片剂机械_机械/仪表_工程科技_专业资料。第三章 片剂机械 第一节 片剂的特点及要求 1.片剂的特点及分类 2.片剂的赋形 3.片剂的质量要求 第二节 压片机的工艺过程及原理 1.冲模 2.压片机的工作过程 3.压片机制片原理 4.压片机的分
第三章 片剂机械 第一节 片剂的特点及要求 1.片剂的特点及分类 2.片剂的赋形 3.片剂的质量要求 第二节 压片机的工艺过程及原理 1.冲模 2.压片机的工作过程 3.压片机制片原理 4.压片机的分类 第三节 单冲压片机 1.加料机构 2.填充调节机构 3.压力调节机构 4.出片机构 第四节 多冲旋转压片机 1.旋转压片机各部件结构原理 2.旋转压片机的传动系统 3.压片机操作故障 第五节 包衣机械 1.包衣的目的与要求 2.简单包衣机 片剂的分类及特点 片剂系指一种或一种以上的固体药物，配以适当辅料经 压制加工成的片状剂型。片剂药 物主要供口服之用。 片剂与其它口服剂型相比优点有： ①剂量准确；②长期贮存物理性能稳定；③药物的化学 性及生理活性稳定；④携带和服 用方便；⑤适于机械化、 大规模生产、成本低，生产效率高，因此深受欢迎。 根据需要，片剂可以制成素片、包衣片。片剂的主要生 产工序包括：①制粒；②压片；⑧ 包装。 返回 片剂的赋形 片剂是用压片机压制成形的。片剂的形状是由不同形状的压模(也称冲 模)所决定的。 每一片药应有相同的重量，其有效成分的含量应在药典规定的一定范 围内(这非常重要)。为了保证片剂恒定的剂量，预先需得到有效成分分布均 匀和能有效地防止成分的偏析或分离的粉粒，此工序即为造粒。将原料得 辅料混匀造粒后，药物应具有以下几个特点。 1．经过造粒后的药物流动性好，易于均匀的流入到冲模孔内并填充一 定的质量。经造粒后的颗粒应接近于球形，使每次进入冲模孔中的药物量 能够保证质量相同。 2．药物具有可压性组分，物料加压后能形成稳定的，具有一定的强度 和形状的片剂。这些组分可能是有效成分(主药)本身，也可能是加入的辅料。 当有效成分剂量较大时，药物对其物I里性质起主要作用；在有效成分较少 时，加入的辅料对颗粒和片剂的物理性质起决定作用。所以如何选好粘合 剂和其他辅料，对于造粒和压片是非常关键的。 3．颗粒的粒度范围分布应符合要求。在制成的颗粒中细颗粒含量较少， 大颗粒较多，其颗粒分布范围较窄，这样细颗粒可充填大颗粒所形成的空 隙，在片剂成形中大颗粒起“搭桥”作用。 4．药物中所有成分都应混合均匀。保证颗粒中每一部分的含量和性质 都相同，这样就会使制成的片剂也有相同质量。服用后在胃、肠道内能迅 速崩解、溶解和吸收，产生预期疗效。 返回 冲模 冲模是压制药片的模具，上、下冲的工作端 面形成片剂的表面形状，中模孔径即为药片 的直径。 冲模(其结构示意见右图)是压片机的主要工 作元件，通常一副冲模包括上冲、中模、下冲三 个零件，上下冲的结构相似，其冲头直径也相等， 上、下冲的冲头直径和中模的模孔相配合，可以 在中模孔中自由上下滑动，但不会存在可以泄漏 药粉的间隙。 按冲模结构形状可划分为圆形、异形(包括多 边形及曲线形)。冲头端面的形状有平面形、斜 边形、浅凹形、深凹形及综合形等，平面形、斜 边形冲头用于压制扁平的圆柱体状片剂，浅凹形 用于压制双凸面片剂，深凹形主要压制包衣片剂 的芯片，综合形主要用于压制异形片剂。为了便 于识别及服用药品，在冲模端面上也可以刻制出 药品名称、剂量及纵横的线条等标志。压制不同 剂量的片剂，应选择大小适宜的冲模。 