膠囊填充機(jī)的選擇

1、膠囊填充機(jī)的選擇1. 前言談起膠囊充填機(jī)，國內(nèi)生產(chǎn)固體制劑的制藥企業(yè)接觸最多的是德國的GKF機(jī)型及其國產(chǎn)消化機(jī)型，即便如此要真正了解其結(jié)構(gòu)類型、選用好也并非易事。而對其它機(jī)型的了解更是甚微。2. 膠囊充填機(jī)的類型國外膠囊充填機(jī)以主軸傳動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方式分為兩大類：一類是連續(xù)式，另一類是間歇式。它們的鼻祖 分別是意大利的 MG2公司和德國的BOSCH公司。BOSCH公司采用的是間歇式，MG2公司采用的是連續(xù) 式，而意大利的IMA公司兼而有之。按充填形式又可分為：重力自流式和強(qiáng)迫式兩種。按計(jì)量及充填（粉末/顆粒和微丸）裝置的結(jié)構(gòu)可分為：計(jì)量盤式、滑板式、計(jì)量管式（計(jì)量管下插計(jì)量及活塞下推充填、計(jì)量筒

2、活塞回落計(jì)量及自流加氣流充填、計(jì)量管板負(fù)壓計(jì)量及正壓充填等）。BOSCH機(jī)型采用的是計(jì)量盤式和滑板式，MG2和IMA機(jī)型采用的是計(jì)量管式。國內(nèi)最早仿制德國 BOSCH公司GKF400機(jī)型的是北京弘華制藥機(jī)械公司，于 86年推出400型機(jī)型。而 最早仿制意大利IMA公司ZANASI25機(jī)型的是廣東惠陽機(jī)械廠，于 88年推出20A型機(jī)型，后因市場等原 因于95年也改為GKF機(jī)型。所以目前國內(nèi)生產(chǎn)的膠囊充填機(jī)都成了清一色的GKF機(jī)型，生產(chǎn)廠商有 20多家，但質(zhì)量上乘可靠的也不過56家。膠囊充填機(jī)是一個(gè)很精密的設(shè)備，無論是傳動(dòng)件，還是執(zhí)行件，對材料、熱處理、零件的機(jī)加工精度、 自控等都有很高的要求，國

3、產(chǎn)機(jī)和進(jìn)口機(jī)的差別就在于此，也是導(dǎo)致國產(chǎn)機(jī)噪音大、穩(wěn)定性差的原因所在。因此在仿制機(jī)型上，不應(yīng)當(dāng)停留在外形尺寸的仿制，而應(yīng)在深入理解其工作原理的基礎(chǔ)上，消化吸收其內(nèi) 涵，開發(fā)出合理的、有自己特點(diǎn)的東西。3. 膠囊充填機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)3.1連續(xù)式膠囊充填機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)連續(xù)式膠囊充填機(jī)的結(jié)構(gòu)分為單塔臺(tái)轉(zhuǎn)筒式和多塔臺(tái)轉(zhuǎn)筒式兩種，IMA公司的MATIC和IMATIC機(jī)型采用的是單塔臺(tái)轉(zhuǎn)筒式結(jié)構(gòu)，MG2公司目前所有的機(jī)型都采用多塔臺(tái)轉(zhuǎn)筒式結(jié)構(gòu)。連續(xù)式膠囊充填機(jī)相對于間歇式來說是高速機(jī)。3.1.1單塔臺(tái)轉(zhuǎn)筒式膠囊充填機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理在MG2公司的多塔臺(tái)轉(zhuǎn)筒式結(jié)構(gòu)問世后，IMA公司采納了其連續(xù)式膠囊充填的原理

