)化傳熱等 攪拌液體的流動(dòng)模型攪拌液體的流動(dòng)模型 液體在設(shè)備范圍內(nèi)作循環(huán)流動(dòng)的途徑稱作液體的“流動(dòng)模型”，簡(jiǎn) 稱“流型”。 (a)軸向流 (b)徑向流 (c)切線流 打漩現(xiàn)象 常用攪拌器的型式、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 在化學(xué)工業(yè)中常用的攪拌裝置是機(jī)械攪拌裝置機(jī)械攪拌裝置，典型的

12、機(jī)械攪拌 裝置包括 1、攪拌器：包括旋轉(zhuǎn)的軸和裝在軸上的葉輪； 2、輔助部件和附件：包括密封裝置、減速箱、攪拌電機(jī)、支架、 擋板和導(dǎo)流筒等。 攪拌器是實(shí)現(xiàn)攪拌操作的主要部件，其主要的組成部分是葉輪， 它隨旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)將機(jī)械能施加給液體，并促使液體運(yùn)動(dòng)。 攪拌器攪拌器 常見攪拌槳及其結(jié)構(gòu)形式 常用攪拌器及流型示意常用攪拌器及流型示意 螺軸式攪拌螺軸式攪拌 槳式攪拌器 由槳葉、鍵、軸環(huán)、豎軸所組成。槳葉一般用扁鋼或 不銹鋼或有色金屬制造。槳式攪拌器的轉(zhuǎn)速較低，一般 為2080rmin。槳式攪拌器直徑取反應(yīng)釜內(nèi)徑Di/3 2/3，槳葉不宜過長(zhǎng)，當(dāng)反應(yīng)釜直徑很大時(shí)采用兩個(gè)或 多個(gè)槳葉。 槳式攪拌器適用于

13、流動(dòng)性大、粘度小的液體物料，適用于流動(dòng)性大、粘度小的液體物料，也 適用于纖維狀和結(jié)晶狀的溶解液，物料層很深時(shí)可在軸 上裝置數(shù)排槳 葉。 渦輪式攪拌器渦輪式攪拌器 渦輪式攪拌器分為圓盤渦輪攪拌器和開啟渦輪攪拌器；按照葉輪 又可分為平直葉和彎曲葉。渦輪攪拌器速度較大，300600r min。 渦輪攪拌器的主要優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)能量消耗不大時(shí)，攪拌效率較高，攪拌 產(chǎn)生很強(qiáng)的徑向流。因此它適用于乳濁液、懸浮液等。適用于乳濁液、懸浮液等。 推進(jìn)式攪拌器推進(jìn)式攪拌器 推進(jìn)式攪拌器，攪拌時(shí)能使物料在反應(yīng)釜內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，所起作用 以容積循環(huán)為主，剪切作用較小，上下翻騰效果良好上下翻騰效果良好。當(dāng)需要有更 大的流速時(shí)，反應(yīng)

14、釜內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒。 推進(jìn)式攪拌器直徑約取反應(yīng)釜內(nèi)徑Di的1/41/3，300600r min，攪拌器的材料常用鑄鐵和鑄鋼。 框式和錨式攪拌器框式和錨式攪拌器 框式攪拌器可視為槳式攪拌器的變形，其結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)固，攪 動(dòng)物料量大。如果這類攪拌器底部形狀和反應(yīng)釜下封頭形狀相 似時(shí)，通常稱為錨式攪拌器。 框式攪拌器直徑較大，一般取反應(yīng)器內(nèi)徑的2/39/10， 5070rmin?？蚴綌嚢杵髋c釜壁間隙較小，有利于傳熱過 程的進(jìn)行，快速旋轉(zhuǎn)時(shí)，攪拌器葉片所帶動(dòng)的液體把靜止層從 反應(yīng)釜壁上帶下來(lái)；慢速旋轉(zhuǎn)時(shí)，有刮板的攪拌器能產(chǎn)生良好 的熱傳導(dǎo)。這類攪拌器常用于傳熱、晶析操作和高粘度液體、常用于傳熱、晶析操作和高粘

15、度液體、 高濃度淤漿和沉降性淤漿的攪拌高濃度淤漿和沉降性淤漿的攪拌。 螺帶式攪拌器和螺桿式攪拌器螺帶式攪拌器和螺桿式攪拌器 螺帶式攪拌器，常用扁鋼按螺旋形繞成，直徑較大，常做 成幾條緊貼釜內(nèi)壁，與釜壁的間隙很小，所以攪拌時(shí)能不斷 地將粘于釜壁的沉積物刮下來(lái)。螺帶的高度通常取罐底至液 面的高度。 螺帶式攪拌器和螺桿式攪拌器的轉(zhuǎn)速都較低，通常不超過 50r/min，產(chǎn)生以上下循環(huán)流為主的流動(dòng)，主要用于高粘度主要用于高粘度 液體的攪拌。液體的攪拌。 其他攪拌方法其他攪拌方法 絕大部分的攪拌與混合，是采用葉輪攪拌。此外 工業(yè)上較常見的或有發(fā)展前景的攪拌，主要還有 氣流攪拌、射流混合和管道混合 氣流攪拌

16、 氣流攪拌裝置主要是鼓泡器。它是利用氣泡在上升過 程中所造成的液體湍動(dòng)，產(chǎn)生良好的攪拌作用。它所 產(chǎn)生的能量和效率低于機(jī)械攪拌，但可用于處理腐蝕 性料液和泥漿等，或用于淺槽攪拌，并可利用工廠多 余的氣源。 用于攪拌的氣體主要是壓縮空氣和水蒸氣。用水蒸氣 攪拌時(shí)可避免物料被氧化，并可對(duì)被攪拌物料直接加 熱，但物料會(huì)被稀釋。 射流混合 射流是在流體經(jīng)一小孔、噴嘴或管道，流人較大的容 器時(shí)產(chǎn)生的，射流的直徑隨著離開出口的距離增加而 增大，并在擴(kuò)展的過程中使周圍的流體被夾帶進(jìn)來(lái)而 產(chǎn)生混合。射流可以是層流，也可以是湍流，這取決 于雷諾數(shù)的大小。當(dāng)噴嘴或孔出口處的Re2100時(shí)為湍流射流。對(duì)于黏性液體，

17、層 流射流可推動(dòng)器內(nèi)液體運(yùn)動(dòng)，但因?yàn)轲ば砸后w中分子 擴(kuò)散速率低，噴出的液體與反應(yīng)器內(nèi)液體不會(huì)在分子 尺寸上混合。 化學(xué)工業(yè)上常用的文丘里管就是射流混合的應(yīng)用實(shí)例。 管道混合 管道混合是使待混合的物料通過在管道內(nèi)流動(dòng)而混合 均勻。在混合過程中，通過平行地控制所有組分的流 量，確定混合物的組成，并使它保持在預(yù)定值上。 對(duì)于氣體或低黏度液體的混合，可利用湍流態(tài)下湍流 混合作用，達(dá)到均勻的混合。一般混合段的管長(zhǎng)為管 徑的50100倍。在管內(nèi)可安裝促進(jìn)物料混合的元件， 以使物料在靜壓力的推動(dòng)下通過混合元件時(shí)改善混合 質(zhì)量或縮短混合段的管長(zhǎng)。工業(yè)上混合元件多為一些 不動(dòng)裝置，如三通混合、內(nèi)部構(gòu)件混合器和靜

