压片机加料方式的比较及性能分析

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李 红
（聊城万合工业制造有限公司，山东 聊城 252022）
摘 要：简单对比了国内几种压片机加料器的加料方式，为厂家设备选型提供参考。
关键词：压片机；加料器；加料方式；比较
国内压片机的品种很多，加料方式也是各不相同。本文将几种最基本的加料系统进行归纳总结，对其结构和使用性能进行比较，以便于制药厂家能选取最适合于自己的机型。
1         加料方式的结构特点及其压片过程比较
国内压片机的加料系统一般分为３种：单冲压片机的靴式加料系统、普通中低速旋转式压片机的月形栅式加料系统、亚高速及高速压片机的强迫加料系统。
1.1 单冲压片机的靴式加料系统
靴式加料系统的主要结构如图1所示。加料器外呈靴形，由凸轮带动在冲模上平面左右摆动完成加料、刮平和推片动作。
靴式加料系统的工作过程如图2所示。（1）加料。上冲抬起，加料器移动到模孔之上，下冲下降到适宜深度（使容纳的颗粒重恰等于片重），加料器在模上面摆动，颗粒填满模孔；（2）刮平。加料器由模孔上离开，使模孔中的颗粒与模孔的上缘持平；（3）压片。上冲下降，并将颗粒压成片；（4）推片。上冲抬起，下冲随之上升到恰与模孔缘相平，此时加料器又移到模孔之上，将药片推开落于接受器中，同时下冲又下降，模孔内又填满颗粒进行第2次饲粉，如此反复进行。  

1.2 普通中低速旋转式压片机的月形栅式加料系统
普通中低速旋转式压片机的月形栅式加料系统如图3所示。
月形栅式加料器固定于转盘的模盘上，加料器的底面与模盘表面保持一定间隙（0.05～0.1 mm），当旋转中的模圈从加料器下方通过时，栅格中的药物颗粒落入模孔中，多个弯曲的栅格板造成药物的多次填充，加料器最末一个栅格装有刮粉板，它紧贴于转盘的工作平面，可将转盘及模圈及模圈表面的多余颗粒刮平带走，随后下冲再有一次下降，以便在刮粉板刮料后再使模孔中的药粉震实。
月形栅式加料器的压片过程如图4所示。
（1）充填。下冲在加料斗下面时，颗粒填入模孔中；（2）刮平。当下冲行至充填轨上平面时经刮粉板将多余的颗粒刮去；（3）压片。当下冲行至下压轮的上面，上冲行至上压轮的下面时，二冲间的距离最小，将颗粒压制成片；（4）推片。压片后，上、下冲分别沿导轨上升和下降，下冲行至出片轨的上方时将片剂推出模孔，并被刮片板导入容器，如此反复进行。
1.3 亚高速及高速压片机的强迫加料系统
强迫加料系统（图5）是近年来广泛应用在亚高速和高速旋转式压片机上的一种加料系统，主要由3部分组成：料斗、加料电机、强迫加料器。
料斗主要起存放物料的作用，其下部与强迫加料器相连 ；加料电机是强迫加料器的动力源，变频调速；强迫加料器又可分为齿轮箱和加料器2部分，齿轮箱将加料电机的动力传递到加料器的两个拨料叶轮上，两叶轮逆向旋转，将物料强制充填到中模孔中，其压片示意如图6所示。
强迫加料系统的压片过程同月形栅式加料系统基本相同，也是分为充填→刮平→压片→推片4个步骤。
2 3种加料方式片重差异的比较
现在的加料方式都是用物料的体积来控制片重，g=ρv（其中g为充填的物料重量，ρ为物料密度，v为充填的物料体积），现在充填的体积是一定的，那片重就是由物料的密度决定的，而物料的密度又决定于物料的颗粒均匀度和松散度。
单冲压片机的靴式加料系统和中低速旋转式压片机的月形栅式加料系统都是靠物料的自重自然落料的，粉末状的物料一般不适合这两种方式，因为粉末的流动性一般不如颗粒状物料。但是颗粒状物料如果颗粒不均匀或流动性差的话，也会影响到片剂的重量差异。所以，这两种加料方式对物料种类及颗粒状况的要求会更苛刻一些。
