沸騰制粒機(jī)的常見問題分析及對(duì)策

文/王順龍

沸騰制粒機(jī)作為制藥和食品工業(yè)中的重要設(shè)備，在顆粒制備過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用——然而，在其操作過程中，常常會(huì)遇見一些常見問題，這些問題可能會(huì)對(duì)顆粒的質(zhì)量和設(shè)備的性能產(chǎn)生不利影響。本文將探討沸騰制粒機(jī)的常見問題，包括顆粒不均勻、顆粒過度粘連、設(shè)備堵塞、顆粒產(chǎn)量下降、顆粒質(zhì)量不達(dá)標(biāo)及能耗過高等，并提供相應(yīng)的對(duì)策和解決方法。

沸騰制粒機(jī)（又名一步制粒機(jī)）是一種重要的顆粒制備設(shè)備，可以通過液體床干燥技術(shù)將原料轉(zhuǎn)化為顆粒形式。其工作原理是先將原料通過噴霧器噴灑到加熱的液體床中，然后將原料顆?；⒏稍?，最終形成均勻的顆粒。與其他濕法制粒方式相比，沸騰制粒具有工藝簡(jiǎn)單、操作時(shí)間短、勞動(dòng)強(qiáng)度低等特點(diǎn)，而且能減少物料搬運(yùn)次數(shù)并縮短各工序所需時(shí)間，進(jìn)而減少對(duì)物料和環(huán)境的污染。此外，沸騰制粒技術(shù)具有傳熱快、傳熱效率高、顆粒粒度均勻、密度小、流動(dòng)性好、壓縮成型好等特點(diǎn)。顆粒間幾乎不發(fā)生可溶性成分遷移，減少了片劑含量不均勻的可能性。

然而，在使用過程中，操作人員常常會(huì)遇到一系列常見問題，這些問題可能會(huì)對(duì)顆粒質(zhì)量和生產(chǎn)效率產(chǎn)生負(fù)面影響。為了幫助生產(chǎn)廠家更好地理解和解決這些問題，本論文將詳細(xì)探討沸騰制粒機(jī)的常見問題及相應(yīng)的對(duì)策。

1.沸騰制粒機(jī)的工作原理

沸騰制粒機(jī)的主要結(jié)構(gòu)如圖1 所示。將制粒用粉狀物料投入流化床（原料容器)熱風(fēng)流，在引風(fēng)機(jī)的負(fù)壓抽吸下，物料經(jīng)初、中效過濾器過濾被加熱器加熱；在經(jīng)過高效過濾器過濾達(dá)到潔凈級(jí)別要求后,由進(jìn)風(fēng)閥調(diào)節(jié)風(fēng)量后，流化床中的藥粉(中藥材粉、浸膏粉等)鼓動(dòng)懸浮成硫化狀態(tài)（也稱“沸騰”狀態(tài)），在流化床中干燥。此時(shí)液態(tài)物料由輸送管道送入噴嘴，再由壓縮空氣將液態(tài)物料霧化成細(xì)小液滴噴灑在硫化床中，使沸騰狀態(tài)的粉末濕潤(rùn)，粉末間相互架橋聚集長(zhǎng)大成粒。在沸騰干燥過程中，一部分粉末狀物隨氣流上升被氣流帶向過濾室，干燥粉末被布袋捕集，當(dāng)捕集到一定量時(shí)，管道風(fēng)門關(guān)閉，抖袋系統(tǒng)開始工作，將捕集到的物料抖落至流化床中。隨后，左右風(fēng)門交替關(guān)閉，左右抖袋架交替抖動(dòng)，清理捕集袋集到的粉子，使過濾袋保持暢通，完成整個(gè)噴霧干燥制粒過程[1-2]。

圖1 沸騰制粒機(jī)的主要結(jié)構(gòu)

