在制藥生產(chǎn)過程中，原料藥、藥用輔料、中藥粉末及部分精細(xì)化工中間體通常需要經(jīng)過除雜、分級(jí)或粒徑控制后，才能進(jìn)入混合、制粒、壓片和包裝等后續(xù)工序。
由于部分制藥粉體具有粒徑細(xì)、密度低、易團(tuán)聚、易吸潮或容易產(chǎn)生靜電等特點(diǎn)，使用普通振動(dòng)篩時(shí)，可能出現(xiàn)篩孔堵塞、篩面物料堆積、篩分速度下降以及篩分結(jié)果不穩(wěn)定等問題。
超聲波振動(dòng)篩通過在常規(guī)機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)上疊加高頻微振動(dòng)，改善篩網(wǎng)表面的工作狀態(tài)，為細(xì)粉篩分提供了一種技術(shù)解決方式。
一、制藥細(xì)粉堵網(wǎng)的常見原因
篩網(wǎng)堵塞并不完全由設(shè)備振動(dòng)力不足造成，通常與物料性質(zhì)、篩網(wǎng)參數(shù)和進(jìn)料狀態(tài)有關(guān)。
第一，物料發(fā)生團(tuán)聚。部分粉體在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中受到濕度、壓力或靜電影響，容易形成較大的團(tuán)聚顆粒。團(tuán)聚物進(jìn)入篩面后，會(huì)覆蓋篩孔并影響有效篩分面積。
第二，顆粒卡入篩孔。當(dāng)粉體粒徑與篩孔尺寸接近時(shí)，顆粒容易嵌入篩孔，形成堵塞。
第三，靜電吸附。部分輕質(zhì)粉體在輸送、摩擦和篩分過程中產(chǎn)生靜電，容易附著在篩網(wǎng)和篩框表面。
第四，進(jìn)料量過大。物料短時(shí)間內(nèi)集中進(jìn)入篩機(jī)，篩面料層過厚，細(xì)粉無法及時(shí)通過篩網(wǎng)，也可能造成篩分速度下降。
第五，物料含水率偏高。受潮后的粉體黏附性增強(qiáng)，容易在篩網(wǎng)上形成物料層。
因此，解決堵網(wǎng)問題需要同時(shí)考慮物料特性、篩網(wǎng)目數(shù)、進(jìn)料方式及篩分設(shè)備結(jié)構(gòu)。
二、超聲波振動(dòng)篩的工作原理
超聲波振動(dòng)篩主要由篩機(jī)主體、篩框、篩網(wǎng)、振動(dòng)電機(jī)、超聲波發(fā)生器和換能器等部分組成。
設(shè)備運(yùn)行時(shí)，振動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生低頻機(jī)械振動(dòng)，使物料在篩面上運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，超聲波系統(tǒng)將電能轉(zhuǎn)換為高頻機(jī)械振動(dòng)，并通過換能器傳遞至篩網(wǎng)。
機(jī)械振動(dòng)主要負(fù)責(zé)推動(dòng)和分散物料，高頻微振動(dòng)則作用于篩網(wǎng)表面，幫助降低細(xì)粉與篩網(wǎng)之間的黏附，并減少顆粒長(zhǎng)期卡在篩孔中的情況。
通過兩種振動(dòng)方式的配合，可以改善篩網(wǎng)透篩狀態(tài)，使物料連續(xù)通過篩孔。
需要說明的是，超聲波系統(tǒng)并不是單純通過增加振幅完成篩分，而是通過高頻、低振幅的振動(dòng)方式改變篩網(wǎng)表面的工作狀態(tài)。
三、超聲波系統(tǒng)對(duì)篩分過程的影響
1.改善粉體團(tuán)聚現(xiàn)象
當(dāng)團(tuán)聚粉體進(jìn)入篩面后，高頻微振動(dòng)可以輔助分散部分松散團(tuán)聚物，使細(xì)顆粒獲得更多接觸篩孔的機(jī)會(huì)。
對(duì)于受潮嚴(yán)重或黏性較強(qiáng)的結(jié)塊，仍需結(jié)合破碎、烘干或其他預(yù)處理工藝。
2.減少篩孔堵塞