4、，開發(fā)出采用單塔 臺(tái)轉(zhuǎn)筒式結(jié)構(gòu)的 MA TIC60 , 90, 120及近年來推出的升級(jí)版 IMATIC100 , 150, 200等機(jī)型。它們的進(jìn)料、 調(diào)頭、膠殼分離、充填、膠囊鎖合、出料等都在一個(gè)轉(zhuǎn)筒上進(jìn)行，使主軸傳動(dòng)變得簡單，但轉(zhuǎn)筒的動(dòng)作結(jié) 構(gòu)比多塔臺(tái)轉(zhuǎn)筒式復(fù)雜。以 MATIC機(jī)型為例，如圖1所示，共有8個(gè)工位，完成18個(gè)工步，除第1、9、 17和第2、10、18工步分別在第1和第2工位完成外，其余每個(gè)工位都完成二個(gè)工步，也就是從每一個(gè)空 膠囊進(jìn)入到成品輸出轉(zhuǎn)臺(tái)需旋轉(zhuǎn)810°,這就使得機(jī)器的結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)作可靠。近年來推出的IMATIC機(jī)型的主要改進(jìn)是：把機(jī)械運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)節(jié)點(diǎn)處與產(chǎn)

5、品區(qū)域隔開，來適應(yīng)自動(dòng)在位清洗功能，以達(dá)到不同狀態(tài)下的清洗循環(huán)：預(yù)清洗、去污清洗、去礦化物清洗和熱空氣干燥，所以在運(yùn)動(dòng)件 的結(jié)構(gòu)上也作了一些改進(jìn)，特別是定位裝置：在控制系統(tǒng)方面，采用標(biāo)準(zhǔn)的PLC（可編程序邏輯控制器）和 標(biāo)準(zhǔn)的OIT（人機(jī)對話終端）為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化操作控制系統(tǒng)，整機(jī)的操作除電源、開、停、緊停按鈕外，其它 都用OIT-屏幕和鍵盤系統(tǒng)管理。在結(jié)構(gòu)方面，轉(zhuǎn)筒頂部是一個(gè)大容積的空膠囊料槽；在轉(zhuǎn)筒的上端，外層安裝有進(jìn)料管，進(jìn)料管下端裝 有控制膠囊出料的門，進(jìn)料管靠近轉(zhuǎn)筒內(nèi)側(cè)裝有撥叉，外側(cè)裝有上鎖合桿；轉(zhuǎn)筒的里層安裝有計(jì)量管，它 們除了隨簡體作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，自身按其內(nèi)的凸輪槽曲線作軸向的垂直運(yùn)

6、動(dòng)；在轉(zhuǎn)筒的下端法蘭凸緣上裝有 與進(jìn)料管數(shù)量對應(yīng)的上托杯固定模具，能在空膠囊打開時(shí)，限制帽的下落，將帽留在上托杯模具內(nèi)；法蘭 凸緣的上方是定位裝置，完成膠囊調(diào)頭；下方是膠囊體下托杯模具，它們除了隨簡體作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，自身按其內(nèi)的凸輪槽曲線作徑向的伸縮運(yùn)動(dòng)；轉(zhuǎn)筒下方外層處有下鎖合桿，起膠囊的打開、鎖合、頂出作用， 當(dāng)打開膠囊時(shí)，下鎖合桿內(nèi)走真空。裝量可在操作屏上設(shè)置，自動(dòng)調(diào)整重量，并在顯示屏上顯示計(jì)量和相 應(yīng)的計(jì)量管號(hào)碼。另外還配有隨機(jī)稱量系統(tǒng)，由電子稱組件收集的數(shù)據(jù)，經(jīng)電腦處理并給出調(diào)整計(jì)量值， 以保持膠囊重量在質(zhì)量控制預(yù)定的允差范圍內(nèi)。機(jī)器的工作原理是：轉(zhuǎn)筒頂部的膠囊料槽，由于轉(zhuǎn)筒的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，

7、使進(jìn)料管能容易地進(jìn)入空膠囊料層取 囊，并垂直向下運(yùn)動(dòng)，在 1工位處進(jìn)料管下端的出料門打開，有撥叉將膠囊送入定位裝置，經(jīng)水平和垂直 定位（即調(diào)頭）后，定位裝置伸出把膠囊送至上托杯模具處，同時(shí)膠囊體下托杯模具亦伸出對準(zhǔn)上托杯模具， 在下鎖合桿的真空作用下，使帽體分離，帽留在上托杯模具內(nèi)，體則留在下托杯模具內(nèi)。此時(shí)已完成了下 插計(jì)量的計(jì)量管便上升，并對準(zhǔn)與收縮到位的下托杯模具中的膠囊體進(jìn)行充填，然后下托杯模具伸出至外 層位置，與上托杯模具匯合，進(jìn)料管下端的上鎖合桿向下運(yùn)動(dòng)，對充填后的膠囊進(jìn)行鎖合，最后下鎖合桿 上升，頂出膠囊。就這樣周而復(fù)始，連續(xù)運(yùn)行。3.1.2單塔臺(tái)轉(zhuǎn)筒式膠囊充填機(jī)的計(jì)量及充填形式

