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流化床技術(shù)在制藥工業(yè)的應用
更新日期:2022-02-12      瀏覽次數(shù):8237     文章來源:www.opsycn.com

       流化床又稱沸騰床,流化床技術(shù)在我國制藥工業(yè)的應用應回溯到上世紀80年代,從原先的流化床干燥發(fā)展到流化床混合、流化床包衣、流化床制粒(丸)和流化床粉碎等方面的應用,在制劑應用方面由原先的固體制劑發(fā)展到其它制劑,特別在制粒干燥方面上作出了杰出的貢獻??梢哉f,流化床技術(shù)為我國制藥工業(yè)的發(fā)展意義重大,流化床賦予物料呈現(xiàn)的流態(tài)化性能會延伸出更多的應用,而今人們有必要把這一經(jīng)典的技術(shù)發(fā)揚光大。本文從流化床的基本概念入手,分析和比較了流化床在制藥工業(yè)應用的現(xiàn)狀,也闡述了幾種流化床設備的特點,同時憧憬了流化床技術(shù)的發(fā)展和應用前景。
  
  1、流化床的基本概念
  
  1.1流化現(xiàn)象的概念
  
  在一個設備中,將顆粒物料堆放在分布板上,當氣體由設備下部通入床層,隨氣流速度加大到某種程度,固體顆粒在床層上產(chǎn)沸騰狀態(tài),這狀態(tài)稱流態(tài)化,而這床層也稱流化床。采用這樣方法輔于其它技術(shù)可完成物料的干燥、制粒、混合、包衣和粉碎等功能。
  
  由于固體顆粒物料的不同特性,以及床層和氣流速度等因素不同,床層可存在3種形態(tài)V<VmfV≥VmfVmf<V<VtV≥Vt
  工作流程:


 ?。?)第一階段(固定床),當流體速度較低時,在床層中固體顆粒雖與流體相接觸,但固體顆粒的相應位置不發(fā)生變化,這時固定顆粒的狀態(tài)為固定床;
  
 ?。?)第二階段(流化床),當固定床階段的流體流速逐漸增加到某一點時,固體顆粒就會產(chǎn)生相互間的位置移動,若再增加流體速度,而床層的壓力損失保持不變,固體顆粒在床層就會產(chǎn)生不規(guī)則的運動,這時的床層就處于流態(tài)化;
  
 ?。?)第三階段(氣流輸送),當流體流速大于固體顆粒的沉降速度時,這時固體顆粒就不能繼續(xù)停留在容器內(nèi),而被氣流帶出容器。
  
  對制藥工業(yè)應用來說,干燥、制粒、混合、包衣等是利用第二階段運行的,對粉碎則可利用第二階段與第三階段而工程運行的。
  
  1.2聚式流態(tài)化的概念
  
  流態(tài)化又有散式和聚式之分,而一般流化床所遇到的大都數(shù)均是聚式流態(tài)化。在聚式流態(tài)化出,固體顆粒不是以單個的形式出現(xiàn),而是以顆粒團的形式出現(xiàn)。流態(tài)化技術(shù)在制藥工業(yè)運用時,一般固體顆粒和流體密度相差較大(如熱空氣、惰性氣體的密度很小)。在實際運用中,工藝參數(shù)和設備設計不當易造成“溝流"和“騰涌"現(xiàn)象。
  
  溝流騰涌
  
 ?。?)“溝流",在流體通入固定床層時,由于各種原因使流體在床層中分布不均勻,使床層的局部地方產(chǎn)生短路,使相當多的流體通過短路流過床層。若產(chǎn)生“溝流",對流化床干燥設備來說,會使干燥介質(zhì)與被干燥物料接觸不良,干燥效果降低。
  
  (2)“騰涌",當流化床內(nèi)顆粒大小分布不均勻、氣體通過分布不均勻以及流化床的高度與直徑比較大因素時,會使床層內(nèi)部氣泡匯合長大,直至氣泡直徑大到接近于床層內(nèi)徑時,固體顆粒在床內(nèi)形成活塞向上運動,顆粒會向上拋出很高,小顆粒被氣流所夾帶,大顆粒然后紛紛落下。如此循環(huán),也會使固體顆粒與干燥介質(zhì)流體接觸不良,干燥效果降低。
  
  2、流化床技術(shù)及設備在制藥工業(yè)應用的現(xiàn)狀分析
  
  流化床技術(shù)早期應用于干燥工業(yè)是1948年在美國建立多爾-奧列弗固體流化裝置,而我國是在1958年以后開始應用流化床技術(shù),首先是在食鹽工業(yè)上應用,繼后被廣泛應用于化肥、顏料、塑料、制藥等方面,其中,其真正應用在制藥工業(yè)是在1980年以后,那時只應用在固體制劑的干燥。而今流化床技術(shù)在制藥工業(yè)已從單純的流化床干燥發(fā)展到流化床包衣、流化床制丸、流化床混合及流化床粉碎,特別是近年所延伸至包衣、制粒(丸)功能,新功能與原傳統(tǒng)的制劑工藝相比體現(xiàn)出更多的優(yōu)勢。


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