制藥工程設備

講述設備結構和原理、優點和缺點、適用場合、選型及

操作。課程內容：在制藥工業中，制藥設備直接影響產品質量和成本。教材結構：（一）、原料藥生產設備（二）、藥物制劑生產設備（三）、公用及輔助生產設備制藥工程設備講述設備結構和原理、優點和缺點、適用場1制藥工程設備講述設備結構和原理、優點和缺點、適用場第一章緒論制藥工業的一般過程：原料生物反應化學反應分離反應產物原料藥各種劑型

生物制藥：通過生物反應和各種分離手段得到原料藥的制藥過程。

化學制藥：通過化學反應和各種分離手段得到原料藥的制藥過程。藥物制劑：由原料藥生產各種劑型的過程。。第一章緒論制藥工業的一般過程：原料生物反應化學反應分離反應2第一章緒論制藥工業的一般過程：原料生物反應化學反應分離反應制藥工業特點：⑴、產品質量、規格要求嚴格。⑵、設備要求嚴格⑶、生產規模變化范圍大⑷、反應過程復雜，步數多⑸、制藥過程涉及多門學科制藥工業特點：⑴、產品質量、規格要求嚴格。3制藥工業特點：⑴、產品質量、規格要求嚴格。制藥工業特點：⑴、制藥設備的分類國家、行業標準按制藥設備產品基本屬性分8大類：⑴原料藥機械及設備：實現生物、化學物質轉化，利用動物、植物、礦物制取醫藥原料的工藝設備及機械。⑵制劑機械：將藥物制成各種劑型的機械與設備。⑶藥用粉碎機械：用于藥物粉碎（含研磨）并符合藥品生產要求的機械。⑷飲片機械：對天然藥用動物、植物、礦物進行選、洗、潤、切、烘、炒、鍛等方法制取中藥飲片的機械。⑸制藥用水設備：采用各種方法制取制藥用水的設備。⑹藥品包裝機械：完成藥品包裝過程以及與包裝過程相關的機械與設備。⑺藥用檢測設備：檢測各種藥物制品或半制品質量的儀器與設備。⑻其他制藥機械及設備：執行非主要制藥工序的有關機械與設備。制藥設備的分類國家、行業標準按制藥設備產品基本屬性分8大類：4制藥設備的分類國家、行業標準按制藥設備產品基本屬性分8大類：其中制劑機械按劑型分14類：⑴片劑機械。將原料藥與輔料經混合、造粒、壓片、包衣等工序制成各種形狀片劑的機械與設備。⑵水針劑機械。將藥液制作成安瓿針劑的機械與設備。⑶抗生素粉、水針劑機械。將粉末藥物或藥液制作成玻璃瓶抗生素粉、水針劑的機械與設備。⑷輸液劑機械。將藥液制作成大劑量注射劑的機械與設備。⑸硬膠囊劑機械。將藥物充填于空心膠囊內制作成硬膠囊劑的機械與設備。⑹軟膠囊（丸）劑機械。將藥液先裹于明膠膜內的制劑機械與設備。⑺丸劑機械。將藥物細粉或浸膏與賦形劑混合，制成丸劑的機械與設備。⑻軟膏劑機械。將藥物與基質混勻，配制成軟膏，定量灌裝于軟管內的制劑機械與設備。其中制劑機械按劑型分14類：5其中制劑機械按劑型分14類：其中制劑機械按劑型分14類：5⑼栓劑機械。將藥物與基質混合，制成栓劑的機械與設備。⑽口服液劑機械。將藥液制成口服液劑的機械與設備。⑾藥膜劑機械。將藥物浸透或分散于多聚物薄膜內的制劑機械與設備。⑿氣霧劑機械。將藥液和拋射劑灌注于耐壓容器中，制作成藥物以霧狀噴出的制劑機械與設備。⒀滴眼劑機械。將藥液制作成滴眼藥劑的機械與設備。⒁酊水、糖漿劑機械。將藥液制作成酊水、糖漿劑的機械與設備。⑼栓劑機械。將藥物與基質混合，制成栓劑的機械與設備。6⑼栓劑機械。將藥物與基質混合，制成栓劑的機械與設備。⑼栓劑機我國醫藥工業現狀1.我國藥廠多，仿制品多、普藥多，高新技術藥品少，生物制品少。2.我國目前藥廠生產工藝多為傳統工藝，費時、費汽、污染嚴重，企業面臨高尖人才、資金短缺的狀況。我國藥機廠現狀制造廠商多，傳統制劑設備多，設備缺點是費時、費能源、粉塵飛揚嚴重，有嚴重污染產生。制作精良的制劑設備少，符合GMP規范的設備少，具有多功能的制劑設備少。我國醫藥工業現狀1.我國藥廠多，仿制品多、普藥多，高新7我國醫藥工業現狀1.我國藥廠多，仿制品多、普藥多，高新GMP歷史中國的GMP于1999年正式頒布。國家藥品監督管理局制定了分期、分批、按照劑型實施GMP認證工作的規劃。1999年底以前生物制品、血液制品必須達到GMP；2000年底以前粉針制劑、大容量注射劑必須達到GMP；2002年底以前小容量注射劑必須達到GMP；2003~2005年，口服液制劑、固體制劑、中成藥制劑、滴眼劑、滴鼻劑、外用擦劑、噴霧劑等劑型將在十五期間全部達到GMP要求。GMP歷史中國的GMP于1999年正式頒布。8GMP歷史中國的GMP于1999年正式頒布。GMP歷史中國的制藥設備GMP的提出

1.《藥品生產質量管理規范》簡稱GMP（goodmanufacturingpractice）。在國際上，GMP已成為藥品生產和質量管理的基本準則，它是一套系統的、科學的管理制度。實施GMP，是在藥品生產的全過程中實施科學的全面管理和嚴密的監控，以獲得預期的質量，可以防止生產過程中藥品的污染、混藥和錯藥，保證藥品質量的不斷提高。

2.GMP的控制范圍，包括人事、廠房、設備、設施、生產工藝、傳遞、分析、驗證和庫管等諸多方面，GMP是系統性很強的規范，嚴格和嚴密是GMP的突出特點。制藥設備GMP的提出

1.《藥品生產質量管理規范9制藥設備GMP的提出

1.《藥品生產質量管理規范

3.制藥設備是重要的生產手段，又是不可忽略的污染因素之一。制藥設備的規格、結構、材料、性能對藥品生產有著很大的影響，證實了設備與GMP密切聯系。因此就產生了把制藥設備GMP內容具體化的議題。4.怎樣的設備才算貫徹了GMP?按照規范初步把設備GMP定義為：具有滿足藥物（藥品）生產所需的工藝功能和衛生、安全等配套功能，設備結構及其所用材料，不窩藏、滯留物料，不對加工的物質形成污染、也不對生產以外的環境產生污染或影響、且易于操作、維修、清洗的設備。

3.制藥設備是重要的生產手段，又是不可忽略的污染因10

3.制藥設備是重要的生產手段，又是不可忽略的污染因GMP對制藥設備有如下要求：①有與生產相適應的設備能力和最經濟、合理、安全的生產運行；②有滿足制藥工藝的完善功能及多種適用性；

③保證藥品加工中品質的一致性；④易于操作和維修；⑤易于設備內外的清洗；⑥各種接口符合協調配套要求；⑦易安裝、易移動，有利于組合的可能；⑧進行設備驗證（包括型式、結構、性能等）GMP對制藥設備有如下要求：11GMP對制藥設備有如下要求：GMP對制藥設備有如下要求：11設備的凈化功能：潔凈是GMP的要點之一，對設備來講包含兩層意思——設備自身不對藥物產生污染，也不會對環境形成污染。要達到這一標準就必須在藥品加工中，凡有藥物暴露的、室區潔凈度達不到要求或有人機污染可能的，原則上均應在設備上設計有凈化功能。例如：熱風循環干燥設備，氣流污染是最主要的，因此需考慮其循環空氣的凈化；洗瓶、洗橡膠塞等應考慮工藝用水的潔凈度；粉碎、制粒、包衣壓片等粉體機械，應考慮其散塵的控制；灌裝設備的防塵需采取特殊的凈化方法和裝置，并應盡可能考慮在密閉的設備中生產。例如:一步制粒器：將原來多臺設備、敞口生產的多道工序合并在一個密閉的內循環的容器內完成，就是制藥過程與凈化需求相結合的例子。設備的凈化功能：12設備的凈化功能：設備的凈化功能：12設備的清洗功能：隨著藥品純度和有效性的重視，GMP提倡的設備就地清洗功能（CIP），將成為清洗技術的發展方向。例如：冷凍凍干機的在位清洗和消毒系統雙錐干燥機的真空排氣管與罐體回轉密封處設計的自清洗裝置