18、力混合 器等。 三通混合元件三通混合元件 攪拌附件攪拌附件 擋板擋板 擋板的作用是避免旋擋板的作用是避免旋 渦現(xiàn)象，增大被攪拌液體渦現(xiàn)象，增大被攪拌液體 的湍流程度，將切向流動(dòng)的湍流程度，將切向流動(dòng) 變?yōu)檩S向和徑向流動(dòng)，強(qiáng)變?yōu)檩S向和徑向流動(dòng)，強(qiáng) 化反應(yīng)器內(nèi)液體的對(duì)流和化反應(yīng)器內(nèi)液體的對(duì)流和 擴(kuò)散，改善攪拌效果。擴(kuò)散，改善攪拌效果。 攪拌反應(yīng)器的擋板結(jié)構(gòu)攪拌反應(yīng)器的擋板結(jié)構(gòu) 可有效 地防止 粘滯液 體在擋 板處形 成死角， 以防止 固體顆 粒的堆 積。 在高粘度 物料中使 用槳式攪 拌器時(shí)， 可安裝橫 擋板以增 加摻合作 用，擋板 寬度可與 攪拌葉同 寬。 對(duì)于低粘度液體擋板裝在壁上。 對(duì)于中等

19、粘度液體擋板離開 槽壁（或固液相操作時(shí)） 對(duì)于高粘度液體擋板離開槽 壁并與槽壁成一定角度。豎 向擋板安裝方式。 導(dǎo)流筒導(dǎo)流筒 導(dǎo)流筒的作用導(dǎo)流筒的作用 導(dǎo)流筒導(dǎo)流筒作用作用-提高混合效率提高混合效率 一方面提高了對(duì)液體的攪拌程度，加強(qiáng)了攪拌器對(duì)液體的直接一方面提高了對(duì)液體的攪拌程度，加強(qiáng)了攪拌器對(duì)液體的直接 機(jī)械剪切作用；另一方面由于限定了液體的循環(huán)路徑，確立了充機(jī)械剪切作用；另一方面由于限定了液體的循環(huán)路徑，確立了充 分循環(huán)的流型，使器內(nèi)所有物料均能通過導(dǎo)流筒內(nèi)的強(qiáng)烈混合區(qū)，分循環(huán)的流型，使器內(nèi)所有物料均能通過導(dǎo)流筒內(nèi)的強(qiáng)烈混合區(qū)， 減少了走短路的機(jī)會(huì)。減少了走短路的機(jī)會(huì)。 導(dǎo)流筒的組成導(dǎo)流

20、筒的組成 導(dǎo)流筒是一個(gè)圓筒，安裝在攪拌器的外面。常用于導(dǎo)流筒是一個(gè)圓筒，安裝在攪拌器的外面。常用于 推進(jìn)式和渦輪式攪拌器。推進(jìn)式和渦輪式攪拌器。 導(dǎo)流筒示意圖導(dǎo)流筒示意圖 傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置 攪拌反應(yīng)器傳動(dòng)裝攪拌反應(yīng)器傳動(dòng)裝 置置 1電動(dòng)機(jī)； 2減速器； 3聯(lián)軸器； 4機(jī)座； 5軸封裝置； 6底座； 7封頭； 8攪拌軸； 填料密封 1、原理 填料中含有潤(rùn)滑劑，在對(duì)攪拌軸產(chǎn)生徑向壓緊力的 同時(shí)，形成極薄的液膜，一方面使攪拌軸受到潤(rùn)滑，另 一方面阻止設(shè)備內(nèi)流體的逸出或外部流體的滲入，達(dá)到 密封目的。 2、特點(diǎn) 應(yīng)允許填料密封有一定的泄漏量。使用過程中需要 經(jīng)常調(diào)整填料壓蓋的壓緊力。 軸封軸封 機(jī)械密

21、封 1、原理 機(jī)械密封是依靠垂直于軸的兩個(gè)密封元件的平面相 互貼合(依靠介質(zhì)壓力或彈簧力)，并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)達(dá)到密 封的裝置。又稱端面密封。 四個(gè)密封點(diǎn)：A動(dòng)環(huán)和軸之間的密封(靜密封)，B動(dòng) 環(huán)和靜環(huán)作相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的端面密封(動(dòng)密封) ，C 靜 環(huán)與靜環(huán)座之間的密封 (靜密封)， D 靜環(huán)座與設(shè)備之 間的密封(靜密封)。 機(jī)械密封中，動(dòng)環(huán)與靜環(huán)的接觸面是泄漏通道之外 ，還有動(dòng)環(huán)與軸之間、靜環(huán)與支座之間的間隙也是泄 漏通道。 機(jī)械密封機(jī)械密封 2、特點(diǎn) 功耗小、泄漏量低、 密封性能可靠、使用壽命 長(zhǎng)的轉(zhuǎn)軸密封。必須使冷 卻潤(rùn)滑液在密封腔中不斷 循環(huán)。 罐體尺寸確定罐體尺寸確定 高徑比高徑比 確定罐

22、體高徑比的考慮因素確定罐體高徑比的考慮因素 由于攪拌功率在一定條件下與攪拌器直徑的由于攪拌功率在一定條件下與攪拌器直徑的5 5次方成正比，次方成正比， 所以從減少攪拌功率的角度考慮，高徑比可取得大一些。所以從減少攪拌功率的角度考慮，高徑比可取得大一些。 若采用夾套傳熱結(jié)構(gòu)，從傳熱角度看，希望高徑比可取得大若采用夾套傳熱結(jié)構(gòu)，從傳熱角度看，希望高徑比可取得大 一些；當(dāng)容積一定時(shí)，高徑比大、罐體就高，盛料部分表面積大、一些；當(dāng)容積一定時(shí)，高徑比大、罐體就高，盛料部分表面積大、 傳熱面積也就大。傳熱面積也就大。 要考慮物料的狀態(tài)，對(duì)發(fā)酵類物料，為了使通入罐內(nèi)的空氣要考慮物料的狀態(tài)，對(duì)發(fā)酵類物料，為了

23、使通入罐內(nèi)的空氣 與發(fā)酵物料充分接觸，高徑比應(yīng)取得大一些。與發(fā)酵物料充分接觸，高徑比應(yīng)取得大一些。 夾套反應(yīng)器罐體尺寸示意夾套反應(yīng)器罐體尺寸示意 直徑及高度確定直徑及高度確定 裝料系數(shù)裝料系數(shù) 若物料在反應(yīng)過程中產(chǎn)生泡沫或呈沸騰狀態(tài)，取裝若物料在反應(yīng)過程中產(chǎn)生泡沫或呈沸騰狀態(tài)，取裝 料系數(shù)料系數(shù)0.60.60.70.7； 若物料反應(yīng)較平穩(wěn)，則取裝料系數(shù)若物料反應(yīng)較平穩(wěn)，則取裝料系數(shù)0.80.80.850.85。 直徑及高度確定直徑及高度確定 1、在初步確定在初步確定H/DiH/Di后，可先忽略封頭的容積，近似后，可先忽略封頭的容積，近似 計(jì)算出罐體的容積計(jì)算出罐體的容積。 得得 2 2、將上式

