伍善根 黃文杰

（上海天祥·健臺(tái)制藥機(jī)械有限公司，上海 200050）

1 前言

本文根據(jù)國(guó)外的一篇科技文獻(xiàn)編譯。米歇爾?托司是一家國(guó)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(yàn)擇寫(xiě)了該文。

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

一個(gè)合格的壓片工，會(huì)用好的顆粒來(lái)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的藥片，同時(shí)，能判斷是顆粒的問(wèn)題還是壓片機(jī)的問(wèn)題。在一段壓片時(shí)間內(nèi)不發(fā)生諸如分層、片重差異或硬度問(wèn)題，而且經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)一段時(shí)間的壓片,模具完好無(wú)損。一臺(tái)好的壓片機(jī)能夠生產(chǎn)出好的片子，并且模具及機(jī)械部分磨損很少，許多人會(huì)懷疑這一可能性，但事實(shí)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(yùn)行的三分之一。但是千萬(wàn)不能忘記對(duì)顆粒和設(shè)備的正確判別。

2 壓片原理

壓片機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)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(dòng)機(jī)構(gòu)帶來(lái)動(dòng)力使轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，上下沖桿沿著固定的軌道作有規(guī)律的上下運(yùn)動(dòng)。

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(shí)，下沖的位置趨低，致使物料顆粒流入中模模腔，此時(shí)的上沖升起讓開(kāi)加料器。下沖轉(zhuǎn)到充填軌時(shí)，已經(jīng)保證了一定的充填量，再轉(zhuǎn)到計(jì)量軌時(shí)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(shí)，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(kāi)。壓片工序就是如此周而復(fù)始的工作。

從壓片原理來(lái)分析，壓片過(guò)程中最重要的還是物料的流動(dòng)性、可壓性和出片等三個(gè)要素。流動(dòng)性就是使物料類(lèi)似制過(guò)粒的砂糖那樣流動(dòng)。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(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)、沖模的主要結(jié)構(gòu)

從設(shè)備上解決問(wèn)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(jìn)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(tái)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(mǎn)中模的程度，充滿(mǎn)中模的顆粒能夠保證穩(wěn)定的片重。充填過(guò)頭意味著大量的顆粒會(huì)重新進(jìn)入加料器，顆粒從模腔返回加料器的重復(fù)運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為顆粒的過(guò)渡做工。這種情況越頻繁就會(huì)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(wèn)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(jī)顆粒中的細(xì)粉含量有一定的比例，不能過(guò)高，對(duì)壓片工藝來(lái)說(shuō)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(wèn)題就越多。同時(shí)，過(guò)多的細(xì)粉亦會(huì)影響壓片機(jī)機(jī)械部分的潤(rùn)滑。細(xì)粉進(jìn)入軌道，進(jìn)入?？?，導(dǎo)致沖桿活動(dòng)受阻，致使產(chǎn)生吊沖故障。一旦發(fā)生吊沖，就會(huì)使得壓片機(jī)的修復(fù)變得復(fù)雜。過(guò)多的細(xì)粉必須用吸塵系統(tǒng)將其吸去。正確理解每個(gè)工序的動(dòng)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(dòng)性和一致性，就需要從選擇壓片機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度開(kāi)始。平均速度3000片/min，即50片/s。壓片機(jī)里的顆粒如果在流動(dòng)性、可壓性和出片三個(gè)方面沒(méi)有調(diào)整好的情況下是不可能用很高的速度來(lái)壓片的。有些設(shè)備可以用一些特殊的功能來(lái)解決這些問(wèn)題，但一般情況下還是無(wú)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(jì)量軌、刮粉裝置和回粉槽組成。對(duì)于壓片機(jī)來(lái)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(jī)無(wú)法預(yù)先稱(chēng)出顆粒的重量，但計(jì)量是通過(guò)顆粒充入模腔，然后再將多余的粉料通過(guò)回粉這一動(dòng)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(jìn)入加料器，顆粒被轉(zhuǎn)動(dòng)著的轉(zhuǎn)臺(tái)帶走。加料器不會(huì)將顆粒推進(jìn)模腔，它只是將顆粒帶至中模模腔的上方。