8、和特點(diǎn)IMA公司的MATIC、IMATIC機(jī)型采用的是計(jì)量管下插計(jì)量及活塞下推強(qiáng)迫充填結(jié)構(gòu)。它由計(jì)量管筒體、活塞、物料槽等組成。物料槽呈環(huán)狀，在轉(zhuǎn)筒的下方，當(dāng)物料為粉末時(shí)，它可選用連續(xù)旋轉(zhuǎn)的形式，產(chǎn)生 一個(gè)恒定的和均勻的物料層，并能不斷改變計(jì)量管進(jìn)入物料槽的取粉點(diǎn)，從而使粘度大或流動(dòng)性差的粉劑 亦可取得準(zhǔn)確的計(jì)量；對于較輕、較蓬松及顆粒不均勻的粉劑，特別是中草藥粉劑，物料槽底部可選用有 真空的形式，促使粉末預(yù)壓縮，使其比重增加，達(dá)到計(jì)量準(zhǔn)確的目的；當(dāng)物料為微丸時(shí)，則管內(nèi)增加真空 吸料，以免提升過程中微丸掉落，對于計(jì)量管吸起的多余的微丸，采用吹氣的方式將其去掉。它的計(jì)量及充填過程是： 計(jì)量管內(nèi)的

9、活塞上升到設(shè)定的裝量位置，插入物料槽底部，完成計(jì)量和第一次壓縮，這時(shí)計(jì)量管停止下插，而里面的活塞再下降一段距離，其作用是把計(jì)量管內(nèi)的物料進(jìn)一步壓實(shí)，完成 第二次壓縮。計(jì)量完成后，計(jì)量管上升對準(zhǔn)與收縮到位的膠囊體下托杯模具，計(jì)量管內(nèi)的活塞便推出，把 物料充填入膠囊體中。當(dāng)用于微丸的計(jì)量及充填時(shí)，則活塞無壓縮動(dòng)作，而管內(nèi)增加負(fù)壓。這種形式的特點(diǎn)是：計(jì)量及充填過程在一段圓弧上進(jìn)行，留給充填的時(shí)間比間歇式長，所以充填平穩(wěn)，機(jī)器的振動(dòng)和噪音??；在微丸的計(jì)量及充填過程中，與微丸無剛性接觸，不會(huì)破壞緩釋層（這對緩控釋微丸來說尤為重要，否則就會(huì)破壞藥物釋放特性，影響藥效）；適應(yīng)于帶靜電、易架橋的微丸充填；在粉

10、末 /顆粒的計(jì)量及充填時(shí)，計(jì)量過程中活塞對物料是一次計(jì)量，二次壓縮，因此計(jì)量精度很高；能將膠囊的重量進(jìn) 行檢測、分析后自動(dòng)調(diào)整裝量。但對于流動(dòng)性好的物料就不如GKF的計(jì)量盤式，須改變工藝與之適應(yīng)，反過來對粘性大、易吸潮的物料，就比計(jì)量盤式好，而計(jì)量盤式就容易粘沖；此外這種結(jié)構(gòu)不能進(jìn)行二種及 以上物料的復(fù)合充填或混合充填。3.1.3多塔臺(tái)轉(zhuǎn)筒式膠囊充填機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)多塔臺(tái)轉(zhuǎn)筒式膠囊充填機(jī)結(jié)構(gòu)是MG2公司于62年首先推出的區(qū)別于 GKF間歇式的全新概念的連續(xù)式機(jī)型。這種結(jié)構(gòu)的進(jìn)料、調(diào)頭、膠殼分離、充填、膠囊鎖合，出料等分別由各轉(zhuǎn)筒執(zhí)行，而各轉(zhuǎn)筒的相互運(yùn) 動(dòng)則由齒輪傳動(dòng)，比早期的鏈輪傳動(dòng)在穩(wěn)定性、可

