伍善根 黃文杰

（上海天祥·健臺制藥機械有限公司，上海 200050）

1 前言

本文根據(jù)國外的一篇科技文獻編譯。米歇爾?托司是一家國際制藥設(shè)備公司的技術(shù)服務(wù)總監(jiān)，根據(jù)自己多年的工作經(jīng)驗擇寫了該文。

至今全球范圍內(nèi)已擁有不少壓片機的生產(chǎn)制造廠商，而大部分壓片機的操作方式基本相似。壓片機和模具趨于標(biāo)準(zhǔn)化。大多數(shù)壓片機廠商生產(chǎn)的壓片機及模具均采用TSM或EU標(biāo)準(zhǔn)。本文重點研究壓片機及顆粒相關(guān)的問題，使壓片機處于最佳的運行狀況，同時，關(guān)注（物料）顆粒的流動性、可壓性、頂片、保養(yǎng)和片子質(zhì)量控制。

一個合格的壓片工，會用好的顆粒來生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的藥片，同時，能判斷是顆粒的問題還是壓片機的問題。在一段壓片時間內(nèi)不發(fā)生諸如分層、片重差異或硬度問題，而且經(jīng)過較長一段時間的壓片,模具完好無損。一臺好的壓片機能夠生產(chǎn)出好的片子，并且模具及機械部分磨損很少，許多人會懷疑這一可能性，但事實上是可以的。取得壓片成功的第一步是清潔和安裝，如果清潔和安裝正確，已經(jīng)完成了成功運行的三分之一。但是千萬不能忘記對顆粒和設(shè)備的正確判別。

2 壓片原理

壓片機的轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)一般為三層（圖1），上層的?？字醒b入上沖桿，中層裝中模，下層?？字醒b下沖桿。由傳動機構(gòu)帶來動力使轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)的同時，上下沖桿沿著固定的軌道作有規(guī)律的上下運動。

從壓片工藝流程圖中我們可以看到（圖2），下沖轉(zhuǎn)到加料器之下時，下沖的位置趨低，致使物料顆粒流入中模模腔，此時的上沖升起讓開加料器。下沖轉(zhuǎn)到充填軌時，已經(jīng)保證了一定的充填量，再轉(zhuǎn)到計量軌時經(jīng)刮粉器，將多余的物料顆粒刮去，保證了劑量的準(zhǔn)確。當(dāng)上下沖轉(zhuǎn)到兩壓輪之間，兩沖之間的距離為最小，即壓縮成片。下沖轉(zhuǎn)到頂出軌時，下沖升起將中模內(nèi)已受壓的片子逐漸頂出，直至下沖與中模的上緣持平。藥片被攔片板推開。壓片工序就是如此周而復(fù)始的工作。

從壓片原理來分析，壓片過程中最重要的還是物料的流動性、可壓性和出片等三個要素。流動性就是使物料類似制過粒的砂糖那樣流動。壓片就是指在藥粉顆粒在模腔中形成藥片。出片就是指成型后的藥片在模腔中把片頂出。

圖1 壓片機轉(zhuǎn)臺、沖模的主要結(jié)構(gòu)

從設(shè)備上解決問題，可以從加料系統(tǒng)、壓片系統(tǒng)和頂片系統(tǒng)入手，使顆粒能進入模腔，這里需要調(diào)節(jié)加料器葉輪的轉(zhuǎn)速，使之與轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速匹配。

3 選擇合適的充填軌

充填軌決定了顆粒充滿中模的程度，充滿中模的顆粒能夠保證穩(wěn)定的片重。充填過頭意味著大量的顆粒會重新進入加料器，顆粒從模腔返回加料器的重復(fù)運動，稱為顆粒的過渡做工。這種情況越頻繁就會使顆粒尺寸變小，密度發(fā)生變化形成細(xì)粉，從而影響片重差異。解決這一問題的最佳辦法，就是選擇合適的充填軌，使溢出的粉量低于模腔量的20%。