返回 压片机的工作过程 压片机的工作过程可以分为如下步骤： 1、下冲的冲头部位(其工作位置朝上)由中模孔下端伸入中模孔中，封 住中模孔底； 2、利用加料器向中模孔中填充药物； 3、上冲的冲头部位(其工作位置朝下)自中模孔上端落入中模孔，并下 行一定行程，将药粉压制成片； 4、上冲提升出孔。下冲上升将药片顶出中模孔，完成一次压片过程； 5、下冲降到原位，准备下一次填充。 返回 压片机制片原理 1．剂量的控制 各种片剂有不同的剂量要求，大的剂量调节是通过选择不同冲头直径 的冲模来实现的。在选定冲模尺寸之后，微小的剂量调节是通过调节下冲 伸入中模孔的深度，从而改变封底后的中模孔的实际长度，达到调节模孔 中药物的填充体积的目的。因此，在压片机上应具有调节下冲在模孔中的 原始位置的机构，以满足剂量调节要求。 2．药片厚度及压实程度控制 药物的剂量是根据处方及药典确定的，不可更改。为了贮运、保存和 崩解时限要求，压片时对一定剂量的压力也是有要求的，它也将影响药片 的实际厚度和外观。压片时的压力调节是必不可少的。这是通过调节上冲 在模孔中的下行量来实现的。有的压片机在压片过程中不单有上冲下行动 作，同时也可有下冲的上行动作，由上、下冲相对运动共同完成压片过程。 但压力调节多是通过调节上冲下行量的机构来实现压力调节与控制的。 返回 压片机的分类 压片机可分为单冲式压片机如图3—2和多冲旋转式压片机如图3—3所 示。 单冲式压片机是通过凸轮(或偏心轮)连杆机构(类似冲床的工作原理)， 使上、下冲产生相对运动而压制药片。单冲式并不一定只有一副冲模工作， 也可以有两副或更多，但多副冲模同时冲压，由此引起机构的稳定性及可 靠性要求严格，结构复杂，不多采用。单冲压片机是间歇式生产，间歇加 料，间歇出片，生产效率较低，适用于试验室和大尺寸片剂生产。 多冲旋转式压片机是将多副冲模呈圆周状装置在工作转盘上，各上、下 冲的尾部由固定不动的升降导轨控制。当上、下冲随工作转盘同步旋转时， 又受导轨控制做轴向的升降运动，从而完成压片过程。这时压片机的工艺 过程是连续的，连续加料、连续出片。就整机来看，受力较为均匀平稳， 在正式生产中被广泛使用。多冲旋转式压片机多按冲模数目来编制机器型 号，如俗称19冲、33冲压片机等。 返回 返回 加料机构 单冲压片机的加料机构由料斗和加料器组成，二者由挠性导管连接， 料斗中的颗粒药物通过导管进入加料器。由于单冲压片机的冲模在机器上 的位置不动，只有沿其轴线的往复冲压动作，而加料器有相对中模孔的位 置移动，因此需采用挠性导管。常用的加料器有摆动式靴形加料器及往复 式靴形加料器。 1．摆动式靴形加料器 2．往复式靴形加料器 返回 摆动式靴形加料器 此加料器外形如一靴子(见图3—4)， 由凸轮带动做左右摆动。加料器底面与 中模上表面保持微小(约o．1mm)间隙， 当摆动中出料口对准中模孔时，药物借 加料器的抖动自出料口填入中模孔，当 加料器摆动幅度加大后，加料口离开了 中模孔，其底面即将中模上表面的颗粒 刮平。此后，中模孔露出，上冲开始下 降进行压片，待片剂于中模内压制成型 后，上冲上升脱离开中模模孔，同时下 冲也上升，并将片顶出中模模孔；在加 料器向回摆动时，将压制好的片剂拨到 盛器中，并再次向中模模孔中填充药粉。 这种加料器中的药粉随加料器同时不停 摆动，由于药粉的颗粒不均匀及不同原 料的比重差异等，易造成药粉分层现象。 返回 往复式靴形加料器 这种加料器的外形也如靴子，其加料和刮平、推片等动作原理和摆动 式加料器一样，如图3—5所示。所不同的是加料器于往复运动中，完成向 中模孔中填充药物过程。