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介绍料斗混合机的基本特性和优势

     在制药工业生产中,凡涉及到粉体类药物大都离不开混合设备,国内应用于制药工业的混合设备品种繁多,主要有一维、二维、三维运动混合机以及V型、双重圆锥、行星锥形等混合机,其各有特点。然而,应用于制药工业这一特殊领域的混合设备有其要求,既要能达到混合均匀度、一定生产规模及相应工艺要求,又要能达到有效控制粉尘、清洗和消毒(灭菌)。本文从料斗混合机的原理入手,分析了其特点,同时探讨了其应用意义,目的是能让制药工业应用混合设备者有所理解。
  料斗混合机由机座、带料斗的回转体、传动机构、制动机构、提升机构以及电气光控制系统等组成。
  工作时,先将方锥形料斗推入回转体内,此时传感系统就能自动将带料斗的回转体提升到工作位,并自动夹持与锁上,当压力传感器检测到锁止完成后,传动机构就带动带料斗的回转体作上下翻动回转的混合工作。其间回转的混合工作可按设定时间与回转转速进行动作。当运行达到设定的时间后,带动带料斗的回转体就会在起始原位状停止,完成混合,制动机构将执行回转体的回转体回转制动。此时,提升机构会自动将回转体内的混合料斗下降到位,并自动停止整机工作,尔后操作人员可推出混合料斗到相应工位。
  混合是减少组分非均匀性的过程,混合以对流混合为主,其粒子由一个空间位置向另一个空间位置的运动,或两种以上组分在相互占有的空间内发生运动,以期达到各组分的均布。从粉体混合机理可知,粉体混合一般可分为三种基本运动:一是对流混合,粉粒之间相对产生上下、左右移动;二是扩散混合,粉粒扩散到新出现的粉体面上;三是剪切混合,粉体形成滑移面。但是,混合过程中发生的对流、扩散、剪切三种混合运动不可能在各自的区域独立起作用,而是随着混合的进行而同时出现。
  料斗混合机具备了三维运动混合机的许多特性,料斗混合机原理:一是与其它回转混合一样,利用料斗回转,使物料产生上下翻转、放大缩小、左右掺杂作用达到均匀混合效果,即对流、扩散二个混合运动;二是利用料斗的翻转轴线(料斗方柱横断通过对边中点的中心线)与回转轴线(左右臂轴)成30°夹角,当回转时物料能沿料斗壁面作切向运动,能达到剪切混合的效果,使得混合产生更强烈的作用。该二方面的混合效果叠加,使每个质点运动轨迹复杂而各异,随时改变了所处位置,达到了很高的混合效果。
  料斗混合机的基本特性
  ⑴混合均匀度最高可达到99%以上,装料系数为50-80%;
  ⑵混合时间一般设在20min之内,因达到最佳混合状态后要向反方向变化即出现偏析(或叫反混合),而混合与偏析“一正一反”同时进行,当两者处于平衡状态时,加长混合时间对提高混合均匀度起不到显著作用。
  ⑶料斗混合机主轴转速设定在临界转速的80%以下,以防止料斗中离心场过大,减缓物料在混合过程中的相对运动速度。
  ⑷料斗的翻转轴线(料斗方柱横断通过对边中点的中心线)与回转轴线(左右臂轴)成30°夹角,目的为了在回转过程中加强物料在料斗中剪切混合效果。
  ⑸混合效果还与粉粒粒径范围、粒径均分布性、颗粒间结合力、流动性安息角、物料含水率、物料差异性大小、物料磨损性等指标有关。
  浅析料斗混合机的特点
  ⑴在众多混合机设备中,采用PLC控制的机型很少见,而本公司料斗混合机采用PLC控制,菜单中含有常用药厂工艺要求的操作程序,也可按工艺要求设定时间、转速等工艺参数,来完成混合工艺。所有完整数据既可记忆和自动打印,能满足制药工艺所要求的可追溯性;
  ⑵由于料斗混合机采用PLC控制,其工序显示、调节、监视、警示等多项功能能使机器达到智能化控制;
  ⑶料斗混合机灵敏传感技术,能有效保证确保料斗对位、提升锁止、停车制动、料斗停转对位等操作。同时,提升机构采用双丝杆提升结构,依靠电动回转,传统丝杆的机械自锁结构有效地保证了锁止。另外,主回转轴采柔性轴联,既可靠、方便、简洁,又能使回转体回转更灵活,无卡滞现象;
  ⑷料斗混合机的传感控制系统设有红外线安全隔离装置,控制上还设有工作指示、安全指示及急停键,以确保生产安全;
  ⑸一台料斗混合机能配置多种规格、不同容积的混合料斗,能满足大批量、多品种的混合要求;
  ⑹由于方锥形料斗内部结构简单,能方便抛光加工,精制后的料斗与物料直接接触能达到结构无盲区、出料无残留以及清洗消毒(灭菌)方便;
  ⑺料斗混合机很方便与物料输送设备配套使用,组成先进的工艺流程。也由于料斗能做到密闭式混合和输送,故实现无尘生产的可行混合设备及总混的设备;
  ⑻方锥形料斗外形能方便叠加堆放,不需类似其它混合设备所需多个盛放粉体的周转桶,减少了储桶与清洗消毒桶体的区域,也减轻了劳动强度。
  料斗混合机既传承其它混合设备的优点,又弥补了其它混合设备的不足之处。同时,料斗混合机集混合、提升、周转桶、可控制性以及可靠消毒等功能于一体,这在众多混合设备中所难觅的。同样,料斗混合机很适宜在制药工业生产中应用,无论是无菌生产还是非无菌生产皆宜,特别是料斗混合机将为现代化制药生产的实施奠定了基础。因而,料斗混合机与其它混合设备相比其应用意义更大。
  料斗混合机提高生产率的意义
  在其它混合机设备使用时,混合后的粉体需要有一个个周转桶盛放并运输到下道工序,由于每批总混合量较大,所需周转桶很多,由于诸如压片和充填等设备运行消耗物料较慢,大量周转桶给中间库和车间带来较大的压力。基于周转桶多,运输量和运输路线增加,操作人员的劳动强度也增大,物料的多次倒出或加入引起生产效率低。此外,由于桶多、盖多引起的储存和管理也不容易。
  然而,料斗混合机中方锥形料斗的可卸性,其料斗本身便是一个周转桶,也再不需配置其它周转桶,依靠手推或提升机就能很方便地运输到下道工序,有效地克服上述不完善之处,提高了生产率。
 
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