4 細(xì)粉控制

通常壓片機顆粒中的細(xì)粉含量有一定的比例，不能過高，對壓片工藝來說細(xì)粉比例越高，諸如片重差異、硬度差異、脫帽、粘沖和含量不均等問題就越多。同時，過多的細(xì)粉亦會影響壓片機機械部分的潤滑。細(xì)粉進入軌道，進入?？祝瑢?dǎo)致沖桿活動受阻，致使產(chǎn)生吊沖故障。一旦發(fā)生吊沖，就會使得壓片機的修復(fù)變得復(fù)雜。過多的細(xì)粉必須用吸塵系統(tǒng)將其吸去。正確理解每個工序的動作要求是非常重要的。例如：為確保最終片劑的設(shè)定硬度，受壓片子的重量就必須非常穩(wěn)定。優(yōu)化顆粒的流動性和一致性，就需要從選擇壓片機運轉(zhuǎn)的速度開始。平均速度3000片/min，即50片/s。壓片機里的顆粒如果在流動性、可壓性和出片三個方面沒有調(diào)整好的情況下是不可能用很高的速度來壓片的。有些設(shè)備可以用一些特殊的功能來解決這些問題，但一般情況下還是無能為力的。

5 加料

5.1 加料系統(tǒng)

主要由料斗、加料器、充填軌、計量軌、刮粉裝置和回粉槽組成。對于壓片機來講，片重取決于物料顆粒持續(xù)地充填至中模模腔中，壓片機無法預(yù)先稱出顆粒的重量，但計量是通過顆粒充入模腔，然后再將多余的粉料通過回粉這一動作得以保證的。

5.2 葉輪式加料

圖2 壓片工藝流程

一般情況下，料斗和加料器的位置是固定的，物料由料斗進入加料器，顆粒被轉(zhuǎn)動著的轉(zhuǎn)臺帶走。加料器不會將顆粒推進模腔，它只是將顆粒帶至中模模腔的上方。

5.3 計量的控制

計量控制的關(guān)鍵在于計量軌和刮粉裝置，在充填結(jié)束后，由計量軌的上下移動決定了最終片重。計量軌將下沖上移，多余的顆粒就會從中模中溢出，從而使藥片變輕，反之則增加片重，刮粉裝置會將多余的顆粒從中模上平面刮掉，并將其導(dǎo)入回粉槽，刮粉板要有彈性，并保證與中模臺面接觸。顆粒的大小須非常重要，如果此時有一顆很大的顆粒被刮走，那么對片重差異的影響是很大的。

6 顆粒

6.1 顆粒流動性

多余的顆粒從中模中推出后，經(jīng)回粉槽重新送回加料器，控制回粉的數(shù)量很重要。如果顆?？蓧盒院芎?，過量的回粉可能會導(dǎo)致顆粒變細(xì)。少量的細(xì)粉是可以被接受的，適量的細(xì)粉有助于減少碎片和裂片，同時有助于改進藥片的外觀。尺寸均一度很高的顆粒看上去就是很好的顆粒。尺寸跨度很大的顆粒雖然含有少量的細(xì)粉，如果它的可壓性很好，形成的藥片表面很光亮，則也是用戶所需要的顆粒。

6.2 顆粒尺寸的范圍

一般來講，較大直徑的片劑，需要較大的顆粒，較小直徑的片劑則需要小一點的顆粒。例如：很小直徑的口服避孕藥，它的顆粒范圍在60～180目之間。所以，顆粒的尺寸跨度和片劑的尺度相匹配的。此外，顆粒尺寸的大小與制粒設(shè)備有一定的關(guān)系，我國壓片機上常用的顆粒直徑在20～80目之間。

7 壓片系統(tǒng)

壓片系統(tǒng)是由預(yù)壓、主壓輪及壓輪架組成。

7.1 壓片

模具在經(jīng)過上下壓輪過壓后形成藥片，現(xiàn)在的壓片機一般都有預(yù)壓、主壓。

7.2 預(yù)壓

預(yù)壓有2個作用：

（1）排出顆粒間的空氣（圖3）。

（2）增加受壓時間，穩(wěn)定片子硬度。

許多顆粒的質(zhì)量比較輕，顆粒內(nèi)和顆粒之間都會隱藏著不少空氣，如果不經(jīng)預(yù)壓或受壓的時間過短就會導(dǎo)致脫帽。

7.3 脫帽

（1）上沖的直徑小于下沖的直徑；

圖3 沖模排氣示意

（2）下沖一直在中模內(nèi)，始終不脫模，往下移用于充填，上移用于計量，再往上用于出片，下沖始終不脫模就是為了防止顆粒從中模中泄漏；

（3）上沖頭部直徑小于中模內(nèi)徑，在壓片過程中有利于空氣跑出，如果上沖和下沖一樣大，空氣就無法跑出。片子頂部帽子處是空氣釋放之處。當(dāng)空氣跑掉的時候也會帶出一些細(xì)粉，這時亦會影響片重差異。如果受壓時間不充分，就會形成脫帽。