2.沸騰制粒機(jī)常見問題原因分析

2.1 顆粒不均勻或顆粒大小不一致

造成這一問題的原因主要有：（1）噴嘴堵塞。噴嘴堵塞會(huì)導(dǎo)致原料無法均勻噴灑到液體床中，噴頭不均勻噴霧也會(huì)導(dǎo)致此現(xiàn)象。（2）液體床條件不穩(wěn)定。液體床的溫度和濕度不穩(wěn)定可能會(huì)影響顆粒的形成和生長(zhǎng)。（3）原料本身的性質(zhì)。如原料分散性差，不易分散在液體床中，可能會(huì)導(dǎo)致顆粒不均勻；原料黏性，可能導(dǎo)致顆粒粘在一起，形成不均勻的團(tuán)塊。（4）操作參數(shù)設(shè)置不當(dāng)。如噴霧速度、液體床溫度和濕度等設(shè)置不當(dāng)，可能導(dǎo)致顆粒不均勻。

2.2 顆粒過度粘連或結(jié)塊

造成這一問題的原因主要有：（1）液體床溫度、濕度過高。如果液體床的溫度過高，會(huì)導(dǎo)致顆粒表面的原料迅速融化并變得有黏性，進(jìn)而粘在一起；液體床濕度過高也會(huì)導(dǎo)致顆粒更容易粘連在一起。（2）干燥不充分：如果顆粒沒有足夠的時(shí)間在液體床中干燥和固化，濕度可能會(huì)在顆粒內(nèi)部殘留，導(dǎo)致顆粒在后續(xù)的處理中結(jié)塊。（3）原料中含有黏性物質(zhì)。黏性物質(zhì)可能會(huì)導(dǎo)致顆粒過度粘連。（4）操作參數(shù)不當(dāng)、設(shè)備設(shè)計(jì)問題也均會(huì)導(dǎo)致顆粒過度粘連或結(jié)塊。

2.3 設(shè)備堵塞

造成這一問題的原因主要有：（1）原料堵塞。一些原料可能具有較高的黏性或凝聚性，當(dāng)這些原料通過噴嘴或管道流動(dòng)時(shí)，容易在管道內(nèi)粘附和堵塞。（2）原料結(jié)塊。原料中可能存在結(jié)塊或凝聚的情況，特別是當(dāng)原料在存儲(chǔ)或輸送過程中受潮或遇到高溫時(shí)，容易發(fā)生結(jié)塊。（3）噴嘴問題。噴嘴是將原料噴灑到液體床中的關(guān)鍵部件，如果噴嘴存在堵塞、磨損或損壞，原料流動(dòng)可能受阻，導(dǎo)致堵塞問題。（4）液體床問題。如果液體床內(nèi)部存在異物或沉積物，也可能導(dǎo)致管道或噴嘴的堵塞。（5）原料粒度過大。如果原料的粒度過大，可能會(huì)導(dǎo)致噴嘴或管道的堵塞，因?yàn)檩^大的顆粒難以通過狹窄的通道。

2.4 顆粒產(chǎn)量下降

造成這一問題的原因主要有：（1）噴嘴問題。噴嘴是將原料噴灑到液體床中的關(guān)鍵部件，如果噴嘴出現(xiàn)堵塞、磨損或損壞，噴霧效果就會(huì)降低，導(dǎo)致顆粒產(chǎn)量下降。（2）原料供應(yīng)問題，原料供應(yīng)系統(tǒng)可能出現(xiàn)故障或不穩(wěn)定。（3）液體床條件問題。液體床的溫度和濕度控制不穩(wěn)定可能影響顆粒的形成和生長(zhǎng)速率，從而降低產(chǎn)量。（4）原料特性。某些原料具有特殊的性質(zhì)，例如，特別黏稠或固化速度很快的原料可能需要特殊的處理方法，否則就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量下降。（5）操作參數(shù)不當(dāng)、設(shè)備老化或損壞均會(huì)導(dǎo)致顆粒產(chǎn)量下降。

