在顆粒制劑的生產(chǎn)體系中,旋轉(zhuǎn)式制粒機以其機械成型原理和穩(wěn)定的性能,成為濕法制粒領(lǐng)域的重要設(shè)備。它通過旋轉(zhuǎn)部件的協(xié)同作用,將濕潤的粉末物料擠壓、切割成均勻顆粒,廣泛應(yīng)用于制藥、食品、農(nóng)藥等行業(yè)的中試與批量生產(chǎn)。相較于其他制粒設(shè)備,具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、顆粒形態(tài)可控等優(yōu)勢,尤其適合對顆粒硬度與粒徑均一性要求較高的生產(chǎn)場景。
一、設(shè)備結(jié)構(gòu):協(xié)同運作的核心組件
旋轉(zhuǎn)式制粒機的結(jié)構(gòu)設(shè)計圍繞 “擠壓成型” 的核心原理展開,主要由進(jìn)料系統(tǒng)、制粒裝置、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及機架組成,各部件的精密配合確保了顆粒成型的穩(wěn)定性與高效性。
進(jìn)料系統(tǒng)是物料進(jìn)入制粒環(huán)節(jié)的一道關(guān)口,通常由料斗、螺旋送料器和攪拌槳組成。料斗用于暫存經(jīng)預(yù)處理的濕潤物料,其底部的螺旋送料器通過無級變速電機驅(qū)動,將物料均勻推送至制粒裝置。對于易結(jié)塊的物料,料斗內(nèi)置的攪拌槳可預(yù)先打散團(tuán)聚顆粒,避免送料堵塞。送料速度可通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié),以匹配制粒裝置的處理能力,確保物料供應(yīng)連續(xù)穩(wěn)定。
制粒裝置是設(shè)備的核心工作區(qū),由旋轉(zhuǎn)滾筒、篩網(wǎng)和切割刀構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)滾筒表面均勻分布著凸起的刮料板,其通過主軸驅(qū)動以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),將物料推向外周的篩網(wǎng)。篩網(wǎng)為圓筒狀結(jié)構(gòu),材質(zhì)多為不銹鋼,孔徑根據(jù)目標(biāo)顆粒粒徑選擇,其通過螺栓固定在機架上,可快速拆卸更換以適應(yīng)不同規(guī)格的顆粒生產(chǎn)。切割刀安裝在篩網(wǎng)外側(cè),與旋轉(zhuǎn)滾筒保持同步旋轉(zhuǎn),當(dāng)物料被擠壓通過篩網(wǎng)形成條狀物時,切割刀將其切斷為長度均勻的短顆粒,顆粒長度可通過調(diào)節(jié)切割刀與篩網(wǎng)的間隙控制。
傳動系統(tǒng)為設(shè)備提供動力支持,由主電機、減速箱和皮帶傳動機構(gòu)組成。主電機通常采用變頻電機,通過減速箱將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)滾筒所需的工作轉(zhuǎn)速,同時通過皮帶傳動帶動切割刀同步運轉(zhuǎn)。傳動系統(tǒng)的設(shè)計注重穩(wěn)定性與能耗控制,例如采用斜齒輪減速箱降低運行噪音,并通過過載保護(hù)裝置防止物料過載導(dǎo)致的設(shè)備損壞。
控制系統(tǒng)采用 PLC 觸摸屏操作,可實時顯示設(shè)備運行參數(shù)(如滾筒轉(zhuǎn)速、送料速度、運行時間等),并支持參數(shù)預(yù)設(shè)與記憶功能。操作人員可根據(jù)物料特性一鍵調(diào)用歷史工藝參數(shù),減少換產(chǎn)時的調(diào)試時間。部分機型還配備了在線顆粒檢測儀,能實時監(jiān)測顆粒粒徑分布,當(dāng)偏差超過設(shè)定范圍時自動報警并調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)。
二、轉(zhuǎn)速與壓力:顆粒質(zhì)量的關(guān)鍵調(diào)控參數(shù)
旋轉(zhuǎn)式制粒機的顆粒成型質(zhì)量主要取決于旋轉(zhuǎn)滾筒的轉(zhuǎn)速與物料所受的擠壓壓力,二者的協(xié)同調(diào)控直接影響顆粒的硬度、粒徑分布與生產(chǎn)效率。