在生產中因物料變更、換批的設備，需采取容易清洗、拆裝方便的機構，所以GMP極其重視對制藥系統的中間設備、中間環節的清洗及監控，強調對設備清潔的驗證。例料液加熱容器采用盤管機構：不易清洗染菌純水輸送系統中，其泵體內發現的粘附物。設備的清洗功能：13設備的清洗功能：設備的清洗功能：13第二章制藥工程化學反應設備化學反應設備分類：按反應物系相態可以把反應器分為均相與非均相兩種類型。按操作方式可以把反應器分為間歇式、半間歇式和連續式。按反應器結構可以把反應器分為釜式（槽式）、管式、塔式、固定床、流化床、移動床等各種反應器。第二章制藥工程化學反應設備化學反應設備分類：14第二章制藥工程化學反應設備化學反應設備分類：第一節攪拌罐式反應器（STRS)1—攪拌器2—罐體；3—夾套；4—攪拌軸；5—壓出管；6—支座；7—人孔；8—軸封；9—傳動裝置第一節攪拌罐式反應器（STRS)1—攪拌器15第一節攪拌罐式反應器（STRS)1—攪拌器第一節攪拌罐式總體結構主要包括攪拌罐、攪拌裝置、密封裝置

攪拌罐—由罐體和傳熱裝置組成。作用是提供反應空間和反應條件。

攪拌裝置—由攪拌器、攪拌軸、傳動裝置組成。傳動裝置又由電動機、減速器、聯軸器及機座等組成。

密封裝置—防止罐內介質泄漏或外界空氣進入罐內。

總體結構16總體結構總體結構16攪拌目的使物料混和均勻,強化傳熱和傳質。包括均相液體混合；液-液分散；氣-液分散；固-液分散；結晶；固體溶解；強化傳熱等攪拌液體的流動模型液體在設備范圍內作循環流動的途徑稱作液體的“流動模型”，簡稱“流型”。(a)軸向流(b)徑向流(c)切線流打漩現象攪拌目的17攪拌目的攪拌目的17常用攪拌器的型式、結構和特點在化學工業中常用的攪拌裝置是機械攪拌裝置，典型的機械攪拌裝置包括1、攪拌器：包括旋轉的軸和裝在軸上的葉輪；2、輔助部件和附件：包括密封裝置、減速箱、攪拌電機、支架、擋板和導流筒等。攪拌器是實現攪拌操作的主要部件，其主要的組成部分是葉輪，它隨旋轉軸運動將機械能施加給液體，并促使液體運動。常用攪拌器的型式、結構和特點在化學工業中常用的攪拌裝置18常用攪拌器的型式、結構和特點在化學工業中常用的攪拌裝置◆攪拌器

◆攪拌器19◆攪拌器◆攪拌器19常見攪拌槳及其結構形式常見攪拌槳及其結構形式20常見攪拌槳及其結構形式常見攪拌槳及其結構形式20常用攪拌器及流型示意

常用攪拌器及流型示意21常用攪拌器及流型示意常用攪拌器及流型示意21制藥工程反應設備課件22制藥工程反應設備課件22螺軸式攪拌螺軸式攪拌23螺軸式攪拌螺軸式攪拌23槳式攪拌器由槳葉、鍵、軸環、豎軸所組成。槳葉一般用扁鋼或不銹鋼或有色金屬制造。槳式攪拌器的轉速較低，一般為20～80r／min。槳式攪拌器直徑取反應釜內徑Di/3～2/3，槳葉不宜過長，當反應釜直徑很大時采用兩個或多個槳葉。槳式攪拌器適用于流動性大、粘度小的液體物料，也適用于纖維狀和結晶狀的溶解液，物料層很深時可在軸上裝置數排槳葉。槳式攪拌器24槳式攪拌器槳式攪拌器24渦輪式攪拌器渦輪式攪拌器分為圓盤渦輪攪拌器和開啟渦輪攪拌器；按照葉輪又可分為平直葉和彎曲葉。渦輪攪拌器速度較大，300～600r／min。渦輪攪拌器的主要優點是當能量消耗不大時，攪拌效率較高，攪拌產生很強的徑向流。因此它適用于乳濁液、懸浮液等。推進式攪拌器推進式攪拌器，攪拌時能使物料在反應釜內循環流動，所起作用以容積循環為主，剪切作用較小，上下翻騰效果良好。當需要有更大的流速時，反應釜內設有導流筒。推進式攪拌器直徑約取反應釜內徑Di的1/4～1/3，300～600r／min，攪拌器的材料常用鑄鐵和鑄鋼。渦輪式攪拌器25渦輪式攪拌器渦輪式攪拌器25框式和錨式攪拌器

框式攪拌器可視為槳式攪拌器的變形，其結構比較堅固，攪動物料量大。如果這類攪拌器底部形狀和反應釜下封頭形狀相似時，通常稱為錨式攪拌器?？蚴綌嚢杵髦睆捷^大，一般取反應器內徑的2/3～9/10，50～70r／min?？蚴綌嚢杵髋c釜壁間隙較小，有利于傳熱過程的進行，快速旋轉時，攪拌器葉片所帶動的液體把靜止層從反應釜壁上帶下來；慢速旋轉時，有刮板的攪拌器能產生良好的熱傳導。這類攪拌器常用于傳熱、晶析操作和高粘度液體、高濃度淤漿和沉降性淤漿的攪拌?？蚴胶湾^式攪拌器26框式和錨式攪拌器框式和錨式攪拌器26制藥工程反應設備課件27制藥工程反應設備課件27螺帶式攪拌器和螺桿式攪拌器螺帶式攪拌器，常用扁鋼按螺旋形繞成，直徑較大，常做成幾條緊貼釜內壁，與釜壁的間隙很小，所以攪拌時能不斷地將粘于釜壁的沉積物刮下來。螺帶的高度通常取罐底至液面的高度。螺帶式攪拌器和螺桿式攪拌器的轉速都較低，通常不超過50r/min，產生以上下循環流為主的流動，主要用于高粘度液體的攪拌。螺帶式攪拌器和螺桿式攪拌器28螺帶式攪拌器和螺桿式攪拌器螺帶式攪拌器和螺桿式攪拌器28其他攪拌方法

絕大部分的攪拌與混合，是采用葉輪攪拌。此外工業上較常見的或有發展前景的攪拌，主要還有氣流攪拌、射流混合和管道混合氣流攪拌氣流攪拌裝置主要是鼓泡器。它是利用氣泡在上升過程中所造成的液體湍動，產生良好的攪拌作用。它所產生的能量和效率低于機械攪拌，但可用于處理腐蝕性料液和泥漿等，或用于淺槽攪拌，并可利用工廠多余的氣源。用于攪拌的氣體主要是壓縮空氣和水蒸氣。用水蒸氣攪拌時可避免物料被氧化，并可對被攪拌物料直接加熱，但物料會被稀釋。其他攪拌方法絕大部分的攪拌與混合，是采用葉輪攪拌。此外工業29其他攪拌方法絕大部分的攪拌與混合，是采用葉輪攪拌。此外工業射流混合射流是在流體經一小孔、噴嘴或管道，流人較大的容器時產生的，射流的直徑隨著離開出口的距離增加而增大，并在擴展的過程中使周圍的流體被夾帶進來而產生混合。射流可以是層流，也可以是湍流，這取決于雷諾數的大小。當噴嘴或孔出口處的Re<300時，為層流射流，Re>2100時為湍流射流。對于黏性液體，層流射流可推動器內液體運動，但因為黏性液體中分子擴散速率低，噴出的液體與反應器內液體不會在分子尺寸上混合?；瘜W工業上常用的文丘里管就是射流混合的應用實例。射流混合30射流混合射流混合30管道混合管道混合是使待混合的物料通過在管道內流動而混合均勻。在混合過程中，通過平行地控制所有組分的流量，確定混合物的組成，并使它保持在預定值上。對于氣體或低黏度液體的混合，可利用湍流態下湍流混合作用，達到均勻的混合。一般混合段的管長為管徑的50～100倍。在管內可安裝促進物料混合的元件，以使物料在靜壓力的推動下通過混合元件時改善混合質量或縮短混合段的管長。工業上混合元件多為一些不動裝置，如三通混合、內部構件混合器和靜力混合器等。管道混合31管道混合管道混合31三通混合元件三通混合元件32三通混合元件三通混合元件32攪拌附件◆