2.5 顆粒質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

造成這一問題的原因主要有：（1）原料質(zhì)量不良。原料的質(zhì)量是顆粒質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，如果原料本身存在雜質(zhì)、不純或受到污染，顆粒質(zhì)量就可能會(huì)受到影響。（2）干燥不足。如果干燥時(shí)間不足或干燥溫度不合適，可能導(dǎo)致顆粒內(nèi)部殘留水分，影響質(zhì)量。（3）固化不完全。顆粒固化不充分可能導(dǎo)致顆粒內(nèi)部存在空隙或未完全固化的區(qū)域，從而影響質(zhì)量。（4）原料分布問題。原料在液體床中的分布不均勻也會(huì)導(dǎo)致顆粒質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。某些區(qū)域可能受到更多的原料噴灑，而其他區(qū)域則可能較少，導(dǎo)致顆粒大小和質(zhì)量不均勻。（5）分散劑不足。有些原料可能需要添加分散劑或抗粘劑，以確保顆粒的分散和均勻性。

2.6 能耗過高

造成這一問題的原因主要有：（1）不合理的工藝參數(shù)設(shè)置。不正確的工藝參數(shù)設(shè)置，如過高的液體床溫度、過高的濕度、噴嘴過大的流量等，可能導(dǎo)致能耗增加。這些參數(shù)可能使設(shè)備消耗更多的能源以維持操作。（2）設(shè)備老化和磨損。設(shè)備的老化和磨損可能導(dǎo)致能效降低，因?yàn)槔匣募訜嵩蝻L(fēng)機(jī)可能需要更多的能源來達(dá)到所需的工作溫度或流量。（3）不合理的設(shè)備設(shè)計(jì)。一些沸騰制粒機(jī)可能存在不合理的設(shè)計(jì)，如不足的絕熱性能、不足的節(jié)能功能或使用能效較低的附件，這些因素可能導(dǎo)致能耗增加。（4）原料特性。某些原料可能需要更多的能量來進(jìn)行干燥和固化，特別是當(dāng)原料具有高濕度或高黏度時(shí)。（5）過大的顆粒負(fù)載。過大的顆粒負(fù)載可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的額外負(fù)荷，從而增加能耗。顆粒負(fù)載應(yīng)根據(jù)設(shè)備容量和設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的控制。（6）清潔不當(dāng)。設(shè)備和管道的清潔不當(dāng)可能導(dǎo)致堵塞或熱交換表面積減少，進(jìn)而影響設(shè)備的能效。

3.沸騰制粒機(jī)常見問題應(yīng)對(duì)策略

3.1 優(yōu)化沸騰制粒機(jī)的各零件

沸騰制粒機(jī)的各個(gè)零件都扮演著重要的角色，每個(gè)零件在整個(gè)顆粒制備過程中都有其獨(dú)特的功能，現(xiàn)將重要的零件及其功能列舉如下：（1）噴嘴。噴嘴用于將液體原料霧化成小顆粒，是顆粒制備過程的關(guān)鍵組件之一。噴嘴的性能將直接影響到顆粒的大小、形狀和分布，因此優(yōu)化噴嘴零件對(duì)改進(jìn)沸騰制粒機(jī)具有重要意義。（2）液體床。液體床是顆粒制備的基本工作區(qū)域，它提供了熱量和濕度，使顆粒成形、干燥和固化。液體床的溫度和濕度控制對(duì)保證顆粒質(zhì)量至關(guān)重要，優(yōu)化液體床的功能、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控溫控濕，對(duì)整個(gè)制粒過程的成功來說具有非常重要的意義。

此外，還應(yīng)優(yōu)化風(fēng)機(jī)、加熱元件、控制系統(tǒng)等，以獲得最佳的顆粒制備效果。

3.2 控制液體床的溫度和濕度

液體床的溫度和濕度將直接影響到顆粒形成和固化的過程。通過控制溫度和濕度，可以確保顆粒在適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件下形成和生長(zhǎng)，從而提高顆粒的均勻性和質(zhì)量，減少顆粒的粘連和結(jié)塊，同時(shí)提高能源效率，減少不必要的能源消耗。

