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流化床氣流超微粉碎實現無污染低溫粉碎


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"工欲善其事,必先利其器"。高品質粉體出自適合物料性能、技術先進的粉碎設備。在這次"現代中藥經皮給藥技術高級培訓班"上,王重生高級工程師向記者介紹了近幾年國內應用較多的粉碎設備,主要包括球磨機、扁平式氣流磨、振動磨以及WLFM-P系列流化床式氣流超微粉碎機。這些設備都有其自身的優缺點。其中后者在節能、磨損、效率以及對高硬度、熱敏性材料的粉碎中表現出獨特的效果,因此引起國內外藥品粉碎行業的重視。

  球磨機在結構上相對比較簡單,主要工作部分為一個回轉圓筒,靠筒內裝入的鋼球、鋼段或瓷球、剛玉球等研磨介質(或稱研磨體)的沖擊作用將物料粉碎或磨細。其可連續作業且生產能力大,但工作效率低下,能源可用率低(約為2%左右,其余均轉換為熱能),并且機體笨重,噪音大。

  扁平式氣流磨因其粉碎主體呈圓形環狀而得名。物料通過文丘里的噴嘴被帶入粉碎室內,粉碎室周邊有與粉碎室成銳角分布的噴嘴,噴出的壓縮空氣帶動物料在圓形環狀粉碎室內高速運動,通過物料與器壁的摩擦、以及物料自身的摩擦、擠壓、剪切、碰撞,較細的粉體在氣流的推動下移向中心而被收集。其優點是結構簡單,無運轉部件,噪音低,可連續生產。但是進料需手動操作,易堵塞,產品細度不夠均勻。

  振動磨是球磨機的換代產品。筒形結構,內裝有柱形研磨介質,筒體由偏心輪高速旋轉而產生強烈振動,物料在磨介的沖擊和擠壓下被超微粉碎。該機型的優點是物料適應性強,只要時間夠長,可將物料粉碎至直徑3~20微米,實現連續化生產。但其體積大,噪音高。王重生總結說,以上三種機型由于存在物料與磨介或機體的摩擦,對藥品均有一定程度的污染。

  流化床式氣流超微粉碎機是采用立體三維噴嘴設計的新型氣流磨。其利用螺旋進料器進入粉碎室的物料,在三維立體設計的亞音速或超音速氣流的推動下,物料自身產生磨擦、擠壓、剪切或碰撞,并在噴嘴的交匯處瞬間被粉碎。直徑2~3微米是該設備所能達到的粉碎極限。

  王重生認為,該設備在創新性上有四大看點。一是該設備集成多噴管技術、流化床技術和臥式分級技術,能粉碎莫氏9級以上的物料。二是其粉碎過程在-100°C的低溫下瞬間進行,因而不會產生粉碎熱,適用于熱敏性藥品及高純度藥品的生產。三是該系統幾乎無磨損,對一些磨損性物料、金屬礦及非金屬礦的粉碎分級是目前其它機械方法所無法取代的。四是與其它類型氣流磨機相比較,其節能約50H。原因為粉碎是借助物料顆粒自身的動能,噴嘴氣流的速度是定值,氣流粉碎機系統中能量經過多次轉換(轉換過程為:電能→壓縮空氣勢能→噴嘴氣流的動能→顆粒運動的動能),最終作用到被粉碎的顆粒上,達到粉碎物料的作用。
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