亚高速和高速压片机的强迫加料器可以对中模孔进行强制填充，所以它可以压制粉末状的物料，而且对颗粒状物料的要求也比前两种加料器相对宽松一些，片重差异也更稳定一些。
3 各种加料方式的性能比较
3.1 靴式加料系统
单冲压片机靴式加料器中的药粉随加料器摆动容易造成药粉分层，且压片是单侧加压（上冲加压），所以压力分布不均，易裂片，噪声大。另外，生产效率比较低，一般单冲压片机产量为60～80片/min，故仅适用于实验室和大尺寸片剂生产。
3.2 月形栅式加料系统
目前，普通中低速旋转式压片机的月形栅式加料系统在生产中应用非常广泛，这种加料方式需先将物料制成大小均匀、有良好流动性的颗粒，依靠物料颗粒的自重加料，并通过多个弯曲的栅格板使药物得到多次填充，所以充填充分、平稳，片重差异小。旋转式压片机的上下冲能够同时加压，压力分布均匀。而且，国内大部分中低速压片机都设计成转盘前后放置2套加料系统，这样转盘转动1周，每套模具可充填2次，压制2片，其生产效率大大提高，普通ZP35D型压片机的产量可达1 900～2 200片／min，所以这种加料方式的压片机可用于制药厂家大规模大批量生产。
但是，这种加料系统也存在一些缺陷：（1）对物料颗粒要求严格。在压片前要对物料进行制粒，颗粒的流动性要好，颗粒大小要均匀，其生产成本会增加；（2）充填时间不能太短。因为这种加料方式是物料颗粒依靠自重充填进模孔中，所以充填要保证一定的时间，这样其转盘速度也不能提得过高，否则充填不充分，片重差异达不到标准。
3.3 强迫加料系统
强迫加料系统既可使用压制制成颗粒的物料，也可使用压制粉末型物料。因为物料得到强制填充，所以填充时间可以大大缩短，相应其转盘的转速也可以提高很多，因此这种加料方式一般用在亚高速和高速旋转式压片机上，高速压片机的转盘最高转速可达80 r／min。随着设计生产技术日趋成熟，这种压片机也被一些大中型制药厂家所青睐。
虽然强迫加料系统的优点很多，但也存在一些不足：（1）甩粉现象。因为转盘转速提高了，所以加料器中流出的多余物料会被甩出，造成物料的浪费，且粉尘增多；（2）料斗漏料不畅。因为料斗结构的特殊性（上口大，下口小，且带有斜坡），会使一些流动性不好的物料（大多为不经制粒的粉末物料）流动不畅，造成片重差异不稳定。
3.4 各种加料方式的优缺点
由以上分析，可概括几种加料器的优缺点，如表1如示。
表1 几种加料器的优缺点
加料系统       | 靴式加料系统|    月形栅式加料系统      |     强迫加料系统
适应的压片机| 单冲              |中低速及亚高速旋转式   |亚高速及高速旋转式
落料方式       |自然落料        |自然落料                        |强制落料
片重              |不稳定           |稳定                               |稳定
适宜物料种类|颗粒               |颗粒                               |颗粒或粉末
生产效率       |低                   |较高                              |最高
4         结语
综上所述，几种加料器各有长处，也各有不足，制药厂家可以根据自己的实际情况选择适合于自己的压片机。为了最大限度地发挥各种加料器的优势，弥补其不足，聊城万合工业制造有限公司新近研制了升级版亚高速旋转式压片机，这种压片机既可以安装月形栅式加料器，又可以安装强迫加料器，用户可以根据物料的特点自行更换，拆装非常简单方便，不用借助任何工具，极大地方便了用户。
作者简介：李红（1970-），女，山东聊城人，工程师，研究方向：压片机设计开发。