3.3 選擇合適的原料

原料的選擇對(duì)于確保顆粒制備過程的成功和產(chǎn)品的質(zhì)量至關(guān)重要。在選擇原料時(shí)，應(yīng)考慮制備顆粒是否穩(wěn)定、是否與沸騰制粒機(jī)的設(shè)計(jì)和操作相兼容、是否會(huì)造成環(huán)境污染等。不僅如此，通常還需要進(jìn)行充分的研究和試驗(yàn)，以確定最適合的原料類型和配方，以滿足產(chǎn)品的特定需求。此外，還需要考慮原料的供應(yīng)穩(wěn)定性和可獲得性，以確保生產(chǎn)的可持續(xù)性。

3.4 合理的參數(shù)

合理設(shè)置沸騰制粒機(jī)的參數(shù)可以解決多種問題。通過調(diào)整工藝參數(shù)，如噴嘴速度、液體床溫度、濕度等，可以控制顆粒的形成和固化，保證顆粒大小一致，同時(shí)可減少顆粒過度粘連或結(jié)塊、減少能耗，以確保顆粒滿足所需的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。合理的參數(shù)設(shè)置可以提高設(shè)備操作的穩(wěn)定性和一致性，減少人為誤差的影響，確保產(chǎn)品的質(zhì)量和規(guī)格一致。

3.5 定期進(jìn)行檢查和維護(hù)

沸騰制粒機(jī)的維護(hù)是保持設(shè)備維持在最佳工作狀態(tài)、確保生產(chǎn)的一致性和質(zhì)量、延長(zhǎng)設(shè)備壽命以及降低生產(chǎn)成本的重要步驟。維護(hù)應(yīng)該定期進(jìn)行，并采用計(jì)劃的方法，包括預(yù)防性維護(hù)和緊急維護(hù)，以確保設(shè)備的可靠性和性能。

3.6 培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)人員

沸騰制粒機(jī)是一種高度復(fù)雜的設(shè)備，涉及多個(gè)工藝步驟，包括原料噴霧、顆粒干燥、顆粒固化等。專業(yè)的技術(shù)人員具有對(duì)這些工藝和設(shè)備的深刻理解，能夠熟練操作和調(diào)整設(shè)備以確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和效率。在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)各種問題，如設(shè)備堵塞、顆粒不均勻、產(chǎn)量下降等。專業(yè)的技術(shù)人員具備問題排查和故障修復(fù)的能力，能夠快速找出問題的根本原因并采取適當(dāng)?shù)拇胧┙鉀Q問題，以減少生產(chǎn)停滯時(shí)間。

4.結(jié)論

沸騰制粒機(jī)作為一種重要的制藥和化工設(shè)備，一直在不斷改進(jìn)和演進(jìn)，以適應(yīng)不斷發(fā)展的工業(yè)需求和技術(shù)進(jìn)步。展望未來，沸騰制粒機(jī)充滿了潛力和機(jī)會(huì)。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，沸騰制粒機(jī)將迎來更大的改進(jìn)和創(chuàng)新。自動(dòng)化和智能化技術(shù)的引入將使其更容易操作和監(jiān)控，提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性和一致性。高效能源利用和綠色制備技術(shù)的應(yīng)用將有助于減少能源浪費(fèi)和環(huán)境影響，使生產(chǎn)更加可持續(xù)。此外，改進(jìn)的設(shè)計(jì)和材料選用將增強(qiáng)沸騰制粒機(jī)的耐用性和性能。更高的生產(chǎn)能力和更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹蛊涑蔀椴粌H僅在制藥和化工領(lǐng)域，而且在食品、農(nóng)業(yè)和其他領(lǐng)域發(fā)揮重要作用的工具。數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化工具的使用將使生產(chǎn)商更好地了解和控制顆粒制備過程，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率。

總之，未來的沸騰制粒機(jī)將成為更加高效、智能化、環(huán)保及多功能的設(shè)備，有望滿足不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，推動(dòng)制藥和化工行業(yè)的發(fā)展。這個(gè)領(lǐng)域的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新將有助于提高生產(chǎn)效率、降低成本，并為更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域帶來新的機(jī)會(huì)。