篩網(wǎng)持續(xù)處于高頻振動(dòng)狀態(tài)，可以減少接近篩孔尺寸的顆粒長(zhǎng)期停留在孔內(nèi)，從而保持相對(duì)穩(wěn)定的有效篩分面積。
3.改善靜電吸附
對(duì)于容易產(chǎn)生靜電的輕質(zhì)粉體，高頻振動(dòng)能夠減弱部分物料在篩網(wǎng)上的附著，使粉體更容易在篩面上分散。
如果物料靜電現(xiàn)象較明顯，還應(yīng)結(jié)合設(shè)備接地、環(huán)境濕度控制等措施。
4.保持篩分過程連續(xù)
篩孔堵塞減少后，設(shè)備停機(jī)清網(wǎng)頻率可相應(yīng)降低，有利于保持生產(chǎn)過程的連續(xù)性。
四、在制藥生產(chǎn)中的應(yīng)用場(chǎng)景
超聲波振動(dòng)篩可用于部分原料藥、藥用輔料、中藥細(xì)粉和精細(xì)化工中間體的篩分。
在原料預(yù)處理環(huán)節(jié)，可去除包裝碎屑、結(jié)塊物和異常顆粒，減少異物進(jìn)入后續(xù)工序。
在混合前篩分環(huán)節(jié)，可改善不同批次物料的粒徑狀態(tài)，為后續(xù)混合創(chuàng)造相對(duì)穩(wěn)定的條件。
在制?；蚍鬯楹蟮奶幚憝h(huán)節(jié)，可將不符合粒徑要求的顆粒分離出來。
對(duì)于小批量研發(fā)、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)和生產(chǎn)抽檢，也可以根據(jù)處理量選用檢驗(yàn)篩或小型超聲波篩分設(shè)備。
五、影響篩分效果的主要參數(shù)
超聲波振動(dòng)篩的使用效果受多個(gè)參數(shù)影響。
首先是篩網(wǎng)目數(shù)。篩網(wǎng)過細(xì)可能導(dǎo)致透篩速度下降，篩網(wǎng)過粗則無法滿足粒徑控制要求。
其次是進(jìn)料速度。連續(xù)、均勻進(jìn)料有利于保持篩面料層穩(wěn)定。進(jìn)料過快容易導(dǎo)致物料在篩面堆積。
再次是物料含水率。物料受潮后黏附性增強(qiáng)，僅依靠超聲波系統(tǒng)可能無法完全解決堵網(wǎng)問題。
此外，篩網(wǎng)張緊狀態(tài)、超聲波功率、設(shè)備振幅、物料停留時(shí)間和出料口設(shè)計(jì)也會(huì)影響篩分結(jié)果。
六、設(shè)備使用與清潔注意事項(xiàng)
制藥生產(chǎn)對(duì)設(shè)備清潔和物料殘留控制要求較高。篩框、篩網(wǎng)、密封件和出料口應(yīng)便于拆卸，設(shè)備內(nèi)部應(yīng)盡量減少不易清理的位置。
更換物料或批次結(jié)束后，應(yīng)根據(jù)工藝要求對(duì)物料接觸部件進(jìn)行清潔，并檢查篩網(wǎng)是否存在破損、松弛或局部變形。
超聲波換能器和連接部位也應(yīng)定期檢查，避免因安裝松動(dòng)影響能量傳遞。
如果物料具有易燃、易爆或易氧化特性，需要根據(jù)粉塵特性、生產(chǎn)環(huán)境和安全要求，配置相應(yīng)的防爆電氣、靜電接地或惰性氣體保護(hù)措施。
結(jié)語
超聲波振動(dòng)篩主要針對(duì)細(xì)粉篩分過程中出現(xiàn)的團(tuán)聚、靜電吸附和篩孔堵塞等問題，通過機(jī)械振動(dòng)與高頻微振動(dòng)的配合，改善篩網(wǎng)工作狀態(tài)。
設(shè)備能否達(dá)到預(yù)期效果，不僅取決于超聲波系統(tǒng)，還與物料性質(zhì)、篩網(wǎng)目數(shù)、進(jìn)料速度和設(shè)備結(jié)構(gòu)有關(guān)。在正式選型前，可通過物料試篩觀察篩分時(shí)間、篩上篩下比例、堵網(wǎng)情況及物料狀態(tài)，為設(shè)備參數(shù)確定提供依據(jù)。
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