11、靠性、壽命等方面都大大提高。過去鏈輪傳動(dòng)的缺點(diǎn)是： 當(dāng)其失效后，鏈條的節(jié)距伸長，鏈輪的齒形變尖，就會(huì)使轉(zhuǎn)筒上的執(zhí)行部件與過渡輪等的相互銜接出現(xiàn)累 積誤差，撞壞執(zhí)行部件。此外正是由于采用了多個(gè)轉(zhuǎn)筒，使設(shè)備有足夠的空間來安裝各種不同類型的計(jì)量 及充填裝置，來完成復(fù)合充填或混合充填。機(jī)器還配有隨機(jī)自動(dòng)重量控制VR系統(tǒng)，它由PC、打印機(jī)、分析天平、專用軟件和把膠囊從產(chǎn)品中取出的機(jī)械和電子部件等組成，用于數(shù)據(jù)的收集、分析和說明。如果 VR檢測到的產(chǎn)品重量超出統(tǒng)計(jì)上的允許范圍，它能自動(dòng)調(diào)節(jié)計(jì)量腔來達(dá)到理論平均值。下面以MG2公司的基本機(jī)型Suprema為例來說明其結(jié)構(gòu)原理。如圖 2所示，該機(jī)型有三個(gè)塔臺(tái)轉(zhuǎn)

12、筒：膠 囊的送入、方向調(diào)整及分離轉(zhuǎn)筒 A ;計(jì)量及充填轉(zhuǎn)筒 C;鎖合出料轉(zhuǎn)筒 G、中間過渡盤B和D、帽轉(zhuǎn)換盤 H等組成。轉(zhuǎn)筒A上的進(jìn)料管及垂直調(diào)整叉、 轉(zhuǎn)筒C上的計(jì)量管、轉(zhuǎn)筒G上的上下鎖合桿除了隨轉(zhuǎn)筒作回 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，自身按其內(nèi)的凸輪槽軌跡作軸向的垂直運(yùn)動(dòng)。它的工作原理是：在轉(zhuǎn)筒 A處，每?？漳z囊從送入到打開（帽和體分別傳遞給帽轉(zhuǎn)換盤 H和過渡盤B）轉(zhuǎn)筒共轉(zhuǎn)過400°。轉(zhuǎn)筒A上方膠囊槽中的空膠囊因旋轉(zhuǎn)離心力及進(jìn)料管的上下運(yùn)動(dòng)等作用，使膠囊容易地在a處依次進(jìn)入進(jìn)料管內(nèi)，并下落到進(jìn)料管下端，由水平擋板、方向調(diào)整板、垂直調(diào)整叉的相互作用，完成空 膠囊的方向調(diào)整。然后垂直調(diào)整叉繼續(xù)向下，把膠囊

13、送入運(yùn)行到位的過渡盤B上的傳輸鏈模具中，在 b處山真空作用，完成帽體分離，體山傳輸鏈模具帶走，經(jīng)中間過渡盤B進(jìn)入轉(zhuǎn)筒C,并在此進(jìn)行粉末/顆粒的充填。帽則由帽轉(zhuǎn)換盤H上從c處開始在真空作用下將其帶走。來自轉(zhuǎn)筒C的充填后的膠囊體經(jīng) D盤后和帽在轉(zhuǎn)筒G的d處匯合，在上、下鎖合桿的共同作用下完成鎖合，在e處由下鎖合桿頂出，至此完成膠囊充填的全部過程。在充填轉(zhuǎn)筒 C處可安裝不同的充填機(jī)構(gòu)來完成下列任何一種物料之一：粉末/顆粒、兩種不同類型的微丸或混合微丸、中草藥及液體等的充填。與Suprema機(jī)型在轉(zhuǎn)筒和工位數(shù)方面相似的是 Compact機(jī)型，但它能在過渡盤 B和D上安裝片劑充填裝 置，完成1 5個(gè)片子的混合充填。而Futura機(jī)型則是山四個(gè)轉(zhuǎn)筒和三個(gè)中間過渡盤組成， 即增加一個(gè)轉(zhuǎn)筒 E及過渡盤F以增加粉末/顆粒、微丸