5.3 計(jì)量的控制

計(jì)量控制的關(guān)鍵在于計(jì)量軌和刮粉裝置，在充填結(jié)束后，由計(jì)量軌的上下移動(dòng)決定了最終片重。計(jì)量軌將下沖上移，多余的顆粒就會(huì)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(huì)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(tái)面接觸。顆粒的大小須非常重要，如果此時(shí)有一顆很大的顆粒被刮走，那么對(duì)片重差異的影響是很大的。

6 顆粒

6.1 顆粒流動(dòng)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。如果顆粒可壓性很好，過(guò)量的回粉可能會(huì)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(shí)有助于改進(jìn)藥片的外觀(guān)。尺寸均一度很高的顆?？瓷先ゾ褪呛芎玫念w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(hù)所需要的顆粒。

6.2 顆粒尺寸的范圍

一般來(lái)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(diǎn)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(guó)壓片機(jī)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(guò)上下壓輪過(guò)壓后形成藥片，現(xiàn)在的壓片機(jī)一般都有預(yù)壓、主壓。

7.2 預(yù)壓

預(yù)壓有2個(gè)作用：

（1）排出顆粒間的空氣（圖3）。

（2）增加受壓時(shí)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(huì)隱藏著不少空氣，如果不經(jīng)預(yù)壓或受壓的時(shí)間過(guò)短就會(huì)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(jì)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(guò)程中有利于空氣跑出，如果上沖和下沖一樣大，空氣就無(wú)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(shí)候也會(huì)帶出一些細(xì)粉，這時(shí)亦會(huì)影響片重差異。如果受壓時(shí)間不充分，就會(huì)形成脫帽。

8 沖尾標(biāo)準(zhǔn)的選擇

上下沖頭在上下兩個(gè)壓輪的作用下，將中模中間已被充填的藥粉壓實(shí)形成藥片。沖頭在壓力下所經(jīng)過(guò)的時(shí)間被稱(chēng)之為受壓時(shí)間。目前一般有三種沖尾的標(biāo)準(zhǔn)：①TSM美國(guó)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(guó)標(biāo)準(zhǔn)大。直徑越大，受壓的時(shí)間越長(zhǎng)。要確定一個(gè)產(chǎn)品是否對(duì)受壓時(shí)間敏感，在片重一定得以控制的情況下，如果隨著轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速的增加，硬度迅速降低，則表明該產(chǎn)品對(duì)受壓時(shí)間敏感。相對(duì)于美國(guó)TSM標(biāo)準(zhǔn)，圓頭標(biāo)準(zhǔn)和EU標(biāo)準(zhǔn)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)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(zhǎng)。另一個(gè)敏感的問(wèn)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?yàn)檫@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(zhǎng)的時(shí)間。較輕的細(xì)粉和較干的顆粒一般需較長(zhǎng)的受壓時(shí)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(shí)到這一點(diǎn)非常重要，不然就會(huì)以為是設(shè)備的問(wèn)題，根據(jù)顆粒的情況來(lái)監(jiān)控壓片機(jī)的轉(zhuǎn)速和受壓的時(shí)間是操作壓片機(jī)的重要原則。

得到累加平均后的基帶信號(hào)后，采用一階擬合方法計(jì)算每個(gè)偽碼碼片的上升沿和下降沿過(guò)零點(diǎn)，將各過(guò)零點(diǎn)依次相減得到偽碼碼片的時(shí)間寬度，數(shù)字失真量即為接收信號(hào)和理想信號(hào)時(shí)間寬度之差，取其均值可得到數(shù)字失真的最佳估計(jì)量.如表1所示，從圖中可以的得到2個(gè)結(jié)論：(1)北斗系統(tǒng)所有衛(wèi)星B1I信號(hào)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(lèi)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(chēng)失真范圍.

