CN103505371B - 一种密闭无粉尘制粒干燥整粒一体化制药设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结构简单、合理，全程密封无污染，自动化程度高的密闭无粉尘制粒干燥整粒一体化制药设备。包括物料干燥沸腾腔、整粒系统及其相应的控制装置，物料干燥沸腾腔为一包括进风系统、制粒料桶部件、中间桶体部件和排风除尘系统的塔式一体干燥沸腾腔，所述整粒系统与该塔式一体干燥沸腾腔之间设有一输送料系统，所述输送料系统包括连接于所述塔式一体干燥沸腾腔与整粒系统之间的输送通道。

Description

一种密闭无粉尘制粒干燥整粒一体化制药设备

技术领域

本发明是一种制药装置；尤其涉及一种密闭无粉尘制粒干燥整粒一体化制药设备。 

背景技术

现有的固体制剂的制粒工艺通常有两种，其一是：在高效湿法混合制粒机内制湿颗粒；将湿颗粒提升加料或用管道输入沸腾干燥机内干燥成干颗粒；将干燥后的干颗粒提升加料至整粒机内破碎开部分粘结的干颗粒后排出。另一种是：用喷雾干燥制粒机制粒，此法用中药浸膏或粘合剂成雾状与机内放置的干粉在沸腾状态中相互粘合成颗粒，颗粒制成后即成干颗粒；此工艺中，中药制粒时浸膏量大，含水量大或粘合剂量大，所以必然造成制粒、干燥时间长，能量消耗大，长时间除尘造成物料损失大。上述两种工艺方法无论哪一种，由于其系统设备的结构性问题，即各工序的相应的生产装置都是相互分离独立的，相应的生产装置之间的物料输送都是由人工采用倾倒的方式完成，例如整粒料桶部件通常为移动倾倒式结构、通过移动倾倒开放方式（敞开式）的将制粒系统的物料输送至整粒系统的，或者即使某些中间环节使用半机械排料运送、但同样还是开放式的物料输送方式，这些物料输送方式难免存在药品、外界环境和人体相互之间交叉污染，并且现有的这种生产工艺设备其物料损失大、操作麻烦，难以实现全程自动化生产，工作劳动强度大。另外，现有的设备都是由人工清洗，清洗效果差，经常造成设备的堵塞，影响正常生产。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种密闭无粉尘制粒干燥整粒一体化制药设备。该密闭无粉尘制粒干燥整粒一体化制药设备结构简单、合理，全程密封无污染，自动化程度高，生产效率高。 

本发明的一体化制药设备的技术方案 

包括物料干燥沸腾腔、整粒系统及其相应的控制装置，其特征是所述物料干燥沸腾腔为一包括相互联接、设于同一架体上的进风系统、制粒料桶部件、中间桶体部件和排风除尘系统的塔式一体干燥沸腾腔，所述整粒系统与该塔式一体干燥沸腾腔之间设有一输送料系统，所述输送料系统包括气密性连接于所述塔式一体干燥沸腾腔与整粒系统之间的气密性输送通道，通过相应的气密性输送通道构成制粒、干燥、整粒的无尘一体化制药设备。

所述输送料系统还包括通过相应的缓冲罐与所述整粒系统连接的真空输送料器，所述气密性输送通道为一气密性连接于该缓冲罐与所述塔式一体干燥沸腾腔的制粒料桶部件之间的输料管。 

所述控制装置为一包括有对相关生产工艺设备通过人机界面进行交互式控制的智能控制系统，所述智能控制系统通过以太网实施第三方或远程监控操作；所述塔式一体干燥沸腾腔设有信号连接于智能控制系统的自动在线清洗装置。 

所述自动在线清洗装置包括分别设于所述塔式一体干燥沸腾腔内的对应于排风除尘系统、中间桶体部件以及进风系统的相应部位的球形喷洒，以及设于塔式一体干燥沸腾腔的进风系统下部的排水口。 

所述制粒料桶部件固定式或移动式制粒料桶部件，所述固定式和移动式制粒料桶部件分别包括固定式和可移动式设于所述架体上的固定式料斗或移动式料斗；所述整粒系统和相应的真空输送料器设于同一架体上。 

所述制粒料桶部件固定式料斗通过相应的滤网和网板与所述进风系统固定连接；所述中间桶体部件包括桶体，所述桶体设有喷枪组件，所述桶体通过一转轴装置可转动式设于架体上，该桶体与相应的架体之间对应于所述转轴装置设有一活塞缸驱动装置；所述整粒系统包括整粒箱体，设于整粒箱体内的锥形筒筛网，设于锥形筒网内的整粒刀。 