轉(zhuǎn)速的影響體現(xiàn)在物料處理速度與顆粒形態(tài)兩個方面。旋轉(zhuǎn)滾筒的轉(zhuǎn)速范圍通常為 10-60r/min,較低轉(zhuǎn)速時,物料在滾筒與篩網(wǎng)之間的擠壓時間較長,顆粒密度高、硬度大,但生產(chǎn)效率較低,適用于對顆粒硬度要求高的場景,如制藥行業(yè)的緩釋片劑顆粒。較高轉(zhuǎn)速時,物料通過篩網(wǎng)的速度加快,生產(chǎn)效率提升,但顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對疏松,適合食品行業(yè)中速溶顆粒的生產(chǎn),其疏松結(jié)構(gòu)可改善溶解性能。
切割刀的轉(zhuǎn)速通常與滾筒轉(zhuǎn)速保持固定比例,當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)速提高時,切割刀同步加速,確保顆粒長度均勻。若切割刀轉(zhuǎn)速與滾筒轉(zhuǎn)速不匹配,可能導(dǎo)致顆粒長度偏差增大,影響產(chǎn)品一致性。
擠壓壓力是決定顆粒致密性的核心因素,其大小由物料的填充量、送料速度與篩網(wǎng)孔徑共同決定。當(dāng)送料速度加快或篩網(wǎng)孔徑較小時,物料在滾筒與篩網(wǎng)之間的填充密度增加,擠壓壓力隨之升高,形成的顆粒硬度大、表面光滑,但過度擠壓可能導(dǎo)致篩網(wǎng)堵塞,尤其對于粘性較高的物料(如中藥浸膏粉)。此時需適當(dāng)降低送料速度或增大篩網(wǎng)孔徑,將壓力控制在合理范圍。
為精準(zhǔn)調(diào)控壓力,部分旋轉(zhuǎn)式制粒機采用了可調(diào)式篩網(wǎng)裝置,通過液壓系統(tǒng)改變篩網(wǎng)與滾筒之間的間隙,間隙越小,擠壓壓力越大。
轉(zhuǎn)速與壓力的匹配需根據(jù)物料特性進(jìn)行優(yōu)化。對于含纖維較多的物料(如植物提取物),宜采用低轉(zhuǎn)速、中壓力,避免纖維纏繞導(dǎo)致的顆粒形態(tài)不規(guī)則;對于粉末細(xì)膩的物料(如化工原料),則可采用高轉(zhuǎn)速、低壓力,提高生產(chǎn)效率的同時保證顆粒均一性。
三、基本功能:從物料到合格顆粒的全流程處理
旋轉(zhuǎn)式制粒機的基本功能涵蓋物料預(yù)處理輔助、顆粒成型與質(zhì)量控制三個層面,通過一體化設(shè)計實現(xiàn)從濕潤粉末到合格顆粒的高效轉(zhuǎn)化。
物料預(yù)處理輔助功能主要針對濕法制粒前的物料狀態(tài)優(yōu)化。設(shè)備的攪拌槳不僅能打散結(jié)塊物料,還可對初步混合的粉末與粘合劑進(jìn)行二次攪拌,使物料濕度分布更均勻。例如在制藥生產(chǎn)中,當(dāng)粉末與粘合劑混合后存在局部過干或過濕現(xiàn)象時,攪拌槳的持續(xù)攪拌可使水分重新分配,避免制粒過程中出現(xiàn) “大團(tuán)塊” 或 “細(xì)粉過多” 的問題。部分機型還具備加熱夾套功能,可對物料進(jìn)行低溫預(yù)熱,降低高粘度物料的粘性,改善其流動性。
顆粒成型功能是設(shè)備的核心,通過 “擠壓 - 切割” 的協(xié)同作用實現(xiàn)顆粒的定形。當(dāng)濕潤物料被旋轉(zhuǎn)滾筒推向篩網(wǎng)時,在壓力作用下通過篩網(wǎng)孔形成連續(xù)的條狀物,同步旋轉(zhuǎn)的切割刀將條狀物切斷為長度與直徑接近的短圓柱顆粒。該過程可實現(xiàn)顆粒粒徑的精準(zhǔn)控制,通過更換不同孔徑的篩網(wǎng),能生產(chǎn)多種規(guī)格顆粒。對于需要球形顆粒的場景,部分可配備拋光裝置,通過顆粒之間的摩擦作用將圓柱顆粒打磨為球形,滿足制劑的外觀要求。
質(zhì)量控制功能確保了顆粒的穩(wěn)定性與一致性。設(shè)備的 PLC 控制系統(tǒng)可存儲 100 組以上的工藝參數(shù),當(dāng)生產(chǎn)同一產(chǎn)品時,只需調(diào)用對應(yīng)參數(shù)即可保證不同批次顆粒質(zhì)量的一致性。在線監(jiān)測系統(tǒng)能實時反饋顆粒的硬度與水分含量,當(dāng)硬度低于設(shè)定值時,自動提高滾筒轉(zhuǎn)速或減小篩網(wǎng)間隙以增加擠壓壓力;當(dāng)水分超標(biāo)時,發(fā)出報警提示操作人員檢查前序混合工序的粘合劑添加量。
旋轉(zhuǎn)式制粒機技術(shù)參數(shù):
項目規(guī)格 | 篩筒孔徑 (mm) | 生產(chǎn)能力 (kg/h) | 電機功率 (kw) | 外形尺寸 (mm) (LxWxH) |
250 | Ø0.8~ 2.5 | 60~200 | 4 | 700x500x1230 |
300 | Ø0.8~2.5 | 100~400 | 5.5 | 880x630x1230 |
所有參數(shù)僅作參考,視物料情況而定,可根據(jù)客戶實際情況按需定制設(shè)計。