24、計(jì)算的結(jié)果圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，再代入下式中可、將上式計(jì)算的結(jié)果圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，再代入下式中可 計(jì)算出罐體的高度計(jì)算出罐體的高度 V )( 44 32 i ii D H DHD 3 0 )( 4 i D H i V D 2 0 2 44 i k i k D V V D VV H 傳熱裝置傳熱裝置 夾套夾套 可拆卸的夾套可拆卸的夾套 不可拆卸的夾套不可拆卸的夾套 蛇管蛇管 蛇管結(jié)構(gòu)蛇管結(jié)構(gòu) 蛇管的固定結(jié)構(gòu)蛇管的固定結(jié)構(gòu) 工藝接管工藝接管 進(jìn)料管進(jìn)料管 進(jìn)料管結(jié)構(gòu)進(jìn)料管結(jié)構(gòu) 出料管出料管 下部出料管下部出料管 上部出料管上部出料管 塔式反應(yīng)器塔式反應(yīng)器 鼓泡塔反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖鼓泡塔反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖 1

25、1分布格板；分布格板；2 2夾套；夾套；3 3氣體分布器；氣體分布器；4 4塔體；塔體；5 5擋板；擋板； 6 6塔外換熱器；塔外換熱器；7 7液體捕集器；液體捕集器；8 8擴(kuò)大段擴(kuò)大段 填料型塔式反應(yīng)器廣泛應(yīng)用于氣體吸收的設(shè)備，也可用作氣、填料型塔式反應(yīng)器廣泛應(yīng)用于氣體吸收的設(shè)備，也可用作氣、 液相反應(yīng)器，由于液體沿填料表面下流，在填料表面形成液液相反應(yīng)器，由于液體沿填料表面下流，在填料表面形成液 膜而與氣相接觸進(jìn)行反應(yīng)，故液相主體量較少。膜而與氣相接觸進(jìn)行反應(yīng)，故液相主體量較少。 適用于瞬間反應(yīng)、快速和中速反應(yīng)過程適用于瞬間反應(yīng)、快速和中速反應(yīng)過程 第三章第三章 生物反應(yīng)器生物反應(yīng)器 發(fā)酵

26、罐是工業(yè)發(fā)酵常用設(shè)備中最重要、應(yīng)用最廣泛的設(shè)備，是連 接原料和產(chǎn)物的橋梁，也是多種學(xué)科的交叉點(diǎn)。在發(fā)酵罐中，通過 產(chǎn)物的合成，廉價(jià)的原料升了值，因此可以說(shuō)發(fā)酵罐是發(fā)酵工業(yè)的 心臟。發(fā)酵罐的定義是，為一個(gè)特定生物化學(xué)反應(yīng)的操作提供良好 而滿意環(huán)境的容器 發(fā)酵罐伴隨著微生物發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展已歷經(jīng)300年。早在17世紀(jì)， 人們已用帶有溫度計(jì)和熱交換器的1500L的木制容器來(lái)制備乙醇和酒。 19001940年出現(xiàn)了200m3的鋼質(zhì)發(fā)酵罐，在面包酵母發(fā)酵中開始使 用空氣分布器和機(jī)械攪拌裝置。19401960年，第一個(gè)大規(guī)模工業(yè) 生產(chǎn)青霉素的工廠于1944年1月30日在美國(guó)的Terr Haute投資，其發(fā)酵

27、 罐的體積是54m3；抗生素工業(yè)的興起引起發(fā)酵工業(yè)一場(chǎng)變革，機(jī)械 攪拌、通風(fēng)、無(wú)菌操作、純種培養(yǎng)等一系列技術(shù)開始完善起來(lái)，并 出現(xiàn)耐高溫在線連續(xù)測(cè)定的pH電極和溶氧電極，開始利用計(jì)算機(jī)進(jìn) 行發(fā)酵過程控制。19601979年機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐容積增大到 80150m3，由于大規(guī)模生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的需要而出現(xiàn)了壓力循環(huán)和 壓力噴射型發(fā)酵罐，計(jì)算機(jī)開始在發(fā)酵工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用 1979年以后，隨著生物工程和技術(shù)的迅猛發(fā)展，大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng) 發(fā)酵罐應(yīng)運(yùn)而生，胰島素、干擾素等基因工程的產(chǎn)品走上商品化。對(duì) 發(fā)酵罐的嚴(yán)密性、運(yùn)行可靠性的要求越來(lái)越高，發(fā)酵的計(jì)算機(jī)控制和 自動(dòng)化的實(shí)際運(yùn)用已相當(dāng)普遍。pH電極、溶氧

28、電極、溶解二氧化碳電 極等在線檢測(cè)在國(guó)外已相當(dāng)成熟。同時(shí)現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)為了獲取更大的 經(jīng)濟(jì)利益，發(fā)酵罐更加趨于大型化：廢水處理2700m3，單細(xì)胞蛋白 1500m3，啤酒320m3，檸檬酸200m3，面包酵母20m3，抗生素200m3， 干酪20m3，酸乳10m3。 典型的分批發(fā)酵工藝流程圖 菌種提純 瓊脂斜面 接種 搖瓶 蒸汽 鍋爐 空氣壓縮機(jī) 種子培養(yǎng) 種 子 罐 無(wú)菌空氣 空 氣 過 濾 器 通氣 生物反應(yīng) 主 要 發(fā) 酵 罐 pH調(diào)節(jié)液 蒸汽滅菌 連消裝置 培養(yǎng)基 配料罐 培養(yǎng)基原料 培養(yǎng)基配料 去菌體分離及后處理 檢測(cè)控制 成品 (一)發(fā)酵罐的類型 各種不同類型的發(fā)酵罐都可用于大規(guī)模的

29、生化反應(yīng)過程，它們?cè)?設(shè)計(jì)、制造和操作方面的精密程度，取決于某一產(chǎn)品的生物化學(xué)反 應(yīng)過程對(duì)發(fā)酵罐的要求。發(fā)酵罐的分類有以下幾種： 按微生物生長(zhǎng)代謝需要分類 這種方法將發(fā)酵罐分成好氣和厭氣 兩大類。抗生素、酶制劑、酵母、氨基酸、維生素等產(chǎn)品是好氣發(fā) 酵罐中進(jìn)行的；丙酮、丁醇、酒精、啤酒、乳酸采用厭氣發(fā)酵罐。 它們的主要差別是由于對(duì)無(wú)菌空氣的需求不同，前者需要強(qiáng)烈的通 風(fēng)攪拌，目的是提高氧在發(fā)酵液中的體積氧傳遞系數(shù)KL，后者則不 需要通氣。 (二)通風(fēng)式發(fā)酵罐 1. 標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)式發(fā)酵罐 通風(fēng)式發(fā)酵罐是最廣泛應(yīng)用的深層好氣培 養(yǎng)設(shè)備。它常用于面包酵母、抗生素及氨基酸的生產(chǎn)中，有關(guān)的重要 因素是氧傳遞效