擋板擋板的作用是避免旋渦現象，增大被攪拌液體的湍流程度，將切向流動變為軸向和徑向流動，強化反應器內液體的對流和擴散，改善攪拌效果。

攪拌反應器的擋板結構攪拌附件攪拌反應器的擋板結構33攪拌附件攪拌反應器的擋板結構攪拌附件攪拌反應器的擋板結構33可有效地防止粘滯液體在擋板處形成死角，以防止固體顆粒的堆積。

在高粘度物料中使用槳式攪拌器時，可安裝橫擋板以增加摻合作用，擋板寬度可與攪拌葉同寬。對于低粘度液體擋板裝在壁上。

對于中等粘度液體擋板離開槽壁（或固—液相操作時）

對于高粘度液體擋板離開槽壁并與槽壁成一定角度。豎向擋板安裝方式。

可有效地防止粘滯液體在擋板處形成死角，以防止固體顆粒的堆積。34可有效地防止粘滯液體在擋板處形成死角，以防止固體顆粒的堆積?！魧Я魍?/p>

●導流筒的作用導流筒作用---提高混合效率

一方面提高了對液體的攪拌程度，加強了攪拌器對液體的直接機械剪切作用；另一方面由于限定了液體的循環路徑，確立了充分循環的流型，使器內所有物料均能通過導流筒內的強烈混合區，減少了走短路的機會。

●導流筒的組成導流筒是一個圓筒，安裝在攪拌器的外面。常用于推進式和渦輪式攪拌器。◆導流筒35◆導流筒◆導流筒35導流筒示意圖

導流筒示意圖36導流筒示意圖導流筒示意圖36傳動裝置

攪拌反應器傳動裝置

1—電動機；2—減速器；3—聯軸器；4—機座；5—軸封裝置；6—底座；7—封頭；8—攪拌軸；傳動裝置攪拌反應器傳動裝置37傳動裝置攪拌反應器傳動裝置傳動裝置攪拌反應器傳動裝置37填料密封1、原理

填料中含有潤滑劑，在對攪拌軸產生徑向壓緊力的同時，形成極薄的液膜，一方面使攪拌軸受到潤滑，另一方面阻止設備內流體的逸出或外部流體的滲入，達到密封目的。2、特點應允許填料密封有一定的泄漏量。使用過程中需要經常調整填料壓蓋的壓緊力。軸封填料密封軸封38填料密封軸封填料密封軸封38制藥工程反應設備課件39制藥工程反應設備課件39機械密封1、原理

機械密封是依靠垂直于軸的兩個密封元件的平面相互貼合(依靠介質壓力或彈簧力)，并作相對運動達到密封的裝置。又稱端面密封。四個密封點：A動環和軸之間的密封(靜密封)，B動環和靜環作相對旋轉運動時的端面密封(動密封)，C靜環與靜環座之間的密封(靜密封)，D靜環座與設備之間的密封(靜密封)。機械密封中，動環與靜環的接觸面是泄漏通道之外，還有動環與軸之間、靜環與支座之間的間隙也是泄漏通道。機械密封40機械密封機械密封40機械密封

2、特點

功耗小、泄漏量低、密封性能可靠、使用壽命長的轉軸密封。必須使冷卻潤滑液在密封腔中不斷循環。機械密封2、特點41機械密封2、特點機械密封2、特點41罐體尺寸確定◆高徑比

●確定罐體高徑比的考慮因素

＊由于攪拌功率在一定條件下與攪拌器直徑的5次方成正比，所以從減少攪拌功率的角度考慮，高徑比可取得大一些。＊若采用夾套傳熱結構，從傳熱角度看，希望高徑比可取得大一些；當容積一定時，高徑比大、罐體就高，盛料部分表面積大、傳熱面積也就大。＊要考慮物料的狀態，對發酵類物料，為了使通入罐內的空氣與發酵物料充分接觸，高徑比應取得大一些。罐體尺寸確定42罐體尺寸確定罐體尺寸確定42夾套反應器罐體尺寸示意

夾套反應器罐體尺寸示意43夾套反應器罐體尺寸示意夾套反應器罐體尺寸示意43◆直徑及高度確定

●

裝料系數

若物料在反應過程中產生泡沫或呈沸騰狀態，取裝料系數0.6～0.7；若物料反應較平穩，則取裝料系數0.8～0.85?！裰睆郊案叨却_定

1、在初步確定H/Di后，可先忽略封頭的容積，近似計算出罐體的容積。◆直徑及高度確定44◆直徑及高度確定◆直徑及高度確定44

≈

得2、將上式計算的結果圓整為標準直徑，再代入下式中可計算出罐體的高度≈45≈傳熱裝置

◆夾套可拆卸的夾套

不可拆卸的夾套

傳熱裝置可拆卸的夾套不可拆卸的夾套46傳熱裝置可拆卸的夾套不可拆卸的夾套傳熱裝置可拆卸的夾套◆蛇管蛇管結構

◆蛇管蛇管結構47◆蛇管蛇管結構◆蛇管蛇管結構47蛇管的固定結構

蛇管的固定結構48蛇管的固定結構蛇管的固定結構48工藝接管◆進料管

進料管結構工藝接管進料管結構49工藝接管進料管結構工藝接管進料管結構49◆出料管下部出料管

上部出料管

◆出料管下部出料管上部出料管50◆出料管下部出料管上部出料管◆出料管下部出料

◆

塔式反應器

鼓泡塔反應器結構示意圖1—分布格板；2—夾套；3—氣體分布器；4—塔體；5—擋板；6—塔外換熱器；7—液體捕集器；8—擴大段填料型塔式反應器廣泛應用于氣體吸收的設備，也可用作氣、液相反應器，由于液體沿填料表面下流，在填料表面形成液膜而與氣相接觸進行反應，故液相主體量較少。適用于瞬間反應、快速和中速反應過程◆塔式反應器鼓泡塔反應器結構示意圖填料型塔式反應器廣泛應51◆塔式反應器鼓泡塔反應器結構示意圖填料型塔式反應器廣泛應第三章生物反應器發酵罐是工業發酵常用設備中最重要、應用最廣泛的設備，是連接原料和產物的橋梁，也是多種學科的交叉點。在發酵罐中，通過產物的合成，廉價的原料升了值，因此可以說發酵罐是發酵工業的心臟。發酵罐的定義是，為一個特定生物化學反應的操作提供良好而滿意環境的容器發酵罐伴隨著微生物發酵工業的發展已歷經300年。早在17世紀，人們已用帶有溫度計和熱交換器的1500L的木制容器來制備乙醇和酒。1900—1940年出現了200m3的鋼質發酵罐，在面包酵母發酵中開始使用空氣分布器和機械攪拌裝置。1940—1960年，第一個大規模工業生產青霉素的工廠于1944年1月30日在美國的TerrHaute投資，其發酵罐的體積是54m3；抗生素工業的興起引起發酵工業一場變革，機械攪拌、通風、無菌操作、純種培養等一系列技術開始完善起來，并出現耐高溫在線連續測定的pH電極和溶氧電極，開始利用計算機進行發酵過程控制。1960—1979年機械攪拌通風發酵罐容積增大到80～150m3，由于大規模生產單細胞蛋白的需要而出現了壓力循環和壓力噴射型發酵罐，計算機開始在發酵工業上得到廣泛應用第三章生物反應器發酵罐是工業發酵常用設備中最52第三章生物反應器發酵罐是工業發酵常用設備中最1979年以后，隨著生物工程和技術的迅猛發展，大規模細胞培養發酵罐應運而生，胰島素、干擾素等基因工程的產品走上商品化。對發酵罐的嚴密性、運行可靠性的要求越來越高，發酵的計算機控制和自動化的實際運用已相當普遍。pH電極、溶氧電極、溶解二氧化碳電極等在線檢測在國外已相當成熟。同時現代發酵工業為了獲取更大的經濟利益，發酵罐更加趨于大型化：廢水處理2700m3，單細胞蛋白1500m3，啤酒320m3，檸檬酸200m3，面包酵母20m3，抗生素200m3，干酪20m3，酸乳10m3。1979年以后，隨著生物工程和技術的迅猛發展531979年以后，隨著生物工程和技術的迅猛發展典型的分批發酵工藝流程圖成品典型的分批發酵工藝流程圖成品54典型的分批發酵工藝流程圖成品典型的分批發酵工藝流程圖成品54制藥工程反應設備課件55制藥工程反應設備課件55制藥工程反應設備課件56制藥工程反應設備課件56制藥工程反應設備課件57制藥工程反應設備課件57(一)發酵罐的類型各種不同類型的發酵罐都可用于大規模的生化反應過程，它們在設計、制造和操作方面的精密程度，取決于某一產品的生物化學反應過程對發酵罐的要求。發酵罐的分類有以下幾種：按微生物生長代謝需要分類這種方法將發酵罐分成好氣和厭氣兩大類?？股?、酶制劑、酵母、氨基酸、維生素等產品是好氣發酵罐中進行的；丙酮、丁醇、酒精、啤酒、乳酸采用厭氣發酵罐。它們的主要差別是由于對無菌空氣的需求不同，前者需要強烈的通風攪拌，目的是提高氧在發酵液中的體積氧傳遞系數KLα，后者則不需要通氣。(一)發酵罐的類型58(一)發酵罐的類型(一)發酵罐的類型58制藥工程反應設備課件59制藥工程反應設備課件59制藥工程反應設備課件60制藥工程反應設備課件60(二)通風式發酵罐1.

