在化工、制藥及食品等眾多領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室研究中,實(shí)驗(yàn)室旋轉(zhuǎn)制粒機(jī)扮演著關(guān)鍵角色,其產(chǎn)出顆粒的質(zhì)量直接影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)成果的準(zhǔn)確性與產(chǎn)品性能。然而,當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室旋轉(zhuǎn)制粒機(jī)所制顆粒常面臨均勻度欠佳、密實(shí)度不足等問題,亟待深入研究加以優(yōu)化。
一、影響顆粒質(zhì)量的關(guān)鍵因素剖析
1、原料特性差異
不同物料的粒度分布、流動(dòng)性、粘性等物理性質(zhì)大相徑庭。例如,粉末過細(xì)易團(tuán)聚,導(dǎo)致制粒時(shí)局部密度過大;而粗顆粒占比高,則難以形成緊密內(nèi)核,成品疏松。且各成分比例稍有偏差,就會(huì)改變混合料整體塑形,干擾成粒過程。
2、設(shè)備參數(shù)設(shè)置不當(dāng)
旋轉(zhuǎn)速度是
實(shí)驗(yàn)室旋轉(zhuǎn)制粒機(jī)核心要素之一。轉(zhuǎn)速過低,物料無法充分翻滾、擠壓,僅靠重力自然聚集,顆粒松散且大小不均;轉(zhuǎn)速過高,離心力占主導(dǎo),物料甩向筒壁,中心區(qū)域空虛,同樣破壞均勻性,還會(huì)加劇設(shè)備磨損。此外,篩網(wǎng)孔徑選擇不合理,要么使小顆粒過度破碎,要么攔截過多合格粒子,限制顆粒成長(zhǎng)空間。
3、操作流程規(guī)范性缺失
進(jìn)料環(huán)節(jié)若速率不穩(wěn)定,忽快忽慢,會(huì)造成物料堆積或斷供,前者引發(fā)局部過熱、結(jié)塊,后者致使制粒中斷,重啟后新舊料混合不勻。噴液系統(tǒng)霧化效果差,液體不能均勻包裹粉體,干燥后便出現(xiàn)硬殼、軟芯分層現(xiàn)象,嚴(yán)重降低密實(shí)度。
二、針對(duì)性改進(jìn)策略探究
1、原料預(yù)處理優(yōu)化
依據(jù)目標(biāo)顆粒要求,精準(zhǔn)調(diào)控原料配比,采用預(yù)混工藝,借助三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)長(zhǎng)時(shí)間溫和攪拌,打破團(tuán)聚體,讓各組分充分分散。必要時(shí)添加適量助流劑,如微粉硅膠,改善流動(dòng)性;對(duì)粘性大的物料,先行干燥減重,控制濕度在合適范圍,確保后續(xù)制粒順暢。
2、設(shè)備精細(xì)化調(diào)試
運(yùn)用變頻調(diào)速器,設(shè)定并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)旋轉(zhuǎn)速度,從低到高逐步測(cè)試,結(jié)合高速攝像技術(shù),觀察物料運(yùn)動(dòng)軌跡,找到較佳臨界轉(zhuǎn)速,維持平穩(wěn)過渡。根據(jù)物料性質(zhì)定制篩網(wǎng),選用不銹鋼絲編織網(wǎng),兼顧強(qiáng)度與開孔率,安裝時(shí)保證平整無褶皺,定期清理更換,防止堵塞。
3、標(biāo)準(zhǔn)化操作執(zhí)行
培訓(xùn)操作人員,嚴(yán)格遵循進(jìn)料曲線,利用失重秤按恒定流量喂料;升級(jí)噴槍,采用高壓無氣噴霧,細(xì)化霧滴,配合溫控儀,依物料熔點(diǎn)分階段升溫干燥,促使內(nèi)部水分梯度逸出,實(shí)現(xiàn)內(nèi)外同步固化,提升密實(shí)度。
三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與成效評(píng)估
選取典型配方進(jìn)行多組對(duì)照試驗(yàn),以阿奇霉素干混懸劑為例,經(jīng)上述改良,顆粒圓整度顯著提高,休止角減小,表明流動(dòng)性增強(qiáng);激光衍射法測(cè)得粒度分布區(qū)間收窄,D50更接近期望值,均勻度大幅提升;透射電鏡下微觀結(jié)構(gòu)致密,孔隙率低,證實(shí)密實(shí)度優(yōu)化成功。
綜上,通過把控原料、精細(xì)調(diào)校設(shè)備以及規(guī)范操作,實(shí)驗(yàn)室旋轉(zhuǎn)制粒機(jī)可穩(wěn)定產(chǎn)出高品質(zhì)顆粒,為科研創(chuàng)新及新品開發(fā)筑牢根基,推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域邁向新高度。