8 沖尾標(biāo)準(zhǔn)的選擇

上下沖頭在上下兩個壓輪的作用下，將中模中間已被充填的藥粉壓實形成藥片。沖頭在壓力下所經(jīng)過的時間被稱之為受壓時間。目前一般有三種沖尾的標(biāo)準(zhǔn)：①TSM美國標(biāo)準(zhǔn)；②TSM圓頭標(biāo)準(zhǔn)；③EU標(biāo)準(zhǔn)。沖尾部的平面部分，圓頭標(biāo)準(zhǔn)和EU標(biāo)準(zhǔn)要比TSM美國標(biāo)準(zhǔn)大。直徑越大，受壓的時間越長。要確定一個產(chǎn)品是否對受壓時間敏感，在片重一定得以控制的情況下，如果隨著轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速的增加，硬度迅速降低，則表明該產(chǎn)品對受壓時間敏感。相對于美國TSM標(biāo)準(zhǔn)，圓頭標(biāo)準(zhǔn)和EU標(biāo)準(zhǔn)的另一個優(yōu)點是它的尾部的弧度半徑更大，這樣使磨損降低，使用壽命延長。另一個敏感的問題是：相比圓頭標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)角度為37°，EU標(biāo)準(zhǔn)則為30°，因為這一顯著的區(qū)別，EU標(biāo)準(zhǔn)的軌道只能用EU標(biāo)準(zhǔn)的模具，北美一般只適用于TSM標(biāo)準(zhǔn)。

做雪球就是最形象的例子，又大又濕的雪花容易做成雪球，而又輕又干的雪花做成雪球就需要較長的時間。較輕的細(xì)粉和較干的顆粒一般需較長的受壓時間，這是理解顆粒性質(zhì)的關(guān)鍵。壓片操作人員知道顆粒和雪花是千變?nèi)f化的，在日常生產(chǎn)中即是其中的一、二種。同樣，在同一批顆粒中亦有干的和非常濕的顆粒相混在一起，認(rèn)識到這一點非常重要，不然就會以為是設(shè)備的問題，根據(jù)顆粒的情況來監(jiān)控壓片機的轉(zhuǎn)速和受壓的時間是操作壓片機的重要原則。

得到累加平均后的基帶信號后，采用一階擬合方法計算每個偽碼碼片的上升沿和下降沿過零點，將各過零點依次相減得到偽碼碼片的時間寬度，數(shù)字失真量即為接收信號和理想信號時間寬度之差，取其均值可得到數(shù)字失真的最佳估計量.如表1所示，從圖中可以的得到2個結(jié)論：(1)北斗系統(tǒng)所有衛(wèi)星B1I信號均存在數(shù)字失真現(xiàn)象；(2)數(shù)字失真最大的衛(wèi)星為IGSO類衛(wèi)星，最大失真數(shù)值為3.97ns；北斗區(qū)域系統(tǒng)的數(shù)字失真量均小于5ns，屬于正常的標(biāo)稱失真范圍.

9 頂片

頂片的作用就是把已經(jīng)壓實的片子從中模中頂出，亦稱為出片。出片與以下要素相關(guān)：出片軌、下沖在轉(zhuǎn)臺中運動的長度、下沖的情況、攔片板、壓片機的轉(zhuǎn)速、片子脫模的潤滑情況。

頂片的高度需要被設(shè)定，以便下沖釘?shù)念^部略高于中模，這可以確保片子完全脫離中模。如果下沖磨損或長度不一，那么出片高度就不統(tǒng)一了。同時，下沖頭的片型面處也必須被拋光，以提高片劑的出模率，使顆粒不粘在沖頭的表面。這被稱之為粘沖，造成的主要原因是顆粒內(nèi)部沒有干透，濕顆粒會粘在沖頭的表面。

片子一旦從中模中被頂出，就會被攔片板所引導(dǎo)，攔片板把片子導(dǎo)入出片槽，它必須被清潔和調(diào)平。注意攔片板不能調(diào)得過高，不然的話藥片會破碎，散落的碎片會混入顆粒中，造成片重、硬度差異等問題。藥片生產(chǎn)中的主要問題：片重、硬度、厚度、脆碎度、均一度及外觀。