標準通風式發酵罐通風式發酵罐是最廣泛應用的深層好氣培養設備。它常用于面包酵母、抗生素及氨基酸的生產中，有關的重要因素是氧傳遞效率、功率輸入、混合質量、攪拌漿形式和發酵罐的幾何比例等。發酵罐最重要的幾何比例是Dｉ/Dt，H/Dt，Ds/Di，Db/Dt，(Di為攪拌漿直徑，Dt為罐體直徑，H為罐體高度，Ds為攪拌漿到罐低的距離，Db為擋板的寬度)；還有攪拌漿的葉輪直徑和各部分的比例。通用發酵罐的攪拌槳最廣泛使用的是平葉渦輪攪拌槳，國內采用的大多數是六平葉式，共各部分尺寸比例已規范化。這種攪拌槳具有很大的循環液輸送量，功率消耗大，因此特別適用于絲狀菌的發酵，如青霉素發酵等，其最大葉端速度范圍是3～8m/s。(二)通風式發酵罐1.

標準通風式發酵罐61(二)通風式發酵罐1.

標準通風式發酵罐2.改良通風式發酵罐幾種改良通風式發酵罐是：(1)瓦爾德夫發酵罐，它裝有一種獨特的消泡裝置。(2)一種帶有上下兩個分離攪拌器的發酵罐。上攪拌采用螺旋槳，用以加強軸向流動；下攪拌采用渦輪槳分散氣體，可以提高氧傳遞效率。這種設計方法充分發揮了這兩種攪拌槳的各自特長。(3)完全填充反應器是一種比通氣攪拌罐能更有效地提高氧傳遞效率的發酵罐。它混合時間短，即使對十分黏稠的液體也有同樣效果。它還消除了罐頂的空間，空氣在罐內的滯留時間比通氣攪拌罐長。改良型通風式發酵雖然有一些改進，但是它的實際應用卻遠沒有通風發酵廣泛。2.改良通風式發酵罐幾種改良通風式發酵罐是：622.改良通風式發酵罐幾種改良通風式發酵罐是：2.改良(三)氣提式發酵罐

圖4-27和圖4-28是具有外循環冷卻的氣升環流發酵罐和Franckowaik氣升環流發酵結構(三)氣提式發酵罐圖4-27和圖4-28是具有外循環冷63(三)氣提式發酵罐圖4-27和圖4-28是具有外循環冷

第四章包衣設備包衣是壓片工序之后常用的一種制劑工藝，是指在片劑（片芯，素片）表面包上適宜材料的衣層，使片內藥物與外界隔離。早期包衣目的是為增加制劑的穩定性，避免藥物受其他原輔料或外界環境影響而發生化學或物理變化?，F在主要的目的是為控制藥物的定時.定速.定位釋放.根據衣層材料及溶解特性的不同，常分為糖衣片.薄膜衣片.腸溶衣片及膜控釋片等;根據工藝不同可以分為濕法包衣和干法包衣。目前國內常用的包衣方法主要有滾轉包衣法(普通滾轉包衣法,埋管包衣法和高效包衣法），流化包衣法和壓制包衣法。第四章包衣設備包衣是壓片工序64第四章包衣設備包衣是壓片工序法和高效包衣法).流化包衣法和壓制包衣法4.1滾轉包衣設備4.1.1普通包衣鍋

普通包衣鍋(有時也稱為荸薺包衣鍋)，是最基本、最常用的滾轉式包衣設備，國內廠家目前基本使用這種包衣鍋進行包衣操作．如圖18—23所示。整個設備由四部分組成：包衣鍋、動力系統、加熱系統和徘風系統。

包衣鍋一般用不銹鋼或紫銅襯錫等性質穩定并有良好導熱性的材料制成，常見形狀有荸薺形和蓮蓬形。片劑包衣時以采用荸薺形較為合適，微丸劑包衣時則采用蓮蓬形為妥。包衣鍋的大小和形狀可根據廠家生產的規模加以設汁。一般直徑為1000mm，深度為550mm。片劑即在鍋內不斷翻滾的情況下，多次添加包衣液，并使之干燥，這樣就使衣料在片劑表面不斷沉積而成膜層。

65法和高效包衣法).流化包衣法和壓制包衣法4.1滾轉包衣設備法和高效包衣法).流化包衣法和壓制包衣法4.1滾轉包衣設備圖18-23普通包衣機制藥工程反應設備課件66制藥工程反應設備課件66包衣鍋安裝在鈾上，由動力系統帶動軸一起轉動。為了使片劑在包衣鍋中既能隨鍋的轉動方向滾動，又有沿軸方向的運動，該軸常與水平呈30一40度角傾斜；軸的轉速可根據包衣鍋的體積、片劑性質和不同包衣階段加以調節。生產中常用的轉速范圍為12—40r／min。加熱系統主要對包衣鍋面進行加熱，加速包衣溶液中溶劑的揮發。常用的方法為電熱絲加熱和干熱空氣加熱。目前，國外已基本采用熱空氣加熱。根據包衣過程調節通入熱空氣的溫度和流量，干燥效果迅速，同時采用排風裝置幫助吸除濕氣和粉塵。包衣時將藥片置于轉動的包衣鍋內，加入包衣材料溶液，使之均勻分散到各個片劑的表面上，必要時加入固體粉末以加快包衣過程。有時加入包衣材料的混懸液，加熱通風使之干燥。按上法包若干次，直到達到規定要求。包衣鍋安裝在鈾上，由動力系統帶動軸一起轉動。為了使片劑在包衣67包衣鍋安裝在鈾上，由動力系統帶動軸一起轉動。為了使片劑在包衣包衣料液用噴霧方式加入鍋內，增加包衣的均勻性。普通包衣鍋包衣料液一般用勺子分次加入，此法加液不均勻，不適于包薄膜衣，而改進的包衣鍋則附加了噴液裝置。為提高霧化質量，可采用無氣噴霧包衣或空氣噴霧包衣技術。無氣噴霧包衣是利用柱塞泵使包衣液達到一定壓力后再通過噴嘴小孔霧化噴出，其包衣設備及管道的安裝如圖18-24所示。該法借助于壓縮空氣推動的高壓無氣泵對包衣液加壓后使其在噴嘴內霧化，故包衣液的揮發不受霧化過程的影響。整個包衣工序可由計算機集中控制。采用普通包衣鍋包衣是一個勞動強度大，效率低，生產周期長的過程。特別是包糖衣片時，所包的層次很多，實際生產中包一批糖衣需要十多個小時到三十多小時。鑒于普通包衣鍋包衣的上述缺點，國外一些生產廠家對普通包衣鍋進行了一系列的改造。1.鍋內加擋板,以改善片劑在鍋內的滾動狀態.