30、率、功率輸入、混合質(zhì)量、攪拌漿形式和發(fā)酵罐的幾 何比例等。 發(fā)酵罐最重要的幾何比例是D /Dt，H/Dt， Ds/Di， Db/Dt，(Di為攪 拌漿直徑，Dt為罐體直徑， H 為罐體高度，Ds為攪拌漿到罐低的距 離， Db為擋板的寬度)；還有攪拌漿的葉輪直徑和各部分的比例。通 用發(fā)酵罐的攪拌槳最廣泛使用的是平葉渦輪攪拌槳，國(guó)內(nèi)采用的大多 數(shù)是六平葉式，共各部分尺寸比例已規(guī)范化。這種攪拌槳具有很大的 循環(huán)液輸送量，功率消耗大，因此特別適用于絲狀菌的發(fā)酵，如青霉 素發(fā)酵等，其最大葉端速度范圍是38m/s。 2.改良通風(fēng)式發(fā)酵罐 幾種改良通風(fēng)式發(fā)酵罐是： (1)瓦爾德夫發(fā)酵罐，它裝有一種獨(dú)特的消泡

31、裝置。 (2)一種帶有上下兩個(gè)分離攪拌器的發(fā)酵罐。上攪拌采用螺旋槳， 用以加強(qiáng)軸向流動(dòng)；下攪拌采用渦輪槳分散氣體，可以提高氧傳 遞效率。這種設(shè)計(jì)方法充分發(fā)揮了這兩種攪拌槳的各自特長(zhǎng)。 (3)完全填充反應(yīng)器是一種比通氣攪拌罐能更有效地提高氧傳遞效 率的發(fā)酵罐。它混合時(shí)間短，即使對(duì)十分黏稠的液體也有同樣效 果。它還消除了罐頂?shù)目臻g，空氣在罐內(nèi)的滯留時(shí)間比通氣攪拌 罐長(zhǎng)。 改良型通風(fēng)式發(fā)酵雖然有一些改進(jìn)，但是它的實(shí)際應(yīng)用卻遠(yuǎn)沒有 通風(fēng)發(fā)酵廣泛。 (三)氣提式發(fā)酵罐 圖4-27和圖4-28是具有外循環(huán)冷卻的氣升環(huán)流發(fā)酵罐 和Franckowaik氣升環(huán)流發(fā)酵結(jié)構(gòu) 第四章 包衣設(shè)備 包衣是壓片工序之后常

32、用的一種制劑工藝，是指在片劑 （片芯，素片）表面包上適宜材料的衣層，使片內(nèi)藥物 與外界隔離。早期包衣目的是為增加制劑的穩(wěn)定性，避 免藥物受其他原輔料或外界環(huán)境影響而發(fā)生化學(xué)或物理 變化。現(xiàn)在主要的目的是為控制藥物的定時(shí).定速.定位 釋放.根據(jù)衣層材料及溶解特性的不同，常分為糖衣片. 薄膜衣片.腸溶衣片及膜控釋片等;根據(jù)工藝不同可以分 為濕法包衣和干法包衣。目前國(guó)內(nèi)常用的包衣方法主要 有滾轉(zhuǎn)包衣法(普通滾轉(zhuǎn)包衣法,埋管包衣法和高效包衣 法），流化包衣法和壓制包衣法。 65 法和高效包衣法).流化包衣法和壓制包衣法 4.1 滾轉(zhuǎn)包衣設(shè)備滾轉(zhuǎn)包衣設(shè)備 4.1.1 普通包衣鍋普通包衣鍋 普通包衣鍋(有

33、時(shí)也稱為荸薺包衣鍋)，是最基本、 最常用的滾轉(zhuǎn)式包衣設(shè)備，國(guó)內(nèi)廠家目前基本使用這種 包衣鍋進(jìn)行包衣操作如圖1823所示。整個(gè)設(shè)備由四 部分組成：包衣鍋、動(dòng)力系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和徘風(fēng)系統(tǒng)。 包衣鍋一般用不銹鋼或紫銅襯錫等性質(zhì)穩(wěn)定并有良 好導(dǎo)熱性的材料制成，常見形狀有荸薺形和蓮蓬形。片 劑包衣時(shí)以采用荸薺形較為合適，微丸劑包衣時(shí)則采用 蓮蓬形為妥。包衣鍋的大小和形狀可根據(jù)廠家生產(chǎn)的規(guī) 模加以設(shè)汁。一般直徑為1000mm，深度為550mm。片劑 即在鍋內(nèi)不斷翻滾的情況下，多次添加包衣液，并使之 干燥，這樣就使衣料在片劑表面不斷沉積而成膜層。 圖圖18-23 普通包衣機(jī)普通包衣機(jī) 包衣鍋安裝在鈾上，由動(dòng)力

34、系統(tǒng)帶動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。為了使 片劑在包衣鍋中既能隨鍋的轉(zhuǎn)動(dòng)方向滾動(dòng)，又有沿軸方向 的運(yùn)動(dòng)，該軸常與水平呈30一40度角傾斜；軸的轉(zhuǎn)速可根 據(jù)包衣鍋的體積、片劑性質(zhì)和不同包衣階段加以調(diào)節(jié)。生 產(chǎn)中常用的轉(zhuǎn)速范圍為1240 rmin。 加熱系統(tǒng)主要對(duì)包衣鍋面進(jìn)行加熱，加速包衣溶液中溶劑 的揮發(fā)。常用的方法為電熱絲加熱和干熱空氣加熱。目前， 國(guó)外已基本采用熱空氣加熱。根據(jù)包衣過程調(diào)節(jié)通入熱空 氣的溫度和流量，干燥效果迅速，同時(shí)采用排風(fēng)裝置幫助 吸除濕氣和粉塵。 包衣時(shí)將藥片置于轉(zhuǎn)動(dòng)的包衣鍋內(nèi)，加入包衣材料溶液， 使之均勻分散到各個(gè)片劑的表面上，必要時(shí)加入固體粉末 以加快包衣過程。有時(shí)加入包衣材料的混懸

35、液，加熱通風(fēng) 使之干燥。按上法包若干次，直到達(dá)到規(guī)定要求。 包衣料液用噴霧方式加入鍋內(nèi)，增加包衣的均勻性。 普通包衣鍋包衣料液一般用勺子分次加入，此法加液 不均勻，不適于包薄膜衣，而改進(jìn)的包衣鍋則附加了 噴液裝置。為提高霧化質(zhì)量，可采用無(wú)氣噴霧包衣或 空氣噴霧包衣技術(shù)。無(wú)氣噴霧包衣是利用柱塞泵使包 衣液達(dá)到一定壓力后再通過噴嘴小孔霧化噴出，其包 衣設(shè)備及管道的安裝如圖 18-24 所示。該法借助于壓 縮空氣推動(dòng)的高壓無(wú)氣泵對(duì)包衣液加壓后使其在噴嘴 內(nèi)霧化，故包衣液的揮發(fā)不受霧化過程的影響。整個(gè) 包衣工序可由計(jì)算機(jī)集中控制。 采用普通包衣鍋包衣是一個(gè)勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，生 產(chǎn)周期長(zhǎng)的過程。特別是

