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粉碎區域的優化設計使氣流超微粉碎機大大提高

2019-07-23
        作為一種新技術,超微粉碎技術從上世紀九十年代才逐步被我國相關研究部門和制藥行業所重視,該項技術的許多理論尚處在不斷的探索階段。伴隨著測量技術和粉碎理論的不斷完善和發展,“超微粉碎技術與超微粉碎機”將在我國制藥領域得到更為廣泛的應用。
        超微粉碎技術是近十年來新興的一門技術,它在傳統粉碎技術的基礎上,將粉碎的概念向前大大延伸了。在各種超微粉碎機械設備中,目前以氣流粉碎機(主要包括五種基本類型:水平圓盤式氣流粉碎機、循環管式氣流粉碎機、對噴式逆向氣流粉碎機、撞擊板靶式氣流粉碎機、流化床式氣流粉碎機)在制藥工業上的應用較為廣泛,而在氣流粉碎機中又以流化床式氣流超微粉碎機應用最廣。
        大型流化床式氣流超微粉碎機主機系統由空壓機、空氣凈化器系統、超音速氣流粉碎機、分級機、旋風分離器等組成。中、小型流化床式氣流超微粉碎機,通常將超音速氣流粉碎機、分級機及旋風分離器組合成一體機,可大大節省占地面積,有利于安裝、運輸和使用。
氣流超微粉碎機
        目前制藥行業在生產中所使用的流化床式氣流超微粉碎機,雖然含蓋了多噴管、流化床、臥式分級及氣體密封等技術,實現了流場多元化、料層流態化及臥式分級化的體系。但是,由于這種粉碎模式所設計的噴嘴沿粉碎室內壁呈平行、對稱排列,只在單一平面內形成對射(即水平對噴),從而使得待粉碎的物料,只能在一個近似平面的范圍內進行粉碎,這就導致了以下幾種缺陷:
        一、粉碎室的底部為卸料方便,都設計成了圓錐形,由進料裝置送入粉碎室內的物料,一旦落入設在粉碎室下方的圓錐體內,物料即進入了一個盲區,無法繼續進行粉碎。
        二、粉碎區域僅限于一個近似平面的范圍內,面積狹窄,使得物料受到氣流夾帶、沖擊、擠壓和摩擦的機會相對較少。
        三、傳統結構使得物料在被粉碎過程中,其流態化狀態僅限于噴嘴的上方,而沉積于粉碎室下方錐體內的物料不能形成流態化狀態。
        針對傳統流化床式超微氣流粉碎機存在的這些缺陷,四川巨子粉體設備有限公司的科研人員,歷經十余年的研究開發,通過改變傳統粉碎機的噴嘴設置,成功研制出了新一代流化床式氣流超微粉碎機--醫藥級JZL專用機型。
        該系列機型的噴嘴設置在粉碎室周邊同一平面內,與該平面形成一定的夾角,噴嘴向下對稱;同時,在粉碎室下方的另設一垂直向上的噴嘴,全部噴嘴中心線共同交匯于一點,且合力為零。此種噴嘴設置突破了傳統流化床式氣流粉碎機粉碎區域近似于平面的弊端。經生產實踐驗證,與傳統機型相比較,新機型在能耗相同的情況下,可提高效率1~2倍,從而大大降低了生產成本。
        新機型將粉碎區域由近似的平面形發展為三維立體,大大擴展了流化床式氣流粉碎機的粉碎區域,使得待粉碎的物料在粉碎室內獲得了更多的碰撞、擠壓和相互磨擦的機會。此外,由于粉碎室圓錐形底部的下方設有向上的噴嘴,落入粉碎室圓錐體內的物料,也能及時被噴嘴射出的高速氣流夾帶而及時粉碎,消除了以往粉碎室下方錐體內的盲區。因此,從下至上的粉碎室、進料室及分級室在噴射氣流的作用下形成了完整的流態化狀態。物料在數個噴嘴的共同作用下,成圓錐形聚集到焦點上,瞬間即被粉碎。
        該機型除徹底改變了噴嘴的設置外,還采用了全新的密封裝置,它不同于傳統機型的動靜環密封裝置或迷宮式密封裝置,而是采用空氣全封閉式密封,沒有運轉部件,因此不產生磨損,使設備運轉更平穩更安全。
        新機型符合GMP的相關要求,運轉性能更加安全可靠。不僅材質的選擇嚴格按照GMP對設備的要求,結構設計也完全滿足方便拆卸、自動清潔(CIP/SIP)的需要。主機由法蘭、活節螺栓及快裝卡箍連接;軸承采用多重密封裝置和特殊潤滑脂,使設備在高速運轉下能長期穩定運行,油脂不外溢,從源頭確保產品安全;產品全部焊口均磨光打平,內外表面粗糙度僅為0.4~0.8微米;控制系統采用PLC(可編程邏輯控制器)方式,通過面板按鈕控制,取代傳統開閉閥門的繁瑣操作,不僅減輕了勞動強度,也體現出人性化的設計。
        四川巨子在開發與使用流化床式氣流超微粉碎機的過程中,積累了大量的實踐經驗。技術人員強調,在選擇應用新型粉碎機時,其操控必須做到以下幾個方面的要求:
        1.嚴格控制進料量。物料濃度低,物料間接觸的幾率小,物料濃度高,將影響氣流速度,因此在操作時應視氣壓、物料性質以及機體自身的特性,嚴格控制好物料進料速度;進料方式要視物料自身的特性來決定,可采用螺旋上料器、振蕩下料器或星形下料器,以保證粉碎室內能源源不斷得到物料的供給,滿足粉碎室內的物料濃度。
        2.優化分級結構。分級是超微粉碎系統至關重要的環節,流化床氣流超微粉碎機一個最顯著的特點,即能實現連續的進料和出料,防止物料過細粉碎,造成不必要的能源消耗。操作時應根據渦輪式分級原理,適當加大分級輪直徑、提高轉速、降低空氣流量,以確保分級機的分離粒徑細小。
        3.進入超微粉碎機的原始物料要盡可能細小。為達到此目的,應在進行超微粉碎前,采用普通機械式粉碎機進行預粉碎處理,這是節約能源和提高單位產量的最直接有效的方法。
        4.確保設備整個封閉系統的氣密性要求,包括管道、閥門、設備的封套裝置等均不應有泄漏存在。從而將寶貴的空氣動力能源,集中用在噴嘴上,確保合理的氣體流速和壓力,提高粒子的沖擊概率。
        5.產品收集和除塵器要保證通氣順暢,不應阻力過大。這部分系統裝置既要保證收集到合格的產品,又要保證環境的要求,但裝備過于龐雜,事必給整體工作帶來太多的負擔。

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