包衣料液用噴霧方式加入鍋內，增加包衣的均勻性。普通包衣鍋包衣68包衣料液用噴霧方式加入鍋內，增加包衣的均勻性。普通包衣鍋包衣圖18-24高壓無氣噴霧包衣設備及管道安裝示意圖1―包衣鍋；2―噴頭；3―濕空氣收集罩；4―程序控制箱；5―貯氣罐；6―煤氣加熱裝置；7―自動風門；8―高壓無氣泵；9―帶夾套的貯液箱；10―穩壓過濾器；11―熱交換器；12―加熱器；13―空氣過濾器

圖18-24高壓無氣噴霧包衣設備及管道安裝示意圖1―包衣鍋69圖18-24高壓無氣噴霧包衣設備及管道安裝示意圖1―包衣鍋與無氣噴霧包衣不同，空氣噴霧包衣通過壓縮空氣霧化包衣液，故小量包衣液就能達到較理想霧化程度，包衣液損失相對減少。小規模生產中常采用，但是空氣噴霧包衣對壓縮空氣要求較高，一些有機溶劑在霧化時即開始揮發，因此空氣噴霧包衣更適合于包水性薄膜衣。4.1.2埋管噴霧包衣鍋當用水為分散介質包薄膜衣時，可用埋管噴霧包衣法，以加速水分揮發。噴霧系統為一內裝噴頭的埋管，在包衣時插入包衣鍋翻動的床層內，直接將包衣材料噴在片芯上，加熱后的壓縮空氣也伴隨霧化過程同時從埋管中吹出，穿透整個床層，并從上方排氣口排出。埋管噴霧包衣體系見圖18—25.包衣液從儲液罐中由泵與無氣噴霧包衣不同，空氣噴霧包衣通過壓縮空氣霧化包衣液，故小70與無氣噴霧包衣不同，空氣噴霧包衣通過壓縮空氣霧化包衣液，故小

氣流式噴頭連續霧化噴出而控制箱則能夠調節和控制加熱溫度，包衣液流量，排氣溫度等，能夠連續進行包衣操作。埋管噴霧包衣方法設備簡單，能耗低，普通包衣鍋裝上，埋管和噴霧系統也能進行生產。埋管噴霧包衣法也可用于包糖衣，但噴霧霧粒相對粗一些，同時必須達到平面潤濕，否則未被吸收的霧粒干燥后會析出結晶，使片面粗糙。氣流式噴頭連續霧化噴出而控制箱則能夠調節和控制加熱溫度，包71氣流式噴頭連續霧化噴出而控制箱則能夠調節和控制加熱溫度，包制藥工程反應設備課件72制藥工程反應設備課件724.1.3高效包衣機高效包衣機的結構,原理與傳統的敞口包衣鍋完全不同敞口包衣機工作時,熱風僅吹在片芯層表面,并被反面吸出.熱交換僅限于表面層,且部分熱量由吸風口直接吸出而沒有利用，浪費了部分熱源。而高效包衣機干燥時熱風是穿過片芯間隙，并與表面的水分或有機溶劑進行熱交換。這樣熱源得到充分的利用，片芯表面的濕液充分揮發，因而干燥效率很高。高效包衣機的鍋型結構大致可分為網孔式、間隙網孔式和無孔式三類。4.1.3高效包衣機734.1.3高效包衣機4.1.3高效包衣機73(1)網孔式高效包衣機網孔式高效包衣機如圖18-26所示。圖中的整個圓周都帶有直徑1.8----2.5mm圓孔。經過濾并被加熱的凈化空氣從鍋的右上部通過網孔進入鍋內，熱空氣穿過運動狀態的片芯間隙，由鍋底下部的網孔穿過再經過排風管排出。由于整個鍋體被包在一個封閉的金屬外殼內，因而氣流不能從其他孔中排出。熱空氣流動的途徑可以是逆向的，即可以從鍋底左下部網孔中穿入，再經右上方風管排出。前一種稱為直流式，后一種稱為反流式。這兩種方式是片芯分別處于“緊密”和“疏松”的狀態，可根據品種不同進行選擇。網孔式高效包衣機圖如下(1)網孔式高效包衣機74(1)網孔式高效包衣機(1)網孔式高效包衣機74

圖18-26網孔式高效包衣鍋

1―進氣管；2―鍋體；3―片芯；4―排風管；5―外殼圖18-26網孔式高效包衣鍋75圖18-26網孔式高效包衣鍋（2）間隔網孔式高效包衣機

如圖18-27所示，間隔網孔式的開孔部分不是整個圓周，而是按圓周的幾個等份部分。圖中是四個等分，即每隔90°開一個網孔區域，并與四個風管聯結。工作時4個風管與鍋體一起轉動。由于4個風管分別與4個風門連通，風門旋轉時分別間隔地被出風口接通每一管道而達到排濕的效果。

圖18—28中旋轉風門2的4個圓孔與鍋體4個管道相連，管道圓口正好與固定風門的圓口對準，處于通風狀態。這種間隙的排濕結構使鍋體減少了打孔范圍，減輕了加工量。同時熱量也得到充分的利用，節約了能源，不足之處是風機負載不均勻，對風機有一定的影響。（2）間隔網孔式高效包衣機76（2）間隔網孔式高效包衣機（2）間隔網孔式高效包衣機76

圖18-27間隔網孔式高效包衣機簡圖

1―進風管；2―鍋體；3―片芯；4―出風管；5―風門；6―旋轉主軸；7―風管；8―網孔區

圖18-27間隔網孔式高效包衣機簡圖77圖18-27間隔網孔式高效包衣機簡圖圖18-28間隔網孔式高效包衣機風門結構簡圖

1―鍋體管道；2―旋轉風門；3―固定風門；4―排風口圖18-28間隔網孔式高效包衣機風門結構簡圖78圖18-28間隔網孔式高效包衣機風門結構簡圖圖18-28（3）無孔式高效包衣機

是指鍋的圓周沒有圓孔，其熱交換通過另外的形式進行。目前有兩種;一是將布滿小孔的2到3個吸氣槳葉浸沒在片芯內，使加熱空氣穿過片芯層，再穿過槳葉小孔進入吸氣管道內被排出（見圖18-29），即進風管6引入干凈熱空氣，通過片芯層4再穿過槳葉2的網孔進入排風管5并被排出機外；二是一種較新穎的鍋型結構，目前已在國際上得到應用，其流通的熱風是由旋轉軸的部位進入鍋內，然后穿過運動著的片芯層，通過鍋的下部兩側而被排出鍋外（圖18-30）（3）無孔式高效包衣機79（3）無孔式高效包衣機（3）無孔式高效包衣機79圖18-29無孔式高效包衣機示意圖1―噴槍；2―槳葉；3―鍋體；4―片床；5―排風管；6―進風管圖18-30新穎無孔式高效包衣機示意1―后蓋；2―液管；3―進風管；4―前蓋；5―鍋體；6―片芯層；圖18-29無孔式高效包衣機示意圖圖18-30新穎無孔式80圖18-29無孔式高效包衣機示意圖圖18-30新穎無孔式

這種新穎的無孔式高效包衣機所以能實現一種獨通風路線，是靠鍋體前后兩面的圓蓋特殊的形狀。在鍋的內側繞圓周方向設計了多層斜面結構。鍋體旋轉時帶動圓蓋一起轉動，按照旋轉的正反方向而產生兩種不同的效果（圖18-31）當正旋轉時（順時針方向），鍋體處于工作狀態，其斜面不斷阻擋片芯流入外部，而熱風卻能從斜面處的空當中流出。當反轉時(逆時針方向），此時處于傾斜狀態，這時由于斜面反向運動，使包好的藥片沿切線方向排出。這種新穎的無孔式高效包衣機所以能實現一種獨通風路線81這種新穎的無孔式高效包衣機所以能實現一種獨通風路線

圖18-31新穎無孔式高效包衣機

圖18-31新穎無孔式高效包衣機82圖18-31新穎無孔式高效包衣機圖18-31新

無孔高效包衣機設計上具有新的構思，除了能達到與有孔同樣的效果外，由于鍋體表面平整，光潔，對運動著的物料沒有任何損傷，在加工時也省卻了鉆孔這一工序，該機器除適于片劑，也適于微丸等的包衣。

高效包衣機是由多組裝置配套而成的整體，除主體包衣鍋外，大致可分為四大部分：定量噴霧系統，供氣和排風系統，以及程序控制設備。其組合簡圖見圖18-32.無孔高效包衣機設計上具有新的構思，除了能達到與有孔同樣83無孔高效包衣機設計上具有新的構思，除了能達到與有孔同樣圖18-32高效包衣機的配套裝置簡圖圖18-32高效包衣機的配套裝置簡圖84圖18-32高效包衣機的配套裝置簡圖圖18-32高效包衣