36、包糖衣片時(shí)，所包的層次很 多，實(shí)際生產(chǎn)中包一批糖衣需要十多個(gè)小時(shí)到三十多 小時(shí)。鑒于普通包衣鍋包衣的上述缺點(diǎn)，國(guó)外一些生 產(chǎn)廠家對(duì)普通包衣鍋進(jìn)行了一系列的改造。 1.鍋內(nèi)加擋板,以改善片劑在鍋內(nèi)的滾動(dòng)狀態(tài). 圖18-24 高壓無(wú)氣噴霧包衣設(shè)備及管道安裝示意圖 1包衣鍋；包衣鍋；2噴頭；噴頭；3濕空氣收集罩；濕空氣收集罩；4程序控制程序控制 箱；箱；5貯氣罐；貯氣罐；6煤氣加熱裝置；煤氣加熱裝置； 7自動(dòng)風(fēng)門；自動(dòng)風(fēng)門；8 高壓無(wú)氣泵；高壓無(wú)氣泵；9帶夾套的貯液箱；帶夾套的貯液箱；10穩(wěn)壓過濾器；穩(wěn)壓過濾器； 11熱交換器；熱交換器； 12加熱器；加熱器；13空氣過濾器空氣過濾器 與無(wú)氣噴霧包衣

37、不同，空氣噴霧包衣通過壓縮空氣霧 化包衣液，故小量包衣液就能達(dá)到較理想霧化程度， 包衣液損失相對(duì)減少。小規(guī)模生產(chǎn)中常采用，但是空 氣噴霧包衣對(duì)壓縮空氣要求較高，一些有機(jī)溶劑在霧 化時(shí)即開始揮發(fā)，因此空氣噴霧包衣更適合于包水性 薄膜衣。 4.1.2 埋管噴霧包衣鍋 當(dāng)用水為分散介質(zhì)包薄膜衣時(shí)，可用埋管噴霧包衣法， 以加速水分揮發(fā)。噴霧系統(tǒng)為一內(nèi)裝噴頭的埋管，在 包衣時(shí)插入包衣鍋翻動(dòng)的床層內(nèi)，直接將包衣材料噴 在片芯上，加熱后的壓縮空氣也伴隨霧化過程同時(shí)從 埋管中吹出，穿透整個(gè)床層，并從上方排氣口排出。 埋管噴霧包衣體系見圖1825.包衣液從儲(chǔ)液罐中由泵 氣流式噴頭連續(xù)霧化噴出而控制箱則能夠調(diào)節(jié)

38、和控制加熱溫度，包衣液流量，排氣溫度等， 能夠連續(xù)進(jìn)行包衣操作。 l埋管噴霧包衣方法設(shè)備簡(jiǎn)單，能耗低，普通包 衣鍋裝上，埋管和噴霧系統(tǒng)也能進(jìn)行生產(chǎn)。埋 管噴霧包衣法也可用于包糖衣，但噴霧霧粒相 對(duì)粗一些，同時(shí)必須達(dá)到平面潤(rùn)濕，否則未被 吸收的霧粒干燥后會(huì)析出結(jié)晶，使片面粗糙。 4 4.1.3 .1.3 高效包衣機(jī)高效包衣機(jī) l高效包衣機(jī)的結(jié)構(gòu),原理與傳統(tǒng)的敞口包衣鍋完全不同 敞口包衣機(jī)工作時(shí),熱風(fēng)僅吹在片芯層表面,并被反面 吸出.熱交換僅限于表面層,且部分熱量由吸風(fēng)口直接 吸出而沒有利用，浪費(fèi)了部分熱源。而高效包衣機(jī)干 燥時(shí)熱風(fēng)是穿過片芯間隙，并與表面的水分或有機(jī)溶 劑進(jìn)行熱交換。這樣熱源得到

39、充分的利用，片芯表面 的濕液充分揮發(fā)，因而干燥效率很高。 高效包衣機(jī)的鍋型結(jié)構(gòu)大致可分為網(wǎng)孔式、間隙網(wǎng)孔 式和 無(wú)孔式三類。 (1) (1) 網(wǎng)孔式高效包衣機(jī)網(wǎng)孔式高效包衣機(jī) l網(wǎng)孔式高效包衣機(jī) 如圖18-26所示。圖中的整個(gè)圓周都帶 有直徑1.8-2.5mm圓孔。經(jīng)過濾并被加熱的凈化空氣從 鍋的右上部通過網(wǎng)孔進(jìn)入鍋內(nèi)，熱空氣穿過運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的片 芯間隙，由鍋底下部的網(wǎng)孔穿過再經(jīng)過排風(fēng)管排出。由于 整個(gè)鍋體被包在一個(gè)封閉的金屬外殼內(nèi)，因而氣流不能從 其他孔中排出。 l熱空氣流動(dòng)的途徑可以是逆向的，即可以從鍋底左下部網(wǎng) 孔中穿入，再經(jīng)右上方風(fēng)管排出。前一種稱為直流式，后 一種稱為反流式。這兩種方式是

40、片芯分別處于“緊密”和 “疏松”的狀態(tài)，可根據(jù)品種不同進(jìn)行選擇。 網(wǎng)孔式高效包衣機(jī)圖如下網(wǎng)孔式高效包衣機(jī)圖如下 圖圖18-26 18-26 網(wǎng)孔式高效包衣鍋網(wǎng)孔式高效包衣鍋 11進(jìn)氣管；進(jìn)氣管；22鍋體；鍋體；33片芯；片芯； 4 4排風(fēng)管；排風(fēng)管；55外殼外殼 （2 2）間隔網(wǎng)孔式高效包衣機(jī)）間隔網(wǎng)孔式高效包衣機(jī) 如圖18-27所示，間隔網(wǎng)孔式的開孔部分不是整個(gè)圓周， 而是按圓周的幾個(gè)等份部分。圖中是四個(gè)等分，即每隔90開 一個(gè)網(wǎng)孔區(qū)域，并與四個(gè)風(fēng)管聯(lián)結(jié)。工作時(shí)4個(gè)風(fēng)管與鍋體一 起轉(zhuǎn)動(dòng)。由于4個(gè)風(fēng)管分別與4個(gè)風(fēng)門連通，風(fēng)門旋轉(zhuǎn)時(shí)分別間 隔地被出風(fēng)口接通每一管道而達(dá)到排濕的效果。 圖1828中

41、旋轉(zhuǎn)風(fēng)門2的4個(gè)圓孔與鍋體4個(gè)管道相連，管 道圓口正好與固定風(fēng)門的圓口對(duì)準(zhǔn)，處于通風(fēng)狀態(tài)。這種間隙 的排濕結(jié)構(gòu)使鍋體減少了打孔范圍，減輕了加工量。同時(shí)熱量 也得到充分的利用，節(jié)約了能源，不足之處是風(fēng)機(jī)負(fù)載不均勻， 對(duì)風(fēng)機(jī)有一定的影響。 圖圖18-27 18-27 間隔網(wǎng)孔式高效包衣機(jī)簡(jiǎn)圖間隔網(wǎng)孔式高效包衣機(jī)簡(jiǎn)圖 1進(jìn)風(fēng)管；2鍋體；3片芯；4出風(fēng)管；5風(fēng) 門； 6旋轉(zhuǎn)主軸；7風(fēng)管；8網(wǎng)孔區(qū) 圖圖18-28 18-28 間隔網(wǎng)孔式高效包衣機(jī)風(fēng)門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖間隔網(wǎng)孔式高效包衣機(jī)風(fēng)門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 11鍋體管道；鍋體管道；22旋轉(zhuǎn)風(fēng)門；旋轉(zhuǎn)風(fēng)門；33固定風(fēng)門；固定風(fēng)門；44排風(fēng)口排風(fēng)口 （3 3）無(wú)孔式高效包衣

