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流化床技術在制藥工業的應用
更新日期:2022-02-12      瀏覽次數:7678

       流化床又稱沸騰床,流化床技術在我國制藥工業的應用應回溯到上世紀80年代,從原先的流化床干燥發展到流化床混合、流化床包衣、流化床制粒(丸)和流化床粉碎等方面的應用,在制劑應用方面由原先的固體制劑發展到其它制劑,特別在制粒干燥方面上作出了杰出的貢獻。可以說,流化床技術為我國制藥工業的發展意義重大,流化床賦予物料呈現的流態化性能會延伸出更多的應用,而今人們有必要把這一經典的技術發揚光大。本文從流化床的基本概念入手,分析和比較了流化床在制藥工業應用的現狀,也闡述了幾種流化床設備的特點,同時憧憬了流化床技術的發展和應用前景。
  
  1、流化床的基本概念
  
  1.1流化現象的概念
  
  在一個設備中,將顆粒物料堆放在分布板上,當氣體由設備下部通入床層,隨氣流速度加大到某種程度,固體顆粒在床層上產沸騰狀態,這狀態稱流態化,而這床層也稱流化床。采用這樣方法輔于其它技術可完成物料的干燥、制粒、混合、包衣和粉碎等功能。
  
  由于固體顆粒物料的不同特性,以及床層和氣流速度等因素不同,床層可存在3種形態V<VmfV≥VmfVmf<V<VtV≥Vt
  工作流程:


  (1)第一階段(固定床),當流體速度較低時,在床層中固體顆粒雖與流體相接觸,但固體顆粒的相應位置不發生變化,這時固定顆粒的狀態為固定床;
  
  (2)第二階段(流化床),當固定床階段的流體流速逐漸增加到某一點時,固體顆粒就會產生相互間的位置移動,若再增加流體速度,而床層的壓力損失保持不變,固體顆粒在床層就會產生不規則的運動,這時的床層就處于流態化;
  
  (3)第三階段(氣流輸送),當流體流速大于固體顆粒的沉降速度時,這時固體顆粒就不能繼續停留在容器內,而被氣流帶出容器。
  
  對制藥工業應用來說,干燥、制粒、混合、包衣等是利用第二階段運行的,對粉碎則可利用第二階段與第三階段而工程運行的。
  
  1.2聚式流態化的概念
  
  流態化又有散式和聚式之分,而一般流化床所遇到的大都數均是聚式流態化。在聚式流態化出,固體顆粒不是以單個的形式出現,而是以顆粒團的形式出現。流態化技術在制藥工業運用時,一般固體顆粒和流體密度相差較大(如熱空氣、惰性氣體的密度很小)。在實際運用中,工藝參數和設備設計不當易造成“溝流"和“騰涌"現象。
  
  溝流騰涌
  
  (1)“溝流",在流體通入固定床層時,由于各種原因使流體在床層中分布不均勻,使床層的局部地方產生短路,使相當多的流體通過短路流過床層。若產生“溝流",對流化床干燥設備來說,會使干燥介質與被干燥物料接觸不良,干燥效果降低。
  
  (2)“騰涌",當流化床內顆粒大小分布不均勻、氣體通過分布極不均勻以及流化床的高度與直徑比較大因素時,會使床層內部氣泡匯合長大,直至氣泡直徑大到接近于床層內徑時,固體顆粒在床內形成活塞向上運動,顆粒會向上拋出很高,小顆粒被氣流所夾帶,大顆粒然后紛紛落下。如此循環,也會使固體顆粒與干燥介質流體接觸不良,干燥效果降低。
  
  2、流化床技術及設備在制藥工業應用的現狀分析
  
  流(liu)(liu)化床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)技(ji)術最早應用于干燥工業(ye)(ye)(ye)是(shi)1948年在(zai)(zai)(zai)美國(guo)建立多(duo)爾-奧列弗固體(ti)流(liu)(liu)化裝置,而(er)我(wo)國(guo)是(shi)在(zai)(zai)(zai)1958年以后(hou)開始(shi)應用流(liu)(liu)化床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)技(ji)術,首先是(shi)在(zai)(zai)(zai)食(shi)鹽工業(ye)(ye)(ye)上應用,繼(ji)后(hou)被廣泛(fan)應用于化肥、顏料(liao)、塑料(liao)、制(zhi)(zhi)(zhi)藥等方面,其中,其真正(zheng)應用在(zai)(zai)(zai)制(zhi)(zhi)(zhi)藥工業(ye)(ye)(ye)是(shi)在(zai)(zai)(zai)1980年以后(hou),那時只應用在(zai)(zai)(zai)固體(ti)制(zhi)(zhi)(zhi)劑的干燥。而(er)今流(liu)(liu)化床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)技(ji)術在(zai)(zai)(zai)制(zhi)(zhi)(zhi)藥工業(ye)(ye)(ye)已從(cong)單純(chun)的流(liu)(liu)化床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)干燥發展到流(liu)(liu)化床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)包(bao)(bao)衣、流(liu)(liu)化床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)制(zhi)(zhi)(zhi)丸、流(liu)(liu)化床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)混合(he)及流(liu)(liu)化床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)粉碎,特(te)別是(shi)近年所延伸(shen)至包(bao)(bao)衣、制(zhi)(zhi)(zhi)粒(丸)功能,新功能與原傳統的制(zhi)(zhi)(zhi)劑工藝相比體(ti)現出更多(duo)的優勢。


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