加料器前进时，加料器前端将前个往复过程中由 下冲捅出中模孔的药片推到盛器之中；同时，加料器覆盖了中模模孔，出 料口对准中模模孔，颗粒药物填满模孔；当加料器后退时，加料器的底面 将中模上表面的颗粒刮平；其后，模孔部位露出，上、下冲相对运动，将 中模孔中粉粒压成药片，此后上冲快速提升，下冲上升将药片顶出模孔， 完成一次压片过程。 返回 填充调节机构 在压片机上通过调节下冲在中模孔中的伸入深度来改变药物的填充容 积。当下冲下移，模孔内空容积增大，药物填充量增加，片剂剂量增大。 相反，下冲上调时，模孔内容积减小，片剂剂量也减少。如图3—4及图3— 5所示，在下冲套6上装有填充调节螺母9，旋转螺母9即可使下冲上升或下 降。当确认调节位置合适时，将螺母以销固定。这种填充调节机构又称为 直接式调节机构，螺母的旆转量盲接反应出中模孔容积的变化量。 返回 压力调节机构 单冲压片机是利用主轴上的偏心凸轮旋 转带动上冲做上下往复运动完成压片过程的， 通过调节上冲与曲柄相连的位置，从而改变 冲程的起始位置，可以达到上冲对模孔中药 物的压实程度。也可以通过复合偏心机构， 改变总偏心距的方法，达到调节上冲对模孔 中药物的冲击压力的目的。前一种可以叫做 螺旋式调节，后一种称为偏心距式调节。 (一)螺旋式压力调节机构 图3—6所示为螺旋式压力调节的压片机。 当进行压力调节时，先松开螺母6，旋转上冲 套7，上冲向上移时，片剂厚度加大，冲压压 力减小；上冲下移时，可以减小片厚，增大 冲压压力。调整达到要求时，紧固螺母6即可。 (二)偏心距式压力调节机构 图3—7所示为通过调节偏心距调节压力的 压片机。主轴4上所装的偏心轮5具有另一个 偏心套3，需要调节压力时，旋转调节蜗杆2， 使偏心套3(其外缘加工有蜗轮齿)在偏心轮5 上旋转，从而使总偏心距增大或减小，可以 达到调节压片压力的目。 返回 出片机构 在单冲压片机上，利用凸轮带动拨叉8(见图3—4及图3—5)上下往复运 动，从而使下冲大幅度上升，而将压制成的药片从中模孔中顶出。下冲上 升的最高位置也是需要调节的，如果下冲顶出过高，会发生加料器拨药片 动作和下冲运动发生干涉，从而造成下冲损坏现象；如果下冲顶出过低， 药片不能完全露出中模上表面，容易发生药片打碎现象。这个调节是通过 螺母7(见图3—4及图3—5)来完成的，旋转螺母7可以改变它在下冲套上的 轴向位置，从而改变拨叉8对其作用时间的早晚和空程大小。当调节适当时， 应将螺母7用销锁固。 返回 旋转压片机各部件结构原理 多冲旋转压片机（如右图所 示）的主要工作部件有： 1.工作转盘 2.加料机构 3.填充调节机构 4.上下冲的导轨装置 5.压力调节机构 多冲旋转压片机工作原理演示 返回 多冲旋转压片机 工作转盘 旋转压片机有一个绕竖直轴线旋 转的工作转盘。这个工作转盘如图3— 8所示，转盘外缘分为三层，在每层上 均布加工有多个(与副数相同)同心的 通孔。其上下两层的孔直径相同，尺 寸与上下冲外径为间隙配合，如图中 的上冲6与下冲3同心，可以在转盘? 的孔中做上下滑动。中间一层孔的直 径与中模外径配合。中模5装入转盘中 层的孔中，并利用中模顶丝4将中模与 工作转盘紧固一体。在工作转盘的下 层外缘，有与其紧配合一体的蜗轮2与 主传动系统中的蜗杆10相啮合，带动 工作转盘作旋转运动。当工作转盘旋 转时，也带动上、下冲及中模作旋转 运动。在工作转盘旋转的同时，受各 自导轨控制上、下冲在转盘孔中作上 下轴向运动，以完成压片及出片的工 作。