42、機(jī)）無(wú)孔式高效包衣機(jī) 是指鍋的圓周沒有圓孔，其熱交換通過另外的形式進(jìn)行。 目前有兩種; 一是將布滿小孔的2到3個(gè)吸氣槳葉浸沒在片芯內(nèi)，使加 熱空氣穿過片芯層，再穿過槳葉小孔進(jìn)入吸氣管道內(nèi)被排出 （見圖18-29），即進(jìn)風(fēng)管6引入干凈熱空氣，通過片芯層4 再穿過槳葉2的網(wǎng)孔進(jìn)入排風(fēng)管5并被排出機(jī)外； 二是一種較新穎的鍋型結(jié)構(gòu)，目前已在國(guó)際上得到應(yīng)用， 其流通的熱風(fēng)是由旋轉(zhuǎn)軸的部位進(jìn)入鍋內(nèi)，然后穿過運(yùn)動(dòng)著 的片芯層，通過鍋的下部?jī)蓚?cè)而被排出鍋外（圖18-30） 圖圖18-29 18-29 無(wú)孔式高效包衣機(jī)無(wú)孔式高效包衣機(jī) 示意圖示意圖 1 1噴槍；噴槍；2 2槳葉；槳葉；3 3鍋鍋 體；體；4 4

43、片床；片床；5 5排風(fēng)管；排風(fēng)管； 6 6進(jìn)風(fēng)管進(jìn)風(fēng)管 圖圖18-30 18-30 新穎無(wú)孔式高效新穎無(wú)孔式高效 包衣機(jī)示意包衣機(jī)示意 1 1后蓋；后蓋；2 2液管；液管；3 3進(jìn)進(jìn) 風(fēng)管；風(fēng)管；4 4前蓋；前蓋； 5 5鍋體；鍋體； 6 6片芯層；片芯層； 這種新穎的無(wú)孔式高效包衣機(jī)所以能實(shí)現(xiàn)一種 獨(dú) 通風(fēng)路線，是靠鍋體前后兩面的圓蓋特殊的形 狀。在鍋的內(nèi)側(cè)繞圓周方向設(shè)計(jì)了多層斜面結(jié)構(gòu)。 鍋體旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)圓蓋一起轉(zhuǎn)動(dòng)，按照旋轉(zhuǎn)的正反方 向而產(chǎn)生兩種不同的效果（圖18-31）當(dāng)正旋轉(zhuǎn)時(shí) （順時(shí)針方向），鍋體處于工作狀態(tài)，其斜面不斷 阻擋片芯流入外部，而熱風(fēng)卻能從斜面處的空當(dāng)中 流出。當(dāng)反轉(zhuǎn)時(shí)(逆

44、時(shí)針方向），此時(shí)處于傾斜狀 態(tài)，這時(shí)由于斜面反向運(yùn)動(dòng)，使包好的藥片沿切線 方向排出。 圖圖18-31 18-31 新穎無(wú)孔式高效包衣機(jī)新穎無(wú)孔式高效包衣機(jī) 無(wú)孔高效包衣機(jī)設(shè)計(jì)上具有新的構(gòu)思，除了能達(dá)無(wú)孔高效包衣機(jī)設(shè)計(jì)上具有新的構(gòu)思，除了能達(dá) 到與有孔同樣的效果外，由于鍋體表面平整，光潔，到與有孔同樣的效果外，由于鍋體表面平整，光潔， 對(duì)運(yùn)動(dòng)著的物料沒有任何損傷，在加工時(shí)也省卻了鉆對(duì)運(yùn)動(dòng)著的物料沒有任何損傷，在加工時(shí)也省卻了鉆 孔這一工序，該機(jī)器除適于片劑，也適于微丸等的包孔這一工序，該機(jī)器除適于片劑，也適于微丸等的包 衣。衣。 高效包衣機(jī)是由多組裝置配套而成的整體，除主高效包衣機(jī)是由多組裝置配

45、套而成的整體，除主 體包衣鍋外，大致可分為四大部分：定量噴霧系統(tǒng)，體包衣鍋外，大致可分為四大部分：定量噴霧系統(tǒng)， 供氣和排風(fēng)系統(tǒng)，以及程序控制設(shè)備。其組合簡(jiǎn)圖見供氣和排風(fēng)系統(tǒng)，以及程序控制設(shè)備。其組合簡(jiǎn)圖見 圖圖18-318-32 2. . 圖圖18-32 18-32 高效包衣機(jī)的配套裝置簡(jiǎn)圖高效包衣機(jī)的配套裝置簡(jiǎn)圖 定量噴霧系統(tǒng)是將包衣液按程序要求定量送入包衣鍋， 并通過噴槍口霧化噴到片芯表面。該系統(tǒng)由液缸、泵、計(jì) 量器和噴槍組成。定量控制一般是采用活塞結(jié)構(gòu)。它是利 用活塞行程確定容積的方法來(lái)達(dá)到量的控制，也有利于用 計(jì)時(shí)器進(jìn)行時(shí)間控制流量的方法。噴槍是由氣動(dòng)控制，按 有氣和無(wú)氣噴霧兩種不同

46、方式選用不同噴槍，并按鍋體大 小和物料多少放入2-6只噴槍，以達(dá)到均勻噴灑的效果。 另外根據(jù)包衣液的特性選用有氣或無(wú)氣噴霧，并相應(yīng)選用 高壓無(wú)氣泵或電動(dòng)蠕動(dòng)泵。而空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣 經(jīng)空氣清潔器后供給自動(dòng)噴槍或無(wú)氣泵送風(fēng)。 供熱系統(tǒng)是由中效和高效濾過器和熱交換器組成。由 于排風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生的鍋體負(fù)壓效應(yīng)，使外界的空氣通過過濾 器，并將部分過濾后的熱空氣返回到送風(fēng)系統(tǒng)中重新利用， 以達(dá)到節(jié)約能源的目的。 送風(fēng)和排風(fēng)系統(tǒng)的管道中都裝有風(fēng)量調(diào)節(jié)器，可調(diào)節(jié)進(jìn)、 排風(fēng)量的大小。 程序控制設(shè)備的核心是可編程序控制器或微機(jī)處理。它 一方面接受來(lái)自外部的各種檢測(cè)信號(hào)，另一方面各執(zhí)行元 件發(fā)出各種指令，以實(shí)現(xiàn)

47、對(duì)鍋體、噴槍、泵以及溫度、濕 度、風(fēng)量的控制。 4 4.2.2 .2.2 流化床包衣設(shè)備流化床包衣設(shè)備 流化床包衣設(shè)備流化包衣法與流化噴霧造粒工作原理相 近，即將包衣液 噴在懸浮于一定流速空氣中的片劑表面。同 時(shí)，加熱的 空氣使片劑表面溶劑揮發(fā)而成膜。流化床包衣法 目前只 限于包薄膜衣，除片劑外，微丸劑、粉末、顆粒劑等 也 可包衣。由于包衣時(shí)片劑由空氣懸浮并翻動(dòng)，衣料在片 面包覆均勻，對(duì)包衣片劑的硬度要求也低于普通包衣鍋包衣。 主要從以下兩種方式對(duì)其進(jìn)行分類 4 4.2.2.1.2.2.1 包衣液的霧化噴入方法包衣液的霧化噴入方法 流化床包衣機(jī)的核心是包衣液的霧化噴入方法，一般有 頂部、側(cè)面切