9 頂片

頂片的作用就是把已經(jīng)壓實(shí)的片子從中模中頂出，亦稱(chēng)為出片。出片與以下要素相關(guān)：出片軌、下沖在轉(zhuǎn)臺(tái)中運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度、下沖的情況、攔片板、壓片機(jī)的轉(zhuǎn)速、片子脫模的潤(rùn)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(zhǎng)度不一，那么出片高度就不統(tǒng)一了。同時(shí)，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(chēng)之為粘沖，造成的主要原因是顆粒內(nèi)部沒(méi)有干透，濕顆粒會(huì)粘在沖頭的表面。

片子一旦從中模中被頂出，就會(huì)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(guò)高，不然的話(huà)藥片會(huì)破碎，散落的碎片會(huì)混入顆粒中，造成片重、硬度差異等問(wèn)題。藥片生產(chǎn)中的主要問(wèn)題：片重、硬度、厚度、脆碎度、均一度及外觀(guān)。

10 壓片的控制

10.1 片重控制

前面已經(jīng)談過(guò)，片重差異主要取決于充填，壓片機(jī)上無(wú)法稱(chēng)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(huì)返回中模腔，控制好片重是制好片的關(guān)鍵。通常先檢驗(yàn)片重，再檢驗(yàn)片厚和硬度。

10.2 硬度控制

主要因素是片重、厚度、沖模長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速、上沖進(jìn)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(zhǎng)度

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

10.4 受壓時(shí)間

前面也已經(jīng)討論過(guò)，片子受壓的時(shí)間和沖頭頭部平面及壓片機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速有關(guān)。

10.5 上沖進(jìn)模深度

指上沖模進(jìn)入中模的尺寸，老式的壓片機(jī)是固定的6 mm，新式的壓片機(jī)是可調(diào)的，如果上沖要進(jìn)入中模6 mm，排放中模腔內(nèi)的空氣就需要很長(zhǎng)的一段時(shí)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(jī)保持較高的轉(zhuǎn)速。但過(guò)淺的上沖進(jìn)模深度會(huì)造成撲粉，從而影響片重差異。

10.6 中模狀況

它會(huì)影響片子的硬度和外觀(guān)，當(dāng)藥片受壓之后，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓力環(huán)作用于中模，時(shí)間一久中模受壓處就會(huì)膨脹變大，這樣，在出片后便會(huì)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(méi)有裝上模具的情況下，首先用肉眼觀(guān)察所有工位，觀(guān)察各部件的外觀(guān)，好的、正常的是有光澤的，損壞的、磨損的便會(huì)顯得暗淡無(wú)光澤。

觀(guān)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(guān)察轉(zhuǎn)臺(tái)?？住Ｓ袝r(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)殘余的顆?；蚍蹓m，這些粉塵使得沖模在轉(zhuǎn)臺(tái)中運(yùn)動(dòng)困難、受阻，容易形成吊沖，必須經(jīng)常保持轉(zhuǎn)臺(tái)?？椎那鍧嵑凸饣?。盡量少開(kāi)空車(chē)，在設(shè)備開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，保證中模中已有少量的顆粒。

用手輪轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，最好是已將所有零部件都安裝完畢，聽(tīng)聽(tīng)有無(wú)異常聲音，一旦出現(xiàn)異常將導(dǎo)致設(shè)備損壞，在沒(méi)有解決這些問(wèn)題之前不要開(kāi)車(chē)。

經(jīng)常檢查片重，在設(shè)備帶料工作的情況下，聽(tīng)聽(tīng)壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音，物料中含水量的大小，會(huì)使得設(shè)備運(yùn)行聲音產(chǎn)生變化，干和硬的物料運(yùn)行的聲音比軟的物料要沉重。檢查藥片的外觀(guān)，觀(guān)察藥片上面的斑點(diǎn)，有可能是吊沖所產(chǎn)生的。

12 總結(jié)

一個(gè)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(wèn)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(rùn)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(guān)測(cè)和檢查能讓壓片機(jī)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。

壓片工應(yīng)當(dāng)熟悉和了解本公司的壓片機(jī)，因?yàn)樗麄兪菍?zhuān)家，通過(guò)SOP記錄，盡量?jī)?yōu)化每一批的產(chǎn)品，壓片機(jī)修理工只解決壓片機(jī)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(xiàng)。管理部門(mén)則要注意生產(chǎn)效率的提高和員工能動(dòng)性的發(fā)揮，最后，要注意聽(tīng)取壓片工序后道包裝和包衣部門(mén)的反饋意見(jiàn)，這些意見(jiàn)也是十分重要的，因片子的質(zhì)量與包衣、包裝息息相關(guān)。