所述整粒刀与其传动轴相互以齿啮合、且相互之间设有一间隙。 

所述整粒刀为一由多个条板刀片分别自其一端相互连接构成的锚式整粒刀，亦或为一由两个或多个三角形架刀片分别自其一侧相互连接构成的一字形或星形整粒刀。 

还包括：对所述制粒料桶部件其搅拌桨部件通过ANSYS进行数值模拟仿真及结构优化；基于Flunet定性分析沸腾制粒机的气、粒两相流系统，以优化制粒料桶部件网板开孔率；基于Flunet用数值模拟方法来获取喷枪组件内部复杂的流场流动，以优化喷枪组件的喷嘴的出口直径和其喉部直径尺寸。 

所述制粒料桶部件的网板其优化的开孔率为31.56%；所述中间桶体部件的喷枪组件的喷嘴其优化的出口直径和喉部直径分别为8-12 mm和36-42 mm。 

本发明的一体化制药设备不仅简化了设备结构、简化了制粒工艺，节约了设备的投资成本，又使制粒的几道工序在密闭状态中快速连续地进行，能有效的控制粉尘，减少物料与容器、人与物料交叉污染的机会，降低物料的损失和工人劳动强度，操作简单、场地干净，生产工艺可追溯性、自动化升级，而且可减少物料与人工的吸附造成职业病的风险，也减少了除尘设备经常堵塞的现象，延长除尘设备的寿命，且辅助的周转料桶，管道之间的生产能力相配套，整个过程全封闭操作，优化了工艺，并完全符合新版GMP要求；同时，由于其整粒刀及其与相应的传动机构之间的合理、特别结构，机械强度大，刀与筛网之间有较佳的配合，利于整粒，可提高整粒效果，并可在一定程度上节省制作用材。 

附图说明

图1是本发明一体化制药设备一实施例结构示意图；图2为图1中的中间桶体部件结构示意图；图3为图1中的整粒系统结构示意图；图4为本发明另一实施例中的整粒系统的整粒刀结构示意图；图5为图4中的整粒刀侧视结构图。 

具体实施方式

为了能进一步了解本发明的技术方案，藉由以下实施例结合附图对本发明作进一步说明。如图1-图3所示，本实施例的密闭无粉尘制粒、干燥、整粒一体化制药设备包括架体1a和1b 、进风系统2、制粒料桶部件3、中间桶体部件4、排风除尘系统5、输送料系统6和整粒系统7等，对应于密闭无粉尘制粒、干燥、整粒一体化制药设备设有相应的智能控制系统，进风系统2、制粒料桶部件3、中间桶体部件4和排风除尘系统5依次自下而上设于同一架体1a上，由进风系统2、制粒料桶部件3、中间桶体部件4和排风除尘系统5的内腔相互联通构成塔式一体干燥沸腾腔8；输送料系统的真空输送料器61和整粒系统7设于另一架体1b上，真空输送料器61和整粒系统7通过相应的缓冲罐63相互连接，缓冲罐63构成整粒系统7的物料输入通道，塔式一体干燥沸腾腔8的出料口开设于制粒料桶部件3上，制粒料桶部件3上的出料口通过一输料管62密封式与缓冲罐63相连接，由塔式一体干燥沸腾腔8与整粒系统7通过输料管62形成一制粒、干燥、整粒的无尘一体化制药设备。塔式一体干燥沸腾腔8的底部、进风系统2的入口连接有一热交换器21塔式一体干燥沸腾腔8的顶部排风除尘系统5出口处设有除尘布袋51。固定式制粒料桶部件3其固定式料斗直接固定于相应的架体1a上，可以避免包括摇把组件、移动架、轴等诸多复杂的辅助部件。 

粉体物料由中间桶体部件4 上的进料口，通过真空管道进入制粒料桶部件3内，由进风系统2向制粒料桶部件3内进风，吹起物料，此时物料呈流化状态，同时制粒料桶部件3上的喷枪组件组件向流化态物料上喷射浆液，使粉体物料进行粘结，形成颗粒。按设定的程序与参数完成操作后，制粒并干燥完成的颗粒物料通过制粒料桶部件3上的出料口，经由输料管62入缓冲罐63，再由真空输送料器61中的真空管道输送( 落入)至整粒系统7的料桶内，开始整粒，整个过程密闭无粉尘，自动化程度高，安全卫生。 

