影響膠囊充填機裝量精度的因素

1、國內(nèi)的膠囊充填機大都數(shù)以填塞式定量法機型為主,其充填量大小由計量盤的厚定來確定，與充填物料的松密度有關(guān)。同時，充填裝量控制精度與充填結(jié)構(gòu)的影響因素及充填物料自身的影響因素有關(guān)。1 、充填結(jié)構(gòu)的影響因素分析對填塞式定量法機型的膠囊充填機來說，每粒膠囊所充填量可用以下公式表示：W= P入V=k書P入n /4 XD2h其中，W為每粒膠囊所充填重量，mg k為充填桿預(yù)置位系數(shù)，與五個工位充填桿初始預(yù)調(diào)位置有關(guān)；屮為物料的充填系數(shù)；p為物料的松密度，mg/mm3入為充填桿壓力影響系數(shù)；D為計量盤中每個計量孔孔徑，mm h為計量盤的厚度，mm根據(jù)不同膠囊型號所配置不同計量孔孔徑，上述公式可簡化為表1。表1

2、膠囊型號與膠囊所充填重量關(guān)系膠囊型號0#1#2#3#4#計量孔孔徑 mm6.35.655.24.84.3每粒膠囊所充填重 W(mg) 31.16 kw p h 25.06 kh 21.03 k 書 p h 18.09 kh 14.51 kh從中可以看到，當計量盤厚度h 一定時，影響充填裝量精度的可變因素與k、屮、p、入四者有關(guān)。1.1、充填桿預(yù)置位置系數(shù) ko由于，一般計量盤上有六個工位充填孔和相應(yīng)的充填桿，而充填桿初始預(yù)調(diào)位置(即沖桿壓入充填孔的深度)(如圖1所示)的考慮中，其中五個工位充填桿參與物料的壓緊，有一個工位充填桿把計量孔中的粉柱體壓入膠囊體內(nèi)。然而，這五個工位充填桿初始預(yù)調(diào)位 置

3、決定了壓入計量孔內(nèi)的粉柱體重量。如圖把充填桿壓入計量孔預(yù)調(diào)位置深度設(shè)為 hi，則壓緊預(yù)調(diào)位置深度 hi不同，對充填裝量精度影響也不同，為此引入了充填桿預(yù)置位系數(shù)k。根據(jù)理論分析和實際統(tǒng)計，可得到充填桿預(yù)置位置系數(shù)k與下式接近：k=1 + 2 hi/5.5h ，式中，k為充填桿預(yù)置位置系數(shù) k ； h為計量盤的厚度，mm 2 hi分別指第1工位至第5工位的充填桿壓入預(yù)調(diào)位 置深度總和，2 hi= h1+A h2+ h3+A h4+A h5 (mn)。一般來講，預(yù)調(diào)位置深度總和 2 hi越大，則每個膠囊在同一計量盤上裝量 越大。但 2 hi量過大，則會引起充填物過緊壓縮，造成"塞粉”現(xiàn)象

4、。按使用經(jīng)驗一般推薦的范圍為0W 2 hi <0.35%h,其 hi中 h1至 h5呈遞減排列。當計量盤中計量孔理論容積與膠囊應(yīng)裝量接近時，可選擇 h1至 h4量很小或接近于0，只是 h5選1-0.5mm略沖一下以減小計量盤間歇回轉(zhuǎn)時的“飛粉”現(xiàn)象。1.2、物料的充填系數(shù)書由于充填物自身的爽滑性、顆粒形式及休止角不同，在同樣計量孔、充填桿預(yù)調(diào)位置深度和充填桿壓力條件下所產(chǎn)生的膠囊充填裝量也略有不同?？筛鶕?jù)不同充填物在一定參數(shù)選定時，得到經(jīng)驗數(shù)據(jù)，經(jīng)驗數(shù)據(jù)可作試驗并按下公式計算而得：書=W/0.785k書p入D2h筆者經(jīng)過多年數(shù)據(jù)的統(tǒng)計計算可得到表2中的參考物料的充填系數(shù)書，可以看到，當物

5、料內(nèi)添加3%5%的硬脂酸鎂類 潤滑劑后，其爽滑性增加。然后當參考選用上述物料的充填系數(shù)書后，可根據(jù)所稱重的每粒膠囊凈重后再反復(fù)用公式校驗修正。表2物料參考充填系數(shù) 書物料的大致狀況物料的爽滑性情況參考充填系數(shù)書添加潤滑劑后的參考充填系數(shù) 屮粉狀爽滑性較好0.96-0.980.98-0.99爽滑性較差0.94-0.960.96-0.98顆粒狀，>20目爽滑性較好0.98-0.9950.99-1爽滑性較差0.965-0.9850.98-0.995顆粒狀，V 20目爽滑性較好0.96-0.980.97-0.99爽滑性較差0.95-0.970.96-0.9751.3 、物料的松密度p充填物料的松