48、向和底部3種安裝位置，如圖18-33所示。噴頭 通常是壓力式噴嘴。隨著噴頭安裝位置的不同，流化床結(jié) 構(gòu)也有較大差異。 （1）頂部噴頭 多用于錐形流化床 （2）側(cè)面切向噴頭 （3）底部噴頭 多用于導(dǎo)流筒式流化床 11噴嘴（氣流式或壓力式）；噴嘴（氣流式或壓力式）；22流化床濃相；流化床濃相；33流化床稀相；流化床稀相； 44空氣流；空氣流；55環(huán)隙；環(huán)隙；66旋轉(zhuǎn)盤（可調(diào)節(jié)高度）；旋轉(zhuǎn)盤（可調(diào)節(jié)高度）； 7 7空氣分空氣分 布板；布板；88霧化包衣液；霧化包衣液；99包衣區(qū)；包衣區(qū)；1010顆粒流向顆粒流向 4.2.2.2 流化的動(dòng)力來(lái)源及形式 使用氣流或機(jī)械力同時(shí)作用使流化床內(nèi)的物料呈現(xiàn)沸騰

49、或強(qiáng)制規(guī)則運(yùn)動(dòng)狀，將輔料或母液均勻噴入使之團(tuán)聚成粒或 層積放大，可達(dá)到制?；虬碌男Ч稍谝慌_(tái)設(shè)備內(nèi)完成， 性價(jià)比高。根據(jù)流化的動(dòng)力來(lái)源及形式的不同可將其分為以 下六種。 （1）均勻垂直向上氣流的流化床制粒包衣技術(shù) 物料的運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)為”沸騰狀”,為不規(guī)則運(yùn)動(dòng),操作彈性大 （2）旋轉(zhuǎn)向上氣流的旋流床制粒包衣技術(shù)物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 為”旋轉(zhuǎn)沸騰狀”,特性為粒子旋轉(zhuǎn)向上運(yùn)動(dòng)+不規(guī)則運(yùn)動(dòng). （3）向上氣流和旋轉(zhuǎn)盤共同作用的旋轉(zhuǎn)床制粒包衣技術(shù) 物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為“麻花狀”特性也為旋轉(zhuǎn)向上運(yùn)動(dòng)。 （4）不均勻垂直向上氣流（即噴動(dòng)）的噴動(dòng)床制 粒包衣 技術(shù) 物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為“噴泉狀”特性為局部物料向上噴 動(dòng)運(yùn)動(dòng)

50、，整個(gè)物料層內(nèi)物料呈現(xiàn)穿過導(dǎo)向管的環(huán)狀循環(huán)運(yùn) 動(dòng)。 （5）向上氣流和向下氣流共同作用的復(fù)合床制粒包衣技術(shù) 物料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有兩種：沸騰狀和旋轉(zhuǎn)向上運(yùn)動(dòng)。 （6）滾筒和透過物料層氣流的滾筒制粒包衣技術(shù) 物料 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為“翻滾狀”特性為滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，邊噴霧邊干燥， 風(fēng)量操作彈性一般。 總的來(lái)說(shuō)，流化床包衣機(jī)應(yīng)用范圍很廣，只要被涂顆粒 粒徑不是很大，包衣物質(zhì)可以在不太高溫融熔或能配制成 溶液，均可應(yīng)用流化床薄膜包衣機(jī)。 4.2.3 壓制包衣設(shè)備 壓制法包衣亦稱干法包衣，是用包衣材料將片芯包裹 后在壓片機(jī)上直接壓制成型。該法可包糖衣、腸溶衣 或藥 物衣，適用于對(duì)濕熱敏感藥物的包衣，也適用于長(zhǎng)效多層片 的制備或

51、有配伍禁忌藥物的包衣。壓制過程如圖18-34所示。 常用的壓制包衣機(jī)是將兩臺(tái)旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)用單傳動(dòng)軸配成套， 以特制傳動(dòng)器將壓成的片芯送至另一臺(tái)壓片機(jī)上進(jìn)行包衣， 見圖18-35。一步干法包衣壓片過程包括3個(gè)主要步驟：(1) 壓制第一外包衣層(1st-outer layer)；(2)壓制核心片；(3) 壓制整個(gè)包衣片，包括第二外包衣層(2nd-outer layer)。 （4.2.3 壓制包衣設(shè)備 圖18-35 壓制包衣機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 4.2.3 壓制包衣設(shè)備具體壓片過程如圖18-37所示） 由此看 出，采用一步干法包衣機(jī)簡(jiǎn)化了制備的步驟，提高了 包衣 片的質(zhì)量，節(jié)省制備時(shí)間，降低了成本，國(guó)內(nèi)對(duì)此

52、研 究報(bào) 道較少，有很好的應(yīng)用前景。 圖圖18-34 18-34 壓制包衣示意圖壓制包衣示意圖 圖圖18-35 18-35 壓制包衣結(jié)構(gòu)壓制包衣結(jié)構(gòu) 1-1-片模片模 2-2-傳遞杯傳遞杯 3-3-負(fù)荷塞柱負(fù)荷塞柱 4-4-傳感器傳感器 5-5-檢出裝置檢出裝置 6-6-彈性傳導(dǎo)彈性傳導(dǎo) 臂臂 7-7-除粉塵小孔眼除粉塵小孔眼 8-8-吸氣管吸氣管 9-9-計(jì)數(shù)器軸環(huán)計(jì)數(shù)器軸環(huán) 10-10-橋道橋道 11-11-沉入沉入 片芯片芯 12-12-充填片面及周圍用包衣顆粒充填片面及周圍用包衣顆粒 13-13-包衣顆粒包衣顆粒 14-14-包衣顆粒包衣顆粒 漏斗漏斗 15-15-飼料框飼料框 一步干

53、法包衣壓片機(jī)壓片過程一步干法包衣壓片機(jī)壓片過程 4 4.3 .3 膠囊劑生產(chǎn)設(shè)備膠囊劑生產(chǎn)設(shè)備 硬膠囊劑生產(chǎn)設(shè)備按照主工作盤的運(yùn)動(dòng)方式，全自動(dòng)膠 囊填充機(jī)可分為間歇回轉(zhuǎn)和連續(xù)回轉(zhuǎn)兩種類型間歇回轉(zhuǎn)式全 自動(dòng)膠囊填充機(jī)的工作臺(tái)面上設(shè)有可繞軸旋轉(zhuǎn)的主工作盤， 其可帶動(dòng)膠囊板作周向旋轉(zhuǎn)。圍繞主工作盤設(shè)有空膠囊排序 與定向裝置、撥囊裝置、剔除廢 囊裝置、閉合膠囊裝置、 出囊裝置和清潔裝置等，如圖 18-38所示。工作臺(tái)下的機(jī)殼 內(nèi)設(shè)有傳動(dòng)系統(tǒng)，其作用是 將運(yùn)動(dòng)傳遞給各裝置或機(jī)構(gòu)， 以完成相應(yīng)的工序操作。 4.3.1 硬膠囊劑生產(chǎn)設(shè)備 圖18-38 主工作盤及各區(qū)域功能 示意圖 圖圖1838工作盤及各區(qū)域

