在制藥生產過程中,原料藥、輔料、中間體以及部分功能性粉體通常需要經過篩分、除雜、分級等工序。對于粒徑較細、易團聚、易吸附或流動性較差的粉體,普通振動篩在連續(xù)篩分過程中可能出現(xiàn)篩網堵塞、透網速度下降以及篩分狀態(tài)不穩(wěn)定等情況。
超聲波振動篩是在常規(guī)振動篩基礎上增加超聲波篩分系統(tǒng),通過機械振動與高頻超聲振動共同作用,改善細粉在篩網上的運動狀態(tài),適用于部分精細粉體篩分工況。
一、超聲波振動篩的基本結構
超聲波振動篩通常由篩機主體、振動電機、篩框、篩網、超聲波發(fā)生器、換能器及相關連接組件組成。
工作時,振動電機帶動篩體產生機械振動,使物料在篩面上進行擴散、翻動和透篩;與此同時,超聲波系統(tǒng)將高頻機械振動傳遞至篩網,使篩面產生微幅高頻振動。
兩種振動方式共同作用,可以降低部分細粉在篩孔附近形成堵塞、粘附和團聚的概率。
二、為什么細粉篩分更容易出現(xiàn)堵網
制藥行業(yè)中的一些粉體粒徑較小,比表面積較大,在篩分過程中容易受到靜電、濕度、顆粒形狀及物料自身粘附性的影響。
常見現(xiàn)象包括:
* 細粉附著在篩網表面;
* 顆粒嵌入篩孔后不易脫離;
* 團聚物覆蓋有效篩分面積;
* 隨著運行時間增加,篩分效率逐漸下降;
* 需要頻繁停機清理篩網。
對于這類物料,僅依靠增加機械振幅并不一定能夠獲得理想效果,反而可能對部分易碎或特殊物料造成較大的機械作用。
三、超聲波系統(tǒng)對篩分過程的作用
超聲波篩分系統(tǒng)并不是替代原有機械振動,而是在篩網上增加高頻微振動。
這種高頻振動可以使篩孔附近的細顆粒持續(xù)處于運動狀態(tài),減少細粉長時間附著于篩絲和篩孔位置。
對于易團聚物料,還可以在一定程度上幫助松散部分軟性團聚顆粒,使物料更容易接觸有效篩孔。
因此,在相同篩網條件下,超聲波振動篩更適合處理細粉、輕質粉體以及部分容易堵網的物料。
四、在制藥行業(yè)中的常見應用
超聲波振動篩可根據實際物料特性,用于以下環(huán)節(jié):
原料藥精細篩分,用于控制進入后續(xù)工序的物料粒徑范圍;
藥用輔料篩分,對部分細粉進行除雜或粒徑控制;
中間體篩分,對干燥、粉碎后的物料進行再次處理;
粉體投料前安全篩分,減少較大異物或結塊進入后續(xù)生產設備;
精細粉體分級,根據產品工藝要求選擇不同目數(shù)篩網。
具體能否采用超聲波篩分,需要結合物料粒徑、流動性、堆積密度、含水率、篩分精度以及處理量綜合判斷。
五、設備選型時需要關注哪些參數(shù)
制藥企業(yè)在選擇超聲波振動篩時,不建議只根據篩網目數(shù)確定設備型號。
較為重要的參數(shù)包括:
物料名稱及基本特性;原料粒徑分布;目標篩分粒徑;單位時間處理量;堆積密度;物料是否易吸潮、團聚或產生靜電;篩上物和篩下物比例;連續(xù)運行時間;現(xiàn)場空間及上下游設備連接方式。
對于篩分難度較高的粉體,可以先進行實際物料測試,再根據測試結果確定篩網規(guī)格、設備直徑及相關運行參數(shù)。
六、制藥生產中還需要注意設備設計
制藥行業(yè)除關注篩分效果外,還需要考慮設備清潔、拆裝及物料接觸部分的設計。
設備可根據實際工藝需求采用相應的不銹鋼材質,并結合生產現(xiàn)場要求配置密閉連接、軟連接、快速拆裝結構等。
如果設備需要與真空上料機、無塵投料站、混合機或反應設備連接,還需要在前期設計階段確認設備接口高度、進出料方式以及整體工藝節(jié)拍。
七、總結
超聲波振動篩主要針對細粉篩分過程中容易出現(xiàn)的堵網、粘網、團聚以及篩分狀態(tài)不穩(wěn)定等問題,通過機械振動與超聲波高頻振動相結合,提高篩網有效利用率。
對于制藥粉體篩分項目,設備選型不能只關注篩網目數(shù),還應結合物料特性、處理量、工藝接口及清潔要求進行綜合設計。對于不確定的物料,可以通過實際試料進一步確認篩分效果和設備配置。