一、江苏博鸿“流化床制粒包衣机经验分享”前言
最近看了一些关于流化床使用的讨论帖和求助帖,很多热心的战友,如江苏博鸿在“流化床制粒经验分享”一文中,已经对相关经验进行了部分总结。
江苏博鸿对流化床使用的一些基本知识和有较高价值的回帖进行总结,以便使更多的同仁可以在短时间内找到问题的原因,至少在研究阶段不犯低级错误。同时结合自己的经验对这些结论进行分析,解释说明,在这一过程加入了更多的原创性的经验,以七言口诀的形式同各位分享。
江苏博鸿需要说明的是,使用流化床过程出现的问题是错综复杂的,很多问题不具有普遍性,特别是当前不同生产企业之间生产的流化床差异较大,很多问题与设备本身有关,因此,不将此类问题纳入讨论范围。
当你所使用的流化床存在诸如锅体设计不合理,导流板制造有缺陷,风道设计有偏差,喷枪雾化有缺陷,加热控制程序有缺陷,无进风除湿或除湿效率低下,计量器件未经过严格校正等此类硬件和辅助条件缺陷时,江苏博鸿提出的基本原则不会给实验人员带来更多的有益指导。
江苏博鸿针对乌斯特底喷流化床经常发生的问题,不能完全适应“胡特林”流化床和“INNOJET”流化床以及GEA侧喷流化床。

二、江苏博鸿“流化床制粒包衣机经验分享”具体说明
1.顶喷流量临界上,底喷流量临界下;
顶喷粘度临界上,底喷粘度临界下;
顶喷出风高物料,底喷物料高出风。
在此之前没有见到有人提出流化床“临界点”这一概念,在此说明如下:临界点是指当流化床的控制参数连续变化时,从顺利工作到发生物料粘连时的质变点,与之对应的控制参数的具体取值称为临界值。常见的临界值包括“临界泵流量”,“临界雾化压力”,“临界物料温度”,“临界风量”,“临界粘度”等。之所以要提出临界点的概念是因为临界控制与工艺的重现性,产品质量的稳定性,工艺放大的可行性密切相关,直接关系到研发的成败。
“顶喷流量临界上,底喷流量临界下”说的是在顶喷造粒时应当将泵流量控制高于流量临界点以上,使得喷出的粘合剂多于临界泵流量时的粘合剂量,这时的粘合剂能在细粉粒子之间形成液体桥,逐步干燥过程形成固体桥,干燥后形成稳定的颗粒。如果粘合剂流量小于临界点,粘合剂仅仅形成细分的表面铺展,无法形成细分粒子之间的液体桥,如何期望得到想要的颗粒和理想的粒径分布呢?
“流化床制粒过程中碰到的奇怪情况”中提到了这一问题。
“顶喷粘度临界上,底喷粘度临界下”说的是在采用顶喷工艺时,应当采用高于临界粘度的的粘合剂进行造粒。反之,在底喷包衣或上药工艺过程中,应当采用低于临界粘度的包衣液或上药溶液。既然采用顶喷工艺路线就是要将细粉制成颗粒,粘合剂的粘度(浓度)不能高于临界粘度(浓度),即使形成了液体桥,但液体桥中含有的粘合剂物质的总量偏少,干燥后不能形成稳定的、足以形成稳定连接的固体桥,还是不能形成颗粒。这种情况下,干燥前可以减到非常好的颗粒,干燥后又还原成细粉,成粒效果很差。解决办法是增加粘合剂的浓度,使之达到临界粘度(浓度)以上。此外,粘合剂的材料种类也至关重要,配出来的粘合剂在相同的浓度小,粘度越小的粘合剂材料越容易形成固体桥,因此成粒效果越好。
“流化床制粒过程中碰到的奇怪情况”求助中给出的回复“PVP不是很适用于流化床制粒时做粘合剂用,这个辅料如果是用乙醇溶,粘度会比较低,成粒性不是很好,用水溶,粘度大,成粒性好,但是过程参数很难控制,尤其是喷雾过程中,颗粒偏软,容易导致塌锅。”的回复是非常正确的。
“顶喷出风高物料,底喷物料高出风”说的是顶喷造粒时,出风温度要高于物料温度,底喷包衣或上药时,物料温度要高于出风温度。两种的差值在1~2℃之间较合理。当顶喷造粒时,必须形成液体桥,加热器的输出功率必须小于全部粘合剂蒸发所需要的蒸发热,形成液体桥的溶剂不能被蒸发掉,当湿颗粒接触温度探头时会对温度计进行局部降温,导致测定的物料温度低于出风温度。反之,底喷工艺不希望颗粒粘连,不需要产生液体桥,喷入的粘合剂只能在颗粒表面铺展,加热器的输出功率高于溶剂蒸发所需要的蒸发热,因此部分过剩的输出功率原来加热流动的物料,因此物料温度要高于出风温度。
2.有机上药低料温,水性上药高料温。
有机包衣低风量,水性包衣高风量。
有机包衣调温度,水性包衣调风量。
采用有机溶剂系统进行上药和包衣时,由于溶剂蒸发所需要的蒸发热相对水系统要少很多,过高的物料温度必然导致喷雾干燥,收率降低,控释膜的通透性增加,补集袋压差快速升高,仪器提前报警等问题发生,因此,进行有机溶剂系统进行微丸上药工艺操作时,应当将物料温度控制在相对较低的32℃以下的温度范围,有时甚至需要控制在27℃以下的范围内。水为溶剂的溶液体系或混悬液体系上药时,物料温度一般控制在36℃以上,这样才会获得较高的工作效率,缩短工序操作时间,降低劳动强度。
水为溶剂体系包衣时,通常需要精细控制物料温度,避免物料温度高于玻璃化温度导致不可逆的微丸粘连,在此情况下,如果要提高包衣工序的工作效率,缩短工作时间,最有效的方式是提高风量增加干燥效率,因此就有“水性包衣高风量,水性包衣调风量”。
