在制藥生產(chǎn)過程中,原料藥、輔料、中間體以及部分功能性粉體通常需要經(jīng)過篩分、除雜、分級等工序。對于粒徑較細、易團聚、易吸附或流動性較差的粉體,普通振動篩在連續(xù)篩分過程中可能出現(xiàn)篩網(wǎng)堵塞、透網(wǎng)速度下降以及篩分狀態(tài)不穩(wěn)定等情況。
超聲波振動篩是在常規(guī)振動篩基礎(chǔ)上增加超聲波篩分系統(tǒng),通過機械振動與高頻超聲振動共同作用,改善細粉在篩網(wǎng)上的運動狀態(tài),適用于部分精細粉體篩分工況。
一、超聲波振動篩的基本結(jié)構(gòu)
超聲波振動篩通常由篩機主體、振動電機、篩框、篩網(wǎng)、超聲波發(fā)生器、換能器及相關(guān)連接組件組成。
工作時,振動電機帶動篩體產(chǎn)生機械振動,使物料在篩面上進行擴散、翻動和透篩;與此同時,超聲波系統(tǒng)將高頻機械振動傳遞至篩網(wǎng),使篩面產(chǎn)生微幅高頻振動。
兩種振動方式共同作用,可以降低部分細粉在篩孔附近形成堵塞、粘附和團聚的概率。
二、為什么細粉篩分更容易出現(xiàn)堵網(wǎng)
制藥行業(yè)中的一些粉體粒徑較小,比表面積較大,在篩分過程中容易受到靜電、濕度、顆粒形狀及物料自身粘附性的影響。
常見現(xiàn)象包括:
* 細粉附著在篩網(wǎng)表面;
* 顆粒嵌入篩孔后不易脫離;
* 團聚物覆蓋有效篩分面積;
* 隨著運行時間增加,篩分效率逐漸下降;
* 需要頻繁停機清理篩網(wǎng)。
對于這類物料,僅依靠增加機械振幅并不一定能夠獲得理想效果,反而可能對部分易碎或特殊物料造成較大的機械作用。
三、超聲波系統(tǒng)對篩分過程的作用
超聲波篩分系統(tǒng)并不是替代原有機械振動,而是在篩網(wǎng)上增加高頻微振動。
這種高頻振動可以使篩孔附近的細顆粒持續(xù)處于運動狀態(tài),減少細粉長時間附著于篩絲和篩孔位置。
對于易團聚物料,還可以在一定程度上幫助松散部分軟性團聚顆粒,使物料更容易接觸有效篩孔。
因此,在相同篩網(wǎng)條件下,超聲波振動篩更適合處理細粉、輕質(zhì)粉體以及部分容易堵網(wǎng)的物料。
四、在制藥行業(yè)中的常見應(yīng)用
超聲波振動篩可根據(jù)實際物料特性,用于以下環(huán)節(jié):
原料藥精細篩分,用于控制進入后續(xù)工序的物料粒徑范圍;
藥用輔料篩分,對部分細粉進行除雜或粒徑控制;
中間體篩分,對干燥、粉碎后的物料進行再次處理;
粉體投料前安全篩分,減少較大異物或結(jié)塊進入后續(xù)生產(chǎn)設(shè)備;
精細粉體分級,根據(jù)產(chǎn)品工藝要求選擇不同目數(shù)篩網(wǎng)。
具體能否采用超聲波篩分,需要結(jié)合物料粒徑、流動性、堆積密度、含水率、篩分精度以及處理量綜合判斷。
五、設(shè)備選型時需要關(guān)注哪些參數(shù)
制藥企業(yè)在選擇超聲波振動篩時,不建議只根據(jù)篩網(wǎng)目數(shù)確定設(shè)備型號。
較為重要的參數(shù)包括:
物料名稱及基本特性;原料粒徑分布;目標篩分粒徑;單位時間處理量;堆積密度;物料是否易吸潮、團聚或產(chǎn)生靜電;篩上物和篩下物比例;連續(xù)運行時間;現(xiàn)場空間及上下游設(shè)備連接方式。
對于篩分難度較高的粉體,可以先進行實際物料測試,再根據(jù)測試結(jié)果確定篩網(wǎng)規(guī)格、設(shè)備直徑及相關(guān)運行參數(shù)。
六、制藥生產(chǎn)中還需要注意設(shè)備設(shè)計
制藥行業(yè)除關(guān)注篩分效果外,還需要考慮設(shè)備清潔、拆裝及物料接觸部分的設(shè)計。
設(shè)備可根據(jù)實際工藝需求采用相應(yīng)的不銹鋼材質(zhì),并結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場要求配置密閉連接、軟連接、快速拆裝結(jié)構(gòu)等。
如果設(shè)備需要與真空上料機、無塵投料站、混合機或反應(yīng)設(shè)備連接,還需要在前期設(shè)計階段確認設(shè)備接口高度、進出料方式以及整體工藝節(jié)拍。
七、總結(jié)
超聲波振動篩主要針對細粉篩分過程中容易出現(xiàn)的堵網(wǎng)、粘網(wǎng)、團聚以及篩分狀態(tài)不穩(wěn)定等問題,通過機械振動與超聲波高頻振動相結(jié)合,提高篩網(wǎng)有效利用率。
對于制藥粉體篩分項目,設(shè)備選型不能只關(guān)注篩網(wǎng)目數(shù),還應(yīng)結(jié)合物料特性、處理量、工藝接口及清潔要求進行綜合設(shè)計。對于不確定的物料,可以通過實際試料進一步確認篩分效果和設(shè)備配置。
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