转盘旋转一周共拖带冲模经过加 料机构、填充机构、压力机构、出片 机构以完成连续压片的工艺流程。 加料机构 如33冲压片机的加料机构是月形栅式加料机构， 如图3—9所示。月形栅式加料器固定在机架上，工 作时它相对机架不动。其下底面与固定在工作转盘 上的中模上表面保持一定间隙(约0.05～0.1mm)， 当旋转中的中模从加料器下方通过时，栅格中的药 物颗粒落入模孔中，弯曲的栅格板造成药物多次填 充的形式。加料器的最末一个栅格上装有刮料板，它紧贴于转盘的工作平面， 可将转盘及中模上表面的多余药物刮干和带走。月形栅式加料器多用无毒塑料 或铜材铸造而成。 加料过程可由图3—10看到：固定在机架上的料斗7将随时向加料器布撒和 补充药粉，填充轨的作用是控制剂量，当下冲升至最高点时，使模孔对着刮料 板以后，下冲再有一次下降，以便在刮料板刮料后，再次使模孔中的药粉震实。 图3—11所示为装有强迫式加料器的旋转压片机。这种是近代发展的一种加 料器，为密封型加料器，于出料口处装有两组旋转刮料叶，当中模随转盘进入 加料器的覆盖区域内时，刮料叶迫使药物颗粒多次填入中模模孔中。这种加料 器适用于高速旋转压片机，尤其适于压制流动较差的颗粒物料，可提高剂量的 精确度。 填充调节机构 在旋转式压片机上调节药物的 填充剂量主要是靠填充轨，如图 3—12所示。转动刻度调节盘4， 即可带动轴6转动，与其固联的蜗 杆轴也转动。蜗轮转动时，其内部 的螺纹孔使升降杆3产生轴向移动， 与升降杆3固联的填充轨也随之上 下移动，即可调节下冲在中模孔中 的位置，从而达到调节填充量的要 求。 上下冲的导轨装置 旋转式压片机的压片、成型是靠上、下冲相向 运动完成的。上、下冲的轴向移动则是靠上、 下冲的导轨控制的。上冲导轨可由多块导轨拼 接而成一个回形导轨盘，其展开图形示于图 3—13，图中展开为180’，表示该机是双出片 的，另180度仍有相同的导轨，转盘一周产出 两粒药片。导轨盘紧固于不转的芯轴上部，上 冲的尾部缩径处与上冲导轨的曲线凸缘接触。上冲导轨的截面形状如图3—13 中的折倒断面所示，凸缘的截面形状将与上冲缩径的截面吻合，当上冲随工作 转盘旋转时，将受制于导轨的控制而产生轴向运动。 下冲的导轨较为简单， 镶嵌于机架体 上，下冲靠重量及上冲的压力压紧在下冲 导轨面上。 根据 冲模中物体的受力情况，上冲的 下行导轨按余弦曲线设计，使上冲的始、末 加速度为零，以减少冲击作用和提高冲模 的使用寿命。当上冲在上行轨1中行 走时， 压片刚刚结束，上冲由低向高慢慢提升，逐 渐由中模孔中退出，并达 最高点。当上冲 在平行轨2中开始行走时，下冲在下冲上 行轨上提升，逐步 达到最高点，顶出药片。 当上冲于下行轨3中保持在最高处时，下 冲已开始 下落，其后下冲于填充轨上运行， 此间中模孔完全暴露在加料器的覆盖区， 完成加料过程。当上冲达到下行轨4的控 制区，上冲逐渐下行进入中模孔，进 行压 片过程，此时下冲虽于最低处但始终没有 脱离中模孔，故孔底始终是封 住的。 压力调节机构 在旋转式压片机上真正对药物实施压力并不是靠上冲导轨。上、下冲 于加压阶段，正置于机架上的一对上、下压轮处(此时上冲尾部脱开上冲导 轨)，上、下压轮在压片机上的位置及工作原理示于图3—14及图3—15。 (1)偏心调节压力机构 图3—14所示为一种偏心调节压力机构，上压轮 3装在一个偏心轴5上。通过调节螺母12，改变压缩弹簧8的压力，并同时改 变摇臂1的摆角，从而改变偏心轴5的偏心方位，以达到调节上压轮的最低 点位置，也就改变了上冲的最低点位置。