10 壓片的控制

10.1 片重控制

前面已經(jīng)談過，片重差異主要取決于充填，壓片機上無法稱重顆粒。顆粒充填至中模，多余的粉料排出并導(dǎo)入回粉槽，并保證溢出的粉料不再會返回中模腔，控制好片重是制好片的關(guān)鍵。通常先檢驗片重，再檢驗片厚和硬度。

10.2 硬度控制

主要因素是片重、厚度、沖模長度、轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速、上沖進模深度及中模的情況。解決硬度的前提是要有穩(wěn)定的片重。

10.3 片厚和沖頭長度

在每次清潔工作以后，必須對每一付沖頭進行內(nèi)部的常規(guī)檢測，新沖頭的標(biāo)準(zhǔn)長度公差在±0.025 mm，磨損后的長度尺寸則取決于最終產(chǎn)品的要求。

10.4 受壓時間

前面也已經(jīng)討論過，片子受壓的時間和沖頭頭部平面及壓片機轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速有關(guān)。

10.5 上沖進模深度

指上沖模進入中模的尺寸，老式的壓片機是固定的6 mm，新式的壓片機是可調(diào)的，如果上沖要進入中模6 mm，排放中模腔內(nèi)的空氣就需要很長的一段時間，所以，選擇在中模高位壓片，有利于空氣的迅速排放，也有利于硬度的穩(wěn)定和壓片機保持較高的轉(zhuǎn)速。但過淺的上沖進模深度會造成撲粉，從而影響片重差異。

10.6 中模狀況

它會影響片子的硬度和外觀，當(dāng)藥片受壓之后，就會產(chǎn)生一個壓力環(huán)作用于中模，時間一久中模受壓處就會膨脹變大，這樣，在出片后便會產(chǎn)生脫帽，片子硬度難以控制，藥片的側(cè)面不硬、不平或不光潔。

11 管理者和壓片工必須做好如下事宜

在沒有裝上模具的情況下，首先用肉眼觀察所有工位，觀察各部件的外觀，好的、正常的是有光澤的，損壞的、磨損的便會顯得暗淡無光澤。

觀察模具注意是否磨損，并判斷造成的原因，在白熾燈和鏡子的幫助下，觀察轉(zhuǎn)臺?？?。有時會發(fā)現(xiàn)殘余的顆粒或粉塵，這些粉塵使得沖模在轉(zhuǎn)臺中運動困難、受阻，容易形成吊沖，必須經(jīng)常保持轉(zhuǎn)臺?？椎那鍧嵑凸饣?。盡量少開空車，在設(shè)備開始運行時，保證中模中已有少量的顆粒。

用手輪轉(zhuǎn)動設(shè)備，最好是已將所有零部件都安裝完畢，聽聽有無異常聲音，一旦出現(xiàn)異常將導(dǎo)致設(shè)備損壞，在沒有解決這些問題之前不要開車。

經(jīng)常檢查片重，在設(shè)備帶料工作的情況下，聽聽壓機運轉(zhuǎn)的聲音，物料中含水量的大小，會使得設(shè)備運行聲音產(chǎn)生變化，干和硬的物料運行的聲音比軟的物料要沉重。檢查藥片的外觀，觀察藥片上面的斑點，有可能是吊沖所產(chǎn)生的。

12 總結(jié)

一個優(yōu)秀的壓片工是非常職業(yè)的，它們能夠區(qū)分設(shè)備和顆粒的問題，他們能夠利用設(shè)備固有的技術(shù)參數(shù)做到最高的效能，他們知道一旦出現(xiàn)粉塵就必須經(jīng)常清潔和潤滑模具。顆粒千變?nèi)f化，壓片工必須就顆粒和設(shè)備之間做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。經(jīng)常觀測和檢查能讓壓片機長時間穩(wěn)定可靠的運行。

壓片工應(yīng)當(dāng)熟悉和了解本公司的壓片機，因為他們是專家，通過SOP記錄，盡量優(yōu)化每一批的產(chǎn)品，壓片機修理工只解決壓片機的故障。壓片工必須能正確設(shè)定各參數(shù)、安裝模具、更換軌道、清潔、上油保養(yǎng)等事項。管理部門則要注意生產(chǎn)效率的提高和員工能動性的發(fā)揮，最后，要注意聽取壓片工序后道包裝和包衣部門的反饋意見，這些意見也是十分重要的，因片子的質(zhì)量與包衣、包裝息息相關(guān)。