鄭懋辰

【摘 要】本文通過對(duì)膠囊充填機(jī)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的系統(tǒng)性分析，使操作者能有對(duì)策性的認(rèn)識(shí)。【主題詞】膠囊充填機(jī) 控制 技術(shù)

【中圖分類號(hào)】TP271 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）03-0374-02

國(guó)內(nèi)的膠囊充填機(jī)大都數(shù)以填塞式定量法機(jī)型為主，其充填量大小由計(jì)量盤的厚定來確定，與充填物料的松密度有關(guān)。同時(shí)，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)。

一、充填結(jié)構(gòu)控制分析

對(duì)填塞式定量法機(jī)型的膠囊充填機(jī)來說，每粒膠囊所充填量可用以下公式表示： W=kψρλV= kψρλπ/4×D2h 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(gè)工位充填桿初始預(yù)調(diào)位置有關(guān)；ψ為物料的充填系數(shù)；ρ為物料的松密度，mg/mm3；λ為充填桿壓力影響系數(shù)；D為計(jì)量盤中每個(gè)計(jì)量孔孔徑，mm；h為計(jì)量盤的厚度，mm。 根據(jù)不同膠囊型號(hào)所配置不同計(jì)量孔孔徑，上述公式可簡(jiǎn)化為表1。

表1膠囊型號(hào)與膠囊所充填重量關(guān)系

膠囊型號(hào) 0# 1# 2# 3# 4#

從中可以看到，當(dāng)計(jì)量盤厚度h一定時(shí)，影響充填裝量精度的可變因素與k、ψ、ρ、λ四者有關(guān)。

1、充填桿預(yù)置位置系數(shù)k

由于，一般計(jì)量盤上有六個(gè)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(gè)工位充填桿參與物料的壓緊，有一個(gè)工位充填桿把計(jì)量孔中的粉柱體壓入膠囊體內(nèi)。然而，這五個(gè)工位充填桿初始預(yù)調(diào)位置決定了壓入計(jì)量孔內(nèi)的粉柱體重量。如圖把充填桿壓入計(jì)量孔預(yù)調(diào)位置深度設(shè)為Δhi，則壓緊預(yù)調(diào)位置深度Δhi不同，對(duì)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(shí)際統(tǒng)計(jì)，可得到充填桿預(yù)置位置系數(shù)k與下式接近： k=1+ΣΔhi /5.5h，式中，k 為充填桿預(yù)置位置系數(shù)k；h為計(jì)量盤的厚度，mm；ΣΔhi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，ΣΔhi =Δh1+Δh2+Δh3+Δh4+Δh5（mm）。 一般來講，預(yù)調(diào)位置深度總和ΣΔhi越大，則每個(gè)膠囊在同一計(jì)量盤上裝量越大。但ΣΔhi量過大，則會(huì)引起充填物過緊壓縮，造成“塞粉”現(xiàn)象。按使用經(jīng)驗(yàn)一般推薦的范圍為0≤ΣΔhi≤0.35%h，其Δhi中Δh1至Δh5呈遞減排列。當(dāng)計(jì)量盤中計(jì)量孔理論容積與膠囊應(yīng)裝量接近時(shí)，可選擇Δh1至Δh4量很小或接近于0，只是Δh5選1-0.5mm略沖一下以減小計(jì)量盤間歇回轉(zhuǎn)時(shí)的“飛粉”現(xiàn)象。

2、物料的充填系數(shù)ψ

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(jì)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(shí)，得到經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可作試驗(yàn)并按下公式計(jì)算而得：ψ= W/0.785kψρλD2h 筆者經(jīng)過多年數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算可得到表2中的參考物料的充填系數(shù)ψ，可以看到，當(dāng)物料內(nèi)添加3%～5%的硬脂酸鎂類潤(rùn)滑劑后，其爽滑性增加。然后當(dāng)參考選用上述物料的充填系數(shù)ψ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(yàn)修正。表2 物料參考充填系數(shù)ψ

物料的大致狀況

可以看到，當(dāng)物料混合越均勻，就越能真實(shí)反映充填物料的松密度，相應(yīng)的充填裝量精度也越高。

4、充填桿壓力影響系數(shù)λ

一般同型號(hào)和同一制造商的膠囊充填機(jī)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)，瑞安飛云機(jī)械廠的膠囊充填機(jī)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)λ，對(duì)采用增大力矩的充填桿沖力的膠囊充填機(jī)來說，充填桿壓力影響系數(shù)λ可取1.02-1.06，而一般的膠囊充填機(jī)λ取1。

二、充填物料對(duì)膠囊充填機(jī)的影響

1、充填物料的流動(dòng)性

充填物料的流動(dòng)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(dòng)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(dòng)性。

一般來說，當(dāng)充填的粉劑或顆粒劑堆積時(shí)，其顆粒劑休止角比粉劑休止角小，故顆粒劑的流動(dòng)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)為單位容積的重量較大，流動(dòng)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(dòng)性則差，也難以控制膠囊充填的裝量精度。在膠囊充填的實(shí)踐中，當(dāng)充填藥品的松密度在500mg/ml以上時(shí)，表現(xiàn)為易于控制膠囊充填的裝量精度，而當(dāng)充填藥品的松密度在450mg/ml以下時(shí)，表現(xiàn)為較難以控制膠囊充填的裝量精度。