定量噴霧系統是將包衣液按程序要求定量送入包衣鍋，并通過噴槍口霧化噴到片芯表面。該系統由液缸、泵、計量器和噴槍組成。定量控制一般是采用活塞結構。它是利用活塞行程確定容積的方法來達到量的控制，也有利于用計時器進行時間控制流量的方法。噴槍是由氣動控制，按有氣和無氣噴霧兩種不同方式選用不同噴槍，并按鍋體大小和物料多少放入2-6只噴槍，以達到均勻噴灑的效果。另外根據包衣液的特性選用有氣或無氣噴霧，并相應選用高壓無氣泵或電動蠕動泵。而空氣壓縮機產生的壓縮空氣經空氣清潔器后供給自動噴槍或無氣泵送風。定量噴霧系統是將包衣液按程序要求定量送入包衣鍋，并通過85定量噴霧系統是將包衣液按程序要求定量送入包衣鍋，并通過

供熱系統是由中效和高效濾過器和熱交換器組成。由于排風系統產生的鍋體負壓效應，使外界的空氣通過過濾器，并將部分過濾后的熱空氣返回到送風系統中重新利用，以達到節約能源的目的。

送風和排風系統的管道中都裝有風量調節器，可調節進、排風量的大小。

程序控制設備的核心是可編程序控制器或微機處理。它一方面接受來自外部的各種檢測信號，另一方面各執行元件發出各種指令，以實現對鍋體、噴槍、泵以及溫度、濕度、風量的控制。制藥工程反應設備課件86制藥工程反應設備課件864.2.2流化床包衣設備

流化床包衣設備流化包衣法與流化噴霧造粒工作原理相近，即將包衣液噴在懸浮于一定流速空氣中的片劑表面。同時，加熱的空氣使片劑表面溶劑揮發而成膜。流化床包衣法目前只限于包薄膜衣，除片劑外，微丸劑、粉末、顆粒劑等也可包衣。由于包衣時片劑由空氣懸浮并翻動，衣料在片面包覆均勻，對包衣片劑的硬度要求也低于普通包衣鍋包衣。主要從以下兩種方式對其進行分類制藥工程反應設備課件87制藥工程反應設備課件874.2.2.1包衣液的霧化噴入方法

流化床包衣機的核心是包衣液的霧化噴入方法，一般有頂部、側面切向和底部3種安裝位置，如圖18-33所示。噴頭通常是壓力式噴嘴。隨著噴頭安裝位置的不同，流化床結構也有較大差異。（1）頂部噴頭多用于錐形流化床（2）側面切向噴頭（3）底部噴頭多用于導流筒式流化床4.2.2.1包衣液的霧化噴入方法884.2.2.1包衣液的霧化噴入方法4.2.2.11―噴嘴（氣流式或壓力式）；2―流化床濃相；3―流化床稀相；4―空氣流；5―環隙；6―旋轉盤（可調節高度）；7―空氣分布板；8―霧化包衣液；9―包衣區；10―顆粒流向

1―噴嘴（氣流式或壓力式）；2―流化床濃相；3―流化床稀相；891―噴嘴（氣流式或壓力式）；2―流化床濃相；3―流化床稀相；4.2.2.2流化的動力來源及形式

使用氣流或機械力同時作用使流化床內的物料呈現沸騰或強制規則運動狀，將輔料或母液均勻噴入使之團聚成?；驅臃e放大，可達到制粒或包衣的效果，可在一臺設備內完成，性價比高。根據流化的動力來源及形式的不同可將其分為以下六種。

（1）均勻垂直向上氣流的流化床制粒包衣技術物料的運動狀態為”沸騰狀”,為不規則運動,操作彈性大（2）旋轉向上氣流的旋流床制粒包衣技術物料的運動狀態為”旋轉沸騰狀”,特性為粒子旋轉向上運動+不規則運動.（3）向上氣流和旋轉盤共同作用的旋轉床制粒包衣技術

物料的運動狀態為“麻花狀”特性也為旋轉向上運動。4.2.2.2流化的動力來源及形式904.2.2.2流化的動力來源及形式4.2.2.2流化的動（4）不均勻垂直向上氣流（即噴動）的噴動床制粒包衣技術物料的運動狀態為“噴泉狀”特性為局部物料向上噴動運動，整個物料層內物料呈現穿過導向管的環狀循環運動。（5）向上氣流和向下氣流共同作用的復合床制粒包衣技術物料運動狀態有兩種：沸騰狀和旋轉向上運動。（6）滾筒和透過物料層氣流的滾筒制粒包衣技術物料運動狀態為“翻滾狀”特性為滾動運動，邊噴霧邊干燥，風量操作彈性一般。

總的來說，流化床包衣機應用范圍很廣，只要被涂顆粒粒徑不是很大，包衣物質可以在不太高溫融熔或能配制成溶液，均可應用流化床薄膜包衣機。（4）不均勻垂直向上氣流（即噴動）的噴動床制粒包衣技術物91（4）不均勻垂直向上氣流（即噴動）的噴動床制粒包衣技術物4.2.3壓制包衣設備壓制法包衣亦稱干法包衣，是用包衣材料將片芯包裹后在壓片機上直接壓制成型。該法可包糖衣、腸溶衣或藥物衣，適用于對濕熱敏感藥物的包衣，也適用于長效多層片的制備或有配伍禁忌藥物的包衣。壓制過程如圖18-34所示。常用的壓制包衣機是將兩臺旋轉式壓片機用單傳動軸配成套，以特制傳動器將壓成的片芯送至另一臺壓片機上進行包衣，見圖18-35。一步干法包衣壓片過程包括3個主要步驟：(1)壓制第一外包衣層(1st-outerlayer)；(2)壓制核心片；(3)壓制整個包衣片，包括第二外包衣層(2nd-outerlayer)。（4.2.3壓制包衣設備圖18-35壓制包衣機結構示意圖

4.2.3壓制包衣設備具體壓片過程如圖18-37所示）由此看出，采用一步干法包衣機簡化了制備的步驟，提高了包衣片的質量，節省制備時間，降低了成本，國內對此研究報道較少，有很好的應用前景。4.2.3壓制包衣設備924.2.3壓制包衣設備4.2.3壓制包衣設備92圖18-34壓制包衣示意圖圖18-34壓制包衣示意圖93圖18-34壓制包衣示意圖圖18-34壓制包衣示意圖93圖18-35壓制包衣結構1-片模2-傳遞杯3-負荷塞柱4-傳感器5-檢出裝置6-彈性傳導臂7-除粉塵小孔眼8-吸氣管9-計數器軸環10-橋道11-沉入片芯12-充填片面及周圍用包衣顆粒13-包衣顆粒14-包衣顆粒漏斗15-飼料框圖18-35壓制包衣結構94圖18-35壓制包衣結構圖18-35壓制包衣結構94一步干法包衣壓片機壓片過程一步干法包衣壓片機壓片過程95一步干法包衣壓片機壓片過程一步干法包衣壓片機壓片過程95

4.3膠囊劑生產設備

硬膠囊劑生產設備按照主工作盤的運動方式，全自動膠囊填充機可分為間歇回轉和連續回轉兩種類型間歇回轉式全自動膠囊填充機的工作臺面上設有可繞軸旋轉的主工作盤，其可帶動膠囊板作周向旋轉。圍繞主工作盤設有空膠囊排序與定向裝置、撥囊裝置、剔除廢囊裝置、閉合膠囊裝置、出囊裝置和清潔裝置等，如圖18-38所示。工作臺下的機殼內設有傳動系統，其作用是將運動傳遞給各裝置或機構，以完成相應的工序操作。

4.3.1硬膠囊劑生產設備圖18-38主工作盤及各區域功能示意圖4.3膠囊劑生產設備964.3膠囊劑生產設備4.3膠囊劑生產設備96圖18—38工作盤及各區域功能示意圖1—排序與定向2—拔囊區3—體帽錯位區4—藥物填充區5—廢囊剔除區6—膠囊閉合區7—出囊區8—清潔區9—主工作盤圖18—38工作盤及各區域功能示意圖1—排序與定向97圖18—38工作盤及各區域功能示意圖1—排序與定向

產量較大的硬膠囊劑多采用全自動膠囊填充機。其可分為間歇回轉和連續回轉兩種類型。生產過程幾乎相同。4.3.1.1、空膠囊的排序與定向（播囊器）空膠囊排序裝置如圖18-39所示?？漳z囊的定向排列可由定向裝置完成，該裝置設有定向滑槽和順向推爪，推爪可在槽內作水平往復運動，如圖18-40所示。