54、功能示意圖工作盤及各區(qū)域功能示意圖 1排序與定向排序與定向 2拔囊區(qū)拔囊區(qū) 3體帽錯(cuò)位區(qū)體帽錯(cuò)位區(qū) 4藥物填充區(qū)藥物填充區(qū) 5廢囊剔除區(qū)廢囊剔除區(qū) 6膠囊閉合區(qū)膠囊閉合區(qū) 7出出 囊區(qū)囊區(qū) 8清潔區(qū)清潔區(qū) 9主工作盤主工作盤 l 產(chǎn)量較大的硬膠囊劑多采用全自動(dòng)膠囊填充機(jī)。其可分產(chǎn)量較大的硬膠囊劑多采用全自動(dòng)膠囊填充機(jī)。其可分 為間歇回轉(zhuǎn)和連續(xù)回轉(zhuǎn)兩種類型。生產(chǎn)過程幾乎相同。為間歇回轉(zhuǎn)和連續(xù)回轉(zhuǎn)兩種類型。生產(chǎn)過程幾乎相同。 4 4.3.1.1.3.1.1、空膠囊的排序與定向（播囊器）空膠囊的排序與定向（播囊器） 空膠囊排序裝置如圖空膠囊排序裝置如圖18-3918-39所示。所示。 空膠囊的定向排

55、列空膠囊的定向排列 可由定向裝置完成，該裝置設(shè)有定向滑槽和順向推爪，推可由定向裝置完成，該裝置設(shè)有定向滑槽和順向推爪，推 爪可在槽內(nèi)作水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如圖爪可在槽內(nèi)作水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如圖18-4018-40所示。所示。 18-3918-39空膠囊排序裝置結(jié)構(gòu)與工作原理空膠囊排序裝置結(jié)構(gòu)與工作原理 1-1-貯囊斗貯囊斗 2-2-落料器落料器 3-3-壓囊爪壓囊爪 4-4-彈簧彈簧 5-5-卡囊簧片卡囊簧片 6-6-簧片架簧片架 圖圖18-40 18-40 定向裝置結(jié)構(gòu)與工作原理定向裝置結(jié)構(gòu)與工作原理 1 1順向推爪；順向推爪；2 2定向定向 滑槽；滑槽；3 3落料器；落料器；4 4壓囊爪；壓囊爪；5

56、 5定向器座定向器座 a a、b b、c c、d d分分 別表示定向過程中膠囊所處的空間狀態(tài)別表示定向過程中膠囊所處的空間狀態(tài) 4 4.3.2.3.2空膠囊的體帽分離空膠囊的體帽分離 經(jīng)定向排序后的空膠囊還需將囊體與囊帽分離開來(lái)，以經(jīng)定向排序后的空膠囊還需將囊體與囊帽分離開來(lái)，以 便藥物填充?？漳z囊的體帽分離操作可由撥囊裝置完成。該便藥物填充。空膠囊的體帽分離操作可由撥囊裝置完成。該 裝置由上、下囊板及真空系統(tǒng)組成，如圖裝置由上、下囊板及真空系統(tǒng)組成，如圖18-4118-41所示所示。 當(dāng)空膠囊被壓囊爪推入囊板孔后，氣的體分配板上升，其當(dāng)空膠囊被壓囊爪推入囊板孔后，氣的體分配板上升，其 下表面

57、與下囊板的下表面貼嚴(yán)。此時(shí)，真空接通，頂桿隨氣體下表面與下囊板的下表面貼嚴(yán)。此時(shí)，真空接通，頂桿隨氣體 分配板同步上升并深入到下囊板的孔中，使頂桿與氣孔之間形分配板同步上升并深入到下囊板的孔中，使頂桿與氣孔之間形 成一個(gè)環(huán)隙，以減少真空空間。上下囊板的直徑相同，且都為成一個(gè)環(huán)隙，以減少真空空間。上下囊板的直徑相同，且都為 臺(tái)階孔，上下囊板臺(tái)階小孔的直徑分別小于囊冒和囊體的直徑。臺(tái)階孔，上下囊板臺(tái)階小孔的直徑分別小于囊冒和囊體的直徑。 當(dāng)囊體被真空吸至下囊板孔中時(shí)上囊板孔中的臺(tái)階可擋住囊冒當(dāng)囊體被真空吸至下囊板孔中時(shí)上囊板孔中的臺(tái)階可擋住囊冒 下行，下囊板孔中的臺(tái)階可使囊體下行至一定位置時(shí)停止，

58、以下行，下囊板孔中的臺(tái)階可使囊體下行至一定位置時(shí)停止，以 免囊體被頂桿頂破，從而達(dá)到體帽分離的目的。免囊體被頂桿頂破，從而達(dá)到體帽分離的目的。 。 圖圖18-41 18-41 撥囊裝置結(jié)撥囊裝置結(jié)構(gòu)與工作原理構(gòu)與工作原理 1 1上囊板；上囊板；22下囊板；下囊板；33真空氣體分配板；真空氣體分配板；44頂桿頂桿 4.3.1.3填充藥物 當(dāng)空膠囊體、帽分離后，上、下囊板孔的軸線隨即錯(cuò)開， 接著藥物定量填充裝置將定量藥物填入下方的膠囊體中，完 成藥物填充過程。藥物定量填充裝置的類型很多種，每種類 型都必須確保符合中華人民共和國(guó)藥典 (1)插管定量裝置 插管定量裝置分為間歇式和連續(xù)式兩 種 ，如圖1

59、8-42所示。 間歇式插管定量裝置是將空心定量管插入藥粉斗中，利 用管內(nèi)活塞將藥粉壓緊，然后定量管升離粉面，并旋轉(zhuǎn) 180至膠囊體上方。隨后，活塞落下，將藥粉柱壓入膠囊 體中，完成藥粉填充過程。由于機(jī)械動(dòng)作是間歇式的，故為 間歇式插管定量裝置。 連續(xù)式插管定量裝置也是采用定量管來(lái)定量的，但連續(xù)式插管定量裝置也是采用定量管來(lái)定量的，但 其插管，壓緊，填充操作是隨機(jī)器本身在回轉(zhuǎn)過程中連其插管，壓緊，填充操作是隨機(jī)器本身在回轉(zhuǎn)過程中連 續(xù)完成的。由于填充速度快，因此插管在藥粉中停留的續(xù)完成的。由于填充速度快，因此插管在藥粉中停留的 時(shí)間短，故對(duì)藥粉的要時(shí)間短，故對(duì)藥粉的要求更高。求更高。 圖圖18-

60、42 18-42 插管定量裝置結(jié)構(gòu)與工作原理插管定量裝置結(jié)構(gòu)與工作原理 11定量管；定量管；22活塞；活塞；33藥粉斗；藥粉斗；44膠囊體膠囊體 (2)(2)模板定量裝置模板定量裝置 模板定量裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理如圖模板定量裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理如圖18431843所示，其中所示，其中 左圖將圓柱形定量裝置及其工作過程展成了平面形式。藥左圖將圓柱形定量裝置及其工作過程展成了平面形式。藥 粉盒由定量盤和粉盒圈組成，工作時(shí)可帶著藥粉做間歇回粉盒由定量盤和粉盒圈組成，工作時(shí)可帶著藥粉做間歇回 轉(zhuǎn)運(yùn)藥粉運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)運(yùn)藥粉運(yùn)動(dòng)。 工作時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)各組沖桿做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)沖工作時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)各組沖桿做上