在塔式一体干燥沸腾腔8内对应于排风除尘系统5部位的相对两侧对称分布有两个球形喷洒9，对应于其中间桶体部件4部位和进风系统2部位分别分布有各一个球形喷洒9，球形喷洒9外接水管，塔式一体干燥沸腾腔8的进风系统2的底壁上开设有排水口22；因为物料被抽进整粒料桶部件后，进风系统吹热风，将粉体物料吹起，会有部分粉尘通过中间桶体底部的筛网落入进风系统中，也有部分物料随热风吹向顶部，粘附在过滤袋上以及塔式一体干燥沸腾腔8的内壁上，所以选择在这四个部位设置球形喷洒9。用水清洗完成后，由排水口22将水排出，再由连接于进风系统的入口的热交换器21用经过过滤净化并加热的热风通过进风系统将设备内腔烘干。图1中箭头所示方向为系统气体或空气流动方向。  

进风系统2与制粒料桶部件的内腔之间设有滤网32和网板31，空气经过空气处理系统过滤、经热交换器21加热后进入塔式一体干燥沸腾腔内，在经过制粒料桶部件3中的滤网32、网板31吹向制粒料桶部件3内，将粉体物料吹起，呈流化状态。

中间桶体部件4主要包括桶体45、设于桶体45内的喷枪组件42、转轴装置43和视镜41，桶体45通过转轴装置43设于架体1a上,架体1a与桶体45之间连接有活塞缸驱动装置44，桶体45通过活塞驱动装置44可相对于架体1a转动一角度，通过视镜41可观察料桶内部物料的混合、制粒状况，通过喷枪组件42对沸腾的物料喷浆，使物料粘结。 

排风除尘系统5：经过制粒料桶部件3和中间桶体部件4的空气到达塔式一体干燥沸腾腔8的上部的排风系统，先经过排风除尘系统的桶体组件内的除尘布袋51将粉尘过滤，经裤型风管及消声管进行消声处理，降低噪音，将空气排出。 

整粒系统7主要由整粒箱体71、驱动电机、分别设于整粒箱体71内的锥形筒筛网73、 及其与伞齿轮传动机构连接的锚式整粒刀74a，锚式整粒刀74a呈竖向（垂直）设于锥形筒筛网73内、通过伞齿轮传动机构75与轴向呈横向（或水平方向）的驱动电机传动连接。物料通过真空输送料器自缓冲罐内在自身重力作用下进入锥形桶筛网内进入整粒系统的锥形筒筛网内，由整粒系统的驱动电机通过伞齿轮传动机构驱动锚式整粒刀旋转，对物料起旋流作用，并以离心力作用将颗粒甩向锥形筒筛网面，同时，由于锚式整粒刀的高速旋转与筛网面产生剪切作用，颗粒在锚式整粒刀74a与锥形筒筛网间被粉碎成小颗粒并经筛网孔排出，进入周转料桶内再进行下一道工序。整粒的颗粒大小由筛网的目数，锚式整粒刀74a与筛网之间的间距以及回转转速的快慢来调节。 

本发明的密闭无粉尘制粒、干燥、整粒一体化制药设备通过智能控制系统形成人机界面集中操作管理控制，且配有以太网可实施第三方监控；制粒料桶部件其搅拌桨、中间桶体部件的喷枪组件的喷嘴等通过ANSYS进行数值模拟仿真及结构优化；制粒料桶部件3与进风系统2的相应的内腔之间通过网板31、滤网32相互连接；基于Flunet定性分析沸腾制粒机的气、粒两相流系统，获得优化的网板31的开孔率为31.56%；基于流体力学分析软件Flunet,用数值模拟方法来获得喷枪组件内部复杂的流场流动，得到喷枪组件的喷嘴出口直径和喉部直径优化尺寸分别为8-12 mm和36-42 mm。 

本发明实现了集散化、网络化、智能化，自动化程度高,节约成本。基于有限元分析软件ANSYS对制药工艺设备中的搅拌桨、喷嘴等关键零部件进行运动仿真、动力学分析、结构及制造工艺优化等，提高了零部件的质量和使用寿命。基于流体分析软件Fluent的流化床数值模拟仿真，不断改进、提高了固体制剂制粒的效果，从而提高了本制药工艺设备的质量、稳定性和生产效率。基于流体分析软件Fluent的喷枪组件部复杂的流场流动数值模拟仿真，归纳出工况以及喷枪组件的结构尺寸对工作性能的影响，从而改进喷枪组件的性能，从而提高制粒的质量。 