產量較大的硬膠囊劑多采用全自動膠囊填充機。其可分98產量較大的硬膠囊劑多采用全自動膠囊填充機。其可分產量較大18-39空膠囊排序裝置結構與工作原理1-貯囊斗2-落料器3-壓囊爪4-彈簧5-卡囊簧片6-簧片架18-39空膠囊排序裝置結構與工作原理9918-39空膠囊排序裝置結構與工作原理18-39空膠囊排序裝圖18-40定向裝置結構與工作原理1―順向推爪；2―定向滑槽；3―落料器；4―壓囊爪；5―定向器座a、b、c、d分別表示定向過程中膠囊所處的空間狀態

圖18-40定向裝置結構與工作原理1―順向推爪；2―定向100圖18-40定向裝置結構與工作原理1―順向推爪；2―定向4.3.2空膠囊的體帽分離

經定向排序后的空膠囊還需將囊體與囊帽分離開來，以便藥物填充。空膠囊的體帽分離操作可由撥囊裝置完成。該裝置由上、下囊板及真空系統組成，如圖18-41所示。

當空膠囊被壓囊爪推入囊板孔后，氣的體分配板上升，其下表面與下囊板的下表面貼嚴。此時，真空接通，頂桿隨氣體分配板同步上升并深入到下囊板的孔中，使頂桿與氣孔之間形成一個環隙，以減少真空空間。上下囊板的直徑相同，且都為臺階孔，上下囊板臺階小孔的直徑分別小于囊冒和囊體的直徑。當囊體被真空吸至下囊板孔中時上囊板孔中的臺階可擋住囊冒下行，下囊板孔中的臺階可使囊體下行至一定位置時停止，以免囊體被頂桿頂破，從而達到體帽分離的目的。4.3.2空膠囊的體帽分離當空膠囊被壓囊爪推入囊板孔1014.3.2空膠囊的體帽分離當空膠囊被壓囊爪推入囊板孔。圖18-41撥囊裝置結構與工作原理1―上囊板；2―下囊板；3―真空氣體分配板；4―頂桿

。圖18-41撥囊裝置結構與工作原理102。圖18-41撥囊裝置結構與工作原理。圖18-41撥囊裝4.3.1.3填充藥物

當空膠囊體、帽分離后，上、下囊板孔的軸線隨即錯開，接著藥物定量填充裝置將定量藥物填入下方的膠囊體中，完成藥物填充過程。藥物定量填充裝置的類型很多種，每種類型都必須確保符合《中華人民共和國藥典》插管定量裝置插管定量裝置分為間歇式和連續式兩種，如圖18-42所示。

間歇式插管定量裝置是將空心定量管插入藥粉斗中，利用管內活塞將藥粉壓緊，然后定量管升離粉面，并旋轉180°至膠囊體上方。隨后，活塞落下，將藥粉柱壓入膠囊體中，完成藥粉填充過程。由于機械動作是間歇式的，故為間歇式插管定量裝置。4.3.1.3填充藥物1034.3.1.3填充藥物4.3.1.3填充藥物103

連續式插管定量裝置也是采用定量管來定量的，但其插管，壓緊，填充操作是隨機器本身在回轉過程中連續完成的。由于填充速度快，因此插管在藥粉中停留的時間短，故對藥粉的要求更高。連續式插管定量裝置也是采用定量管來定量的，但其插管，104連續式插管定量裝置也是采用定量管來定量的，但其插管，

圖18-42插管定量裝置結構與工作原理

1―定量管；2―活塞；3―藥粉斗；4―膠囊體

圖18-42插管定量裝置結構與工作原理105圖18-42插管定量裝置結構與工作原理

(2)模板定量裝置

模板定量裝置的結構與工作原理如圖1843所示，其中左圖將圓柱形定量裝置及其工作過程展成了平面形式。藥粉盒由定量盤和粉盒圈組成，工作時可帶著藥粉做間歇回轉運藥粉運動。

工作時，凸輪機構帶動各組沖桿做上下往復運動。當沖桿上升后，藥粉盒間歇旋轉一個角度，同時藥粉自動將模孔中的空間填滿。隨后沖桿下降，將?？字械乃幏蹓簩嵰淮?。如此旋轉一次，填充一次，壓實一次，直到完成一次填充過程。(2)模板定量裝置106(2)模板定量裝置(2)模板定量裝置106

圖18-43模板定量裝置結構與工作原理

1―底盤；2―定量盤；3―劑量沖頭；4―粉盒圈；5―刮粉器；6―上囊板；7―下囊板圖18-43模板定量裝置結構與工作原理107圖18-43模板定量裝置結構與工作原理(3)

活塞-滑塊定量裝置常見的活塞-滑塊定量裝置如圖18-44所示。在料斗的下方有多個平行的定量管，每一個定量管內均有一個可上下移動的定量活塞。料斗與定量管之間設有可移動的滑塊，滑塊上開有圓孔。圖18-45是一種連續式活塞-滑塊定量裝置，其核心構件為一轉盤，圖中已將圓柱形定量裝置及其工作過程展成了平面形式。轉盤上設有若干個圓筒，每個圓筒內均有一個可上下移動的定量活塞。工作時，定量圓筒隨轉盤一起轉動。(3)活塞-滑塊定量裝置常見的活塞-滑塊定量裝置如圖1108(3)活塞-滑塊定量裝置常見的活塞-滑塊定量裝置如圖1圖18-44活塞-滑塊定量裝置結構與工作原理1―填料器；2―定量活塞；3―定量管；4―料斗；5―物料高度調節板；6―藥物顆?；蛭⑼?；7―滑塊；8―支管；9―膠囊體；10―下囊板圖18-44活塞-滑塊定量裝置結構與工作原理1―填料器；109圖18-44活塞-滑塊定量裝置結構與工作原理1―填料器；圖18-45連續式活塞-滑塊定量裝置結構與工作原理

1―第一料斗；2，3―加料器；4―第二料斗；5―滑塊底盤；6―轉盤；7―定量圓筒；8―定量活塞;9―膠囊體;10―下囊板

圖18-45連續式活塞-滑塊定量裝置結構與工作原理110圖18-45連續式活塞-滑塊定量裝置結構與工作原理圖18-(4)真空定量裝置

真空定量裝置是一種連續式藥物填充裝置，其工作原理是先利用真空將藥物吸入定量管，然后再利用壓縮空氣將藥物吹入膠囊體，如圖18-46所示。定量管內設有定量活塞，活塞下部安裝有尼龍過濾器。在取料或填充過程中，定量管可分別與真空系統或壓縮空氣系統相連。(4)真空定量裝置111(4)真空定量裝置(4)真空定量裝置111

圖18-46真空定量裝置工作原理示意圖

1―切換裝置；2―定量管；3―料槽；4―定量活塞；5―尼龍過濾器；6―下囊板；7―膠囊體圖18-46真空定量裝置工作原理112圖18-46真空定量裝置工作原理4.3.1.4剔除裝置

個別空膠囊可能會因某種原因而使體帽未能分開，這些空膠囊一直滯留于上囊板孔中，但并末填充藥物。為防止其混入成品中，應在膠囊閉合前將其剔除出去。剔除裝置的結構與工作原理如圖18-47所示。其核心構件是一個可上下往復運動的頂桿架，上面設有與囊板孔相應的頂桿。當上下板轉動動時，頂桿架停留在下限過程。4.3.1.4剔除裝置1134.3.1.4剔除裝置4.3.1.4剔除裝置113圖18-47剔除裝置結構與工作原理

1―下囊板；2―上囊板；3―膠囊帽；4―末拔開空膠囊；5―頂桿；6―頂桿架圖18-47剔除裝置結構與工作原理114圖18-47剔除裝置結構與工作原理圖4.3.1.5閉合膠囊裝置

閉合膠囊裝置由彈性壓板和頂桿組成，其結構與工作原理如圖18-48所示。當上下囊板的軸線對中后，彈性壓板下行，將膠囊帽壓住。同時頂桿上行伸入下囊板孔中頂住膠囊體下部。隨著頂桿的上升，膠囊體，帽閉合并緊鎖。調節彈性壓板和頂桿的運動幅度，可使不同型號的膠囊閉合。4.3.1.5閉合膠囊裝置1154.3.1.5閉合膠囊裝置4.3.1.5閉合膠囊裝置圖18-48閉合裝置結構與工作原理