当冲模所受压力过大时，缓冲弹 簧受力过大，使微动开关14动作，使机器停车，达到过载保护的作用。 图3—15为另一种下压轮偏心调节机构，当松开紧定螺钉16，利用梅花把 手12旋动蜗杆轴2，转动蜗轮14，也可改变偏心轴8的偏心方位，以达到改 变下压轮最高点位置的目的，从而调节了压片时下冲上升的最高位置。 (2)杠杆调节压力机构 图3—16所示为杠杆调节压力机构，上、下压轮 分别装在上、下 压轮架2、17上，菱形压轮架的一端分别与调节机构相联， 另一端与固定支架13联接。调节 手轮l，可改变上压轮架的上下位置，从而 调节上冲进入中模孔的深度。调节片厚调节手柄4 使下压轮架上下运动， 可以调节片剂厚度及硬度。压力由压力油缸16控制。这种加压及压力调节 机构可保证压力稳定增加，并在最大压力时可保持一定时间，对颗粒物料 的压缩及空气的排出有一定的效果，因此适用于高速旋转压片机。 返回 旋转压片机的传动系统 现有的各种旋转压片机的传动机构大致相同，其共同点是都利用一个 旋转的工作转盘，由工作转盘拖带着上、下冲，经过加料填充、压片、出 片等动作机构，并靠上、下冲的导轨和压轮控制冲模作上下往复动作，从 而压制出各种形状及大小的片剂药物。现以ZP—33型旋转压片机为例说明 其传动过程，ZP—33型压片机的传动系统如图3—17所示。工作转盘传动 由二级皮带和一级蜗轮蜗杆组成。电动机1带动无级变速转盘2转动，由皮 带将动力传递给无级变速盘4，再带动同轴的小皮带轮5转动。大小皮带轮 之间使用三角皮带连接，可获得较大速比。大皮带轮通过摩擦离合器使传 动轴9旋转。传动轴装在轴承托架内，一端装有试车手轮11供手动盘车之用， 另一端装有圆锥形摩擦离合器，并设有开关手柄控制开车和停车。当摘开 离合器时，皮带轮将空转，工作转盘脱离开传动系统静止不动。当需要手 动盘车时亦可摘开离合器，利用试车手轮11转动工作转盘，可用来安装冲 模，检查压片机各部运转情况和排除故障。需要特别指出旋转压片机上无 级变速盘及摩擦离合器的正常工作均由弹簧压力来保证，当机器某个部位 发生故障，使其负载超过弹簧压力时，就会发生打滑，避免机器受到严重 损坏。 1．冲模的安装 2．操作与调整 返回 因压制的片型不同，所使用的冲模就需要经常更换。在更换冲模前应 认真检查冲模有无磕边、裂缝，是否有混冲(不同规格的在一起)现象。将各 安装件表面擦洗干净，并将中模先落入中模孔，保证上平面不高出转盘平 面，然后固紧。而后将上冲逐件插入转盘孔中，检查冲头进入中模是否能 上下滑动灵活，有无擦边现象。当确认上冲全部装好后，将导轨盘的锁卡 装置锁住。再依次由转盘下方将下冲逐个装入孔中。当全套冲模装完，旋 转盘车手轮观察上下冲进入中模孔及在轨道上的运行情况，应滑快，无磕 碰及擦边现象。下冲最高点应高出工作转盘表面不大于0.7mm，以免损坏 其它零件。手动转盘转动几周后，方可开动电机，运转平稳后方可投入生 产。 当安装异形冲模时，由于上、下冲及中模孔的形状有方位要求，需用 专门的导向键先将各上冲在转盘上的方位确定后，再将中模套入上冲，再 以上冲确定中模方位，直到将中模在转盘的孔中正确落位并紧固后，再将 上冲锁住。安装下冲时，也需将下冲探入到中模孔中，以中模确定下冲的 方位。待全套冲模装妥，也应手动盘车，使工作转盘预转 几周，确认安装合格后方能正式开机。 压片机的操作者应熟悉机器的技术性能、结构及工作原理。使用前应仔细检查 机器各部分安装是否正确、完整，按要求向各润滑点加注润滑油。检查药物颗粒度、 含粉量、干燥程度是否符合要求，以免影响机器的正常运转及寿命。