本发明的另一实施例如图4和5所示，本实施例的整粒刀为一由三个三角形架刀片74b1分别自其一侧相互连接构成的、在其俯视图上呈一星形的星形整粒刀74b，星形整粒刀74b通过一过渡传动轴77与伞齿轮机构传动连接，星形整粒刀74b与过渡传动轴77以齿76啮合的方式相互旋转式传动连接，且星形整粒刀74b与其过渡传动轴77为径向欠盈配合，这样可以使整粒刀与其锥形筒筛网内壁形成一适度的挤压力，以同时获得对物料进行类似于挤压击打破碎的效果；可使整粒系统同时具有在旋转方向（切线方向）和径向（离心方向）产生整粒作用力。本实施例的技术方案的其余结构可与上述实施例类同。 

本发明的再一实施例中，整粒刀为一由两个三角形架刀片构成在其俯视图上呈“一”字形的整粒刀。本实施例的技术方案的其余结构可与上述实施例类同。 

Claims (8)

1.一种密闭无粉尘制粒干燥整粒一体化制药设备，包括物料干燥沸腾腔、整粒系统及其相应的控制装置，其特征是所述物料干燥沸腾腔为一包括相互联接、设于同一架体上的进风系统、制粒料桶部件、中间桶体部件和排风除尘系统的塔式一体干燥沸腾腔，所述整粒系统与该塔式一体干燥沸腾腔之间设有一输送料系统，所述输送料系统包括气密性连接于所述塔式一体干燥沸腾腔与整粒系统之间的气密性输送通道、以及通过相应的缓冲罐与所述整粒系统连接的真空输送料器，由缓冲罐构成整粒系统的物料输入通道，塔式一体干燥沸腾腔的出料口开设于制粒料桶部件上，制粒料桶部件上的出料口通过气密性输送通道密封式与缓冲罐相连接，通过相应的气密性输送通道构成制粒、干燥、整粒的无尘一体化制药设备；所述控制装置为一包括有对相关生产工艺设备通过人机界面进行交互式控制的智能控制系统，所述智能控制系统通过以太网实施第三方或远程监控操作；所述塔式一体干燥沸腾腔设有信号连接于智能控制系统的自动在线清洗装置；所述自动在线清洗装置包括分别设于所述塔式一体干燥沸腾腔内的对应于排风除尘系统、中间桶体部件以及进风系统的相应部位的球形喷洒，以及设于塔式一体干燥沸腾腔的进风系统下部的排水口。

2.根据权利要求1所述密闭无粉尘制粒干燥整粒一体化制药设备，其特征是所述气密性输送通道为一气密性连接于该缓冲罐与所述塔式一体干燥沸腾腔的制粒料桶部件之间的输料管。

3.根据权利要求1或2所述密闭无粉尘制粒干燥整粒一体化制药设备，其特征是所述制粒料桶部件为固定式制粒料桶部件，所述固定式制粒料桶部件包括固定式设于所述架体上的固定式料斗；所述整粒系统和相应的真空输送料器设于同一架体上。

4.根据权利要求1所述密闭无粉尘制粒干燥整粒一体化制药设备，其特征是制粒料桶部件固定式料斗通过相应的滤网和网板与所述进风系统固定连接；所述中间桶体部件包括桶体，所述桶体设有喷枪组件，所述桶体通过一转轴装置可转动式设于架体上，该桶体与相应的架体之间对应于所述转轴装置设有一活塞缸驱动装置；所述整粒系统包括整粒箱体，设于整粒箱体内的锥形筒筛网，设于锥形筒网内的整粒刀。

5.根据权利要求4所述密闭无粉尘制粒干燥整粒一体化制药设备，其特征是所述整粒刀与其传动轴相互以齿啮合、且相互之间设有一间隙。

6.根据权利要求4或5所述密闭无粉尘制粒干燥整粒一体化制药设备，其特征是所述整粒刀为一由多个条板刀片分别自其一端相互连接构成的锚式整粒刀，亦或为一由两个或多个三角形架刀片分别自其一侧相互连接构成的一字形或星形整粒刀。

7.根据权利要求1 、2或4所述密闭无粉尘制粒干燥整粒一体化制药设备，其特征是还包括：对所述制粒料桶部件其搅拌桨部件通过ANSYS进行数值模拟仿真及结构优化；基于Flunet定性分析沸腾制粒机的气、粒两相流系统，以优化制粒料桶部件网板开孔率；基于Flunet用数值模拟方法来获取喷枪组件内部复杂的流场流动，以优化喷枪组件的喷嘴的出口直径和其喉部直径尺寸。

8.根据权利要求7所述密闭无粉尘制粒干燥整粒一体化制药设备，其特征是所述制粒料桶部件的网板其优化的开孔率为31.56%；所述中间桶体部件的喷枪组件的喷嘴其优化的出口直径和喉部直径分别为8-12 mm和36-42 mm。