1―彈性壓板；2―上囊板；3―下囊板；4―頂桿圖18-48閉合裝置結構與工作原理116圖18-48閉合裝置結構與工作原理4.3.1.6出囊裝置

出囊裝置的主要部件是一個可上下往復運動的出料頂桿，其結構與工作原理如圖18-49所示。當囊板孔軸線對中的上下囊板攜帶著閉合膠囊旋轉時，出料頂桿處于低位，即位于下囊板下方。當攜帶閉合膠囊的上下囊辦旋轉至出囊裝置上方并停止時，出料頂桿上升，其頂端自下而上深入上下囊板的囊孔中，將閉合將囊頂出囊板孔。隨后，壓縮空氣將頂出的閉合膠囊吹入出囊滑道中，并被輸送至包裝工序。4.3.1.6出囊裝置1174.3.1.6出囊裝置4.3.1.6出囊裝置117

圖18-49出囊裝置結構與工作原理

1―閉合膠囊；2―上囊板；3―下囊板；4―出料頂桿圖18-49出囊裝置結構與工作原理118圖18-49出囊裝置結構與工作原理4.3.1.7清潔裝置

上、下囊板經過拔囊、填充藥物、出囊等工序后，囊板孔可能受到污染。因此，上、下囊板在進入下一周期操作循環之前，應通過清潔裝置對其囊板孔進行清潔。清潔裝置實際是一個設有風道和缺口的清潔室（圖18-50）。4.3.1.7清潔裝置1194.3.1.7清潔裝置4.3.1.7清潔裝置119

圖18-50清潔裝置結構與工作原理

1―清潔裝置；2―上囊板；3―下囊板圖18-50清潔裝置結構與工作原理120圖18-50清潔裝置結構與工作原理4.3.2軟膠囊劑生產設備

成套的軟膠囊劑生產設備包括明膠液溶制設備，藥液配置設備，軟膠囊壓（滴）制設備，軟膠囊干燥設備，回收設備等。下面主要介紹滾模式軟膠囊機和滴制式軟膠囊機。4.3.2.1滾模式軟膠囊機

滾模式軟膠囊機的外形如圖18-51所示。主要由軟膠囊壓制主機，輸送機，干燥機，電控柜，明膠桶和料桶等多個單體設備組成，各部分的相應位置如圖18-52所示。4.3.2軟膠囊劑生產設備1214.3.2軟膠囊劑生產設備4.3.2軟膠囊劑生產設備12

圖18-51滾模式軟膠囊壓制機外形

1―供料斗；2―機頭；3―下丸器；4―明膠盒；5―油輥；6―機身；7―機座圖18-51滾模式軟膠囊壓制機外形122圖18-51滾模式軟膠囊壓制機外形

圖18-52滾模式軟膠囊機總體布置

1―風機；2―干燥機；3―電控柜；4―鏈帶輸送機；5―主機；6―藥液桶；7―明膠桶；8―剩膠桶；9―廢囊桶

、圖18-52滾模式軟膠囊機總體布置123圖18-52滾模式軟膠囊機總體布置下面介紹其主要機構的結構原理。

(1)膠帶成型裝置

由明膠、甘油、水及防腐劑、著色劑等附加劑加熱熔制而成的明膠液，放置于吊掛著明膠桶中，將其溫度控制在60°左右。明膠液通過保溫導管靠自身重量流入到位于機身兩側的明膠盒中。明膠盒是長方形的，其縱刮面見圖18-53所示。通過電加熱使盒內明膠保持在36°左右，使其恒溫，既能保持明膠的流動性，又能防止其冷卻凝固，從而有利于膠帶的生產。下面介紹其主要機構的結構原理。124下面介紹其主要機構的結構原理。下面介紹其主要機構的結構原理。圖18-53明膠盒示意圖

1―流量調節板；2―厚度調節板；3―膠帶鼓輪；圖18-53明膠盒示意圖125圖18-53明膠盒示意圖圖(2)軟膠囊成型裝置

制備成型的連續膠帶，經過混昆系統和導向筒，被送到兩個昆模與軟膠囊機上的楔型噴體之間。見圖18-54，噴體的曲面與膠帶良好貼合，形成密封狀態，從而使空氣不能夠進入到已成型的軟膠囊內。在運行過程中，一對滾模按箭頭方向同步轉動，噴體則靜止不動，滾模的結構如圖18-55所示，有許多凹槽，均勻分布在其圓周表面，在滾模軸向凹槽的排數與噴體的噴藥孔數相等，而滾模轉到對準凹槽與楔形噴體上的一排噴藥孔時，供藥泵即將藥液通過噴體上的一排小孔噴出。

兩個滾模主軸的平行度，是保證生產正常軟膠囊的一個關鍵。通常滾模主軸平行度要求在全長不大于0.05mm.為了確保滾模能均勻接觸，需在組裝后利用標準滾模在組裝后利用標準滾模在主軸上進行漏光檢查。

軟膠囊機的主要部件是滾模，它的設計與加工既影響軟膠囊的接縫粘合度，也影響軟膠囊的質量。(2)軟膠囊成型裝置126(2)軟膠囊成型裝置(2)軟膠囊成型裝置126

圖18-54軟膠囊成型裝置1―藥液進口；2―噴體；3―膠帶；4―滾模；5―軟膠囊；6―電熱元件圖18-54127圖18-54圖18-55滾模結構圖18-55滾模結構128圖18-55滾模結構圖18-55滾

楔形噴體是軟膠囊成型裝置中另一關鍵設備。如圖18-56所示，噴體曲面的形狀將會影響軟膠囊質量。在軟膠囊成型過程中，膠帶局部被逐漸拉伸變薄，噴體曲面與滾模外徑相吻合，如不能吻合，膠帶將不易與噴體曲面良好貼合，那樣藥液從噴體的小孔噴出后，就會沿噴體與膠帶的縫隙外滲，既降低軟膠囊接縫處的粘合強度，又影響軟膠囊質量。楔形噴體是軟膠囊成型裝置中另一關鍵設備。如圖18-129楔形噴體是軟膠囊成型裝置中另一關鍵設備。如圖18-

圖18-56噴體圖18-56噴體130圖18-56噴體(3)藥液計量裝置制成合格軟膠囊的另一項重要技術指標是藥液裝量差異的大小。使用的藥液計量裝置是柱塞泵，其利用凸輪帶動的10個柱塞，在一個往復運動中向楔形噴體中供藥兩次，調節柱塞行程，即可調節供藥量大小。（4）剝丸劑在軟膠囊經滾模壓制成型后，有一部分軟膠囊不能完全脫離膠帶，此時需要外加一個力使其從膠帶上剝離下來，所以在軟膠囊機中安裝了剝丸器，結構如圖18-57所示，在基板上面焊有固定板，將可以滾動的六角形滾軸安裝在固定板上方，利用可以移動的調節板控制滾軸與調節板間隙，一般將兩者之間縫隙調至大于膠帶厚度，小于膠囊外徑，當膠帶通過縫隙間時，靠固定板上方的滾軸，將不能夠脫離膠帶的軟膠囊剝落下來。被剝落下來的膠囊沿篩網軌道滑落到輸送機上。(3)藥液計量裝置制成合格軟膠囊的另一項重要技術指標是藥131(3)藥液計量裝置制成合格軟膠囊的另一項重要技術指標是藥

圖18-57剝丸器

1―基板；2―固定板；3―調節板；4―滾軸；5―膠囊；6―膠帶圖18-57剝丸器132圖18-57剝丸器（5）拉網軸

在軟膠囊的生產中，軟膠囊不斷地從膠帶上剝離下來，同時產生網狀的廢膠帶，需要回收和重新熔制，為此在剝丸機下方安裝了拉網軸，將網狀廢帶膠帶拉下，收集到剩膠桶內。其結構如圖18-58所示，焊一支架在基板上，其上裝有滾軸，在基板上還安裝有可以移動的支架，其上也安裝有滾軸。在生產中，首先將剝落了膠囊的網狀膠帶帶入兩滾軸之間，通過調節兩滾軸的間隙，使間隙小于膠帶的厚度，這樣當兩滾軸轉動時，就將網狀廢膠帶垂直向下并拉緊，并送入下面的剩膠桶內回收。（5）拉網軸133（5）拉網軸（5）拉網軸1334.3.2.2滴制式軟膠囊機

滴制式膠囊機是將膠液與油狀藥液兩相通過滴丸機噴頭按不同速度噴出，當一定量的明膠液將定量的油狀液包裹后，滴入另一種不相混溶的冷卻液