6、密度除與物料自身有關(guān)外，還與產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程的干燥制粒、粉碎和混合過程有關(guān)。一般物料松密度是隨機抽檢而測得，它體現(xiàn)是物料的某一局部代表性的密度，無法真正體現(xiàn)整個物料的松密度。當然與制粒和粉碎均勻性以及混合均勻度有關(guān)，主要 是混合均勻度。固體制劑的主要混合設(shè)備有二維運動和三維運動筒形、雙錐以及V型混合，其混合均勻度除與混合設(shè)備機型有關(guān)，還與裝料系數(shù)、混合時間有關(guān)。這里考查混合均勻度可用變異系數(shù)v來評判，一般變異系數(shù)越接近 0,說明混合越均勻。為了研究膠囊充填裝量精度，對抽檢物料的松密度p與實際充填物料的松密度 p '有所變異，其與混合變異系數(shù)v有關(guān)，筆者經(jīng)過多年數(shù)據(jù)的統(tǒng)計可得到以下經(jīng)驗性

7、關(guān)系（參考性數(shù)據(jù)），如表3 所示。表 3 混合變異系數(shù)與實際物料松密度的參考混合變異系數(shù) v0-0.05 0.05-0.1 0.1-0.20.2-0.30.3-0.4 0.4-0.50.5-0.7實際物料的松密度p '0.999 p 0.996 p0.992 p 0.99 p0.985p 0.98 p 0.96 p -0.98 p可以看到，當物料混合越均勻，就越能真實反映充填物料的松密度，相應(yīng)的充填裝量精度也越高。1.4、充填桿壓力影響系數(shù)入一般同型號和同一制造商的膠囊充填機的充填桿沖力是一定的，但近期為了適應(yīng)中藥膠囊生產(chǎn)，采用增大力矩的充填桿沖力解決了中藥膠囊的粘度和大裝量的要求。為

8、了討論膠囊充填裝量精度方便，在此引入充填桿壓力影響系數(shù)入，對采用增大力矩的充填桿沖力的膠囊充填機來說，充填桿壓力影響系數(shù)入可取1.02-1.06，而一般的膠囊充填機 入取1。2、充填物料自身的影響因素分析2.1 、充填物料的流動性充填物料的流動性也指爽滑性，充填物料品種常有粉劑和顆粒劑等，充填物料的流動性好壞將直接影響膠囊裝量精度的控制。充填 的粉劑或顆粒劑的休止角、松密度、粒度分布性及含水量都直接影響其流動性。一般來說， 當充填的粉劑或顆粒劑堆積時， 其顆粒劑休止角比粉劑休止角小， 故顆粒劑的流動性好， 膠囊充填的裝量精度易于控制。 而松密度是指粉劑或顆粒劑單位容積的重量， 在充填過程中表現(xiàn)

9、為單位容積的重量較大， 流動性則好， 也易于控制膠囊充填的裝量精度； 反之，單位容積的重量較小，流動性則差，也難以控制膠囊充填的裝量精度。在膠囊充填的實踐中，當充填藥品的松密度在500mg/ml以上時， 表現(xiàn)為易于控制膠囊充填的裝量精度， 而當充填藥品的松密度在 450mg/ml 以下時，表現(xiàn)為較難以控制膠囊充填的裝量精度。 本2.2 、充填物料的吸濕性充填物料的吸濕性同樣影響膠囊裝量精度的控制，當充填的粉劑或顆粒劑含水量越高粘性則大，流動性越差，粘度過大會發(fā)生“塞 粉”現(xiàn)象（塞粉指在一定充填桿壓力下計量盤計量孔中粉柱體不能壓出現(xiàn)象），一般充填藥品在混粉或造粒過程中含水量控制小于4%左右。此外

10、，充填物料的吸濕性與其臨界相對濕度有關(guān)。一般來說，當充填的粉劑或顆粒劑的純度不高時，其臨界的相對濕度會降低， 多組份也會使吸濕性增加。這二者都會使充填過程粘滯性加大，會使裝量偏大，易發(fā)生上述“塞粉”現(xiàn)象。吸濕量過多還會使藥物發(fā)生潮解失效。這樣在充填過程中就必須控制環(huán)境濕度在其臨界相對濕度下，而不同藥物所對應(yīng)的相對濕度也有所不同，如青霉素類W47%較好，而氨基糖苷類W 58液好。但是膠囊體對濕度又有一定要求，濕度過低膠囊體易破裂，故一般膠囊充填環(huán)境的濕度控制在40-60%。對中藥膠囊品種 , 有的藥粉太粘，進行膠囊充填時裝差就不穩(wěn)，應(yīng)該如何解決？因為這樣的問題所涉及的事情比較復(fù)雜，所以大致分析一下：1 、如果中藥吸濕原因引起的粘，則關(guān)鍵還是要注意 提取工藝，適當進行水提醇沉，改進 工藝，盡量減少吸濕性成分帶入（當然其是無效成分的話），同時盡量保留一部分含淀粉較多的生藥，粉碎后加入！當然也可以加入丙烯酸樹脂等進行處理以減少吸濕性。2 、如果是處方的 輔料問題，則基本要重新進行處方調(diào)整，建議加入微晶纖維等還是有助于藥粉的吸附，分散的輔料或增加其用量，如改蔗糖為乳糖或 甘露醇 減少吸濕性 3 、增加助流劑，如微粉硅膠、 MgO硬脂酸鎂等。其他措施如下： f1、將藥粉盡量干燥，水分越低越好2、控制車間濕度，使其盡量低，溫度也盡量低3、適當增加硬脂酸鎂的用量。4、藥品包裝必須能夠有