根据原料特性 (粘度、流动性)、片径大小、要求的压力大小等选择合适的运转速度。如片径大、 压力大时选慢速；片径小、压力小时选快速度。 压力调试，利用图3—14及图3— 15、3—16所示的压力调节机构，可以调节压制某种片型所需的压力，以保证压出 的药片具有一定的硬度及崩解时限。在压制新的片型时，通常应先将压力调至最大 值。当指示红灯亮时，说明压力超过机器负荷，应立即停车。此时，将压力缓慢减 低，至红灯刚灭，压力表牌指示的刻度即为该片型的合适压力。 填充量调节，利用图3—12所示的填充调节机构，旋转刻度调节盘4手把，即可改变 药粉在中模的填充量。当对试压出的药片称重及测量出片重误差后，即可进行填充 调节，直到片重合格。注意药粉中细粉过多，粗细差过大以及过湿等均易造成片重 不准和片重变化。 药片厚度调节，利用图3—15所示的下压轮调节机构，改变下压轮的偏心方位， 也就改变了下冲的上升幅度，同时在指示盘上也有读数指示出药片的厚度值。由于 颗粒的硬度及原料的可压缩性能不同，可能使压片压力发生变化，需注意片厚调节 与压力调节的匹配。应通过对压出药片的厚度及硬度实测后，再做适当微调，直到 合格。 加料器输粉量的调节，为保证运行中加料器向中模孔及时添加药粉，加料 器需有适宜的输送流量。如图3—10所示，在转盘平面上，总应保证加料器后有少 量回流药粉，以保证药粉的填充。为此调整加料器高度，调整加料器下口刮料板开 度，以及保证加料器内的药物层高度等都是十分必要的。 包衣的目的与要求 1、包衣目的和种类 为了保证片剂质量，使之便于保存和服用，有些片剂需要在压制片的表面涂包 适宜的包衣材料。包制成的片剂俗称包衣片，包衣的种类以及选用何种包衣材料取 决于药物的性质和片剂使用的目的。一般由于以下几方面的原因：为改善药物稳定 性，使某些容易变质的药物与空气隔离；包衣可遮盖某些药物不良的气味；某些药 物对胃部刺激作用大，或能被胃液破坏而失效，需要在肠道内发挥疗效的片剂需包 肠溶衣。为改进外观质量，不同品种可包上不同色泽，以利识别，服用方便。根据 包衣片的制备方法和不同的使用目的，包衣片可分为糖衣片、薄膜衣片、肠溶衣片 三种。 2、包衣片的质量要求 待包衣的压制片必须具有最适宜的凸度。它不仅要承受包衣过程中的多次碰撞 与摩擦，还要使压制片在包衣过程中对所用溶剂的吸收降至最低程度。包衣层还要 求牢固。 包衣层的牢固与否，除与干燥的程度有关，也受 片剂形状、厚度等的影 响。在包衣过程中，压制片包 衣层各处的厚度常是不均匀的如图3—18所示，其厚 度在锐边中心1处大于凸面中心3处，锐边棱部2处厚度最薄。合格的包衣片应该是 包衣层均匀牢固，生产中是逐层干燥的。各类包衣片的崩解时限应符合药典规定； 贮存期内应保持光亮美观、色泽一致；并应无裂层、变色、皱皮和不影响崩解及药 物释放。 返回 简单包衣机械 在片剂生产中长期使用半手工操 作的简单包衣机，如图3—19所示。 状似荸荠的糖衣锅体2安装在轴线上，当敞口的锅体随 转轴旋转时，压制片在锅体内随之翻 滚，由人工间歇地向锅内泼洒糖浆及 滑石粉。在不断吹送的热风中，包裹 在压制片上的糖浆被干燥。为了提高 和保持锅体内的温度，必要时可打开 辅助加热器。为了加快干燥和防止粉 尘，有的糖衣锅还附有吸尘抽风系统， 此时吸尘口与供热风口要配置得当， 以防热风短路被抽走。根据药片的尺 寸及性质不同，可以调节转轴的转速 及倾角，添加糖浆及色素靠人工凭经 验，有一定环境污染，药品也易染菌， 产品质量不稳定。 返回 返回
