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流化床制粒工藝原理及主要影響因素
更新時(shí)間：2024-07-29
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流化床制粒工藝是一種在藥物生產(chǎn)中常用的粒度控制技術(shù)，其核心在于通過氣流和噴霧方式將藥物粉末轉(zhuǎn)化為顆粒：
1、流化床制粒工藝的基本原理
（1）操作方式：流化床制粒工藝是將物料一次投入到密閉的容器內(nèi)，在容器內(nèi)將物料進(jìn)行均勻的混合，再通過設(shè)備將粘合劑均速噴入，讓粘合劑與物料充分混合，在容器內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)，形成小顆粒。在此過程中，底端送入熱風(fēng)，可以將濕顆粒烘干，最后直接收集成品干顆粒。
（2）工藝優(yōu)點(diǎn)：流化床制粒工藝具有形態(tài)美觀、效率高、硬件要求不高等優(yōu)點(diǎn)。
2、流化床制粒工藝的具體類型
（1）流化床噴霧造粒：這種方法主要是通過空氣作為流化氣體，在預(yù)熱后通至分布板，使需造粒的固體粉末呈流化態(tài)，液體進(jìn)料由雙流體噴嘴噴入流化床，要求噴嘴具有操作彈性且不易堵塞。
（2）噴霧流化床造粒：噴霧流化床造粒與流化床噴霧造粒相似，也是把可以泵送和霧化的料液噴成霧狀，然后落在床層中熱的種子顆粒上干燥，直接生成固體顆粒。
（3）振動(dòng)流化床造粒：振動(dòng)造粒可以在回轉(zhuǎn)圓筒、回轉(zhuǎn)圓盤或振動(dòng)流化床中實(shí)現(xiàn)，當(dāng)氣體被用作熱量和物質(zhì)傳遞載體時(shí)，該設(shè)備叫做氣體振動(dòng)流化床，其優(yōu)點(diǎn)在于造粒的強(qiáng)度高，速度快，造粒產(chǎn)品質(zhì)量的改善，使難以流化的細(xì)小粉末易于造粒，從消耗能量和物質(zhì)觀點(diǎn)來(lái)看，經(jīng)濟(jì)性高。
（4）高速超臨界流體造粒：高速超臨界流體過程是超臨界流體經(jīng)過微細(xì)噴嘴的快速膨脹過程，在膨脹過程中，溫度和壓力的突然變化使溶質(zhì)的過飽和度驟然升高，當(dāng)溶液以單相噴出時(shí)，析出大量微核，微核在很短的時(shí)間內(nèi)快速生長(zhǎng)，形成粒度均勻的亞微米以至納米級(jí)微細(xì)顆粒。
3、流化床制粒工藝的主要影響因素
（1）流化氣速：流化氣速的大小直接影響床層的流化狀態(tài)，不當(dāng)?shù)臍馑倏赡軐?dǎo)致“干式”或“濕式”失穩(wěn)。
（2）床層溫度：床層溫度低則床內(nèi)濕度高，霧化液滴易于在顆粒表面上鋪展開而形成較大的固液接觸面積，因而顆粒易于碰撞后團(tuán)聚，所以顆粒生長(zhǎng)速率快；但過低的床層溫度易導(dǎo)致濕式死床。
（3）料液流速：在保證充分的熱量供給和流化情況較好時(shí)，料液流速越大，則顆粒生長(zhǎng)越快，顆粒粒徑增長(zhǎng)速率隨時(shí)間增大而減小。
（4）初始粒徑：初始粒徑越大，顆粒的相對(duì)生長(zhǎng)速率減小，一般認(rèn)為隨著初始粒徑的增大，由于碰撞磨損和自身重力等引起的分散力增大，使團(tuán)聚成功率降低，層式機(jī)理成長(zhǎng)所占比重加大。
（5）黏結(jié)劑：一般來(lái)說(shuō)，黏結(jié)劑的黏度隨濃度的增大而顯著增大，顆粒更易于團(tuán)聚，成長(zhǎng)速度加快。
4、流化床制粒工藝的設(shè)備相關(guān)變量
氣流分布板：氣流分布板的設(shè)計(jì)對(duì)流化床的特性有重大影響，隨著流化速度的增加，粉體體積膨脹，床體內(nèi)單位體積內(nèi)的顆粒密度降低。
5、流化床制粒工藝的工藝相關(guān)變量
進(jìn)風(fēng)溫度：較高的進(jìn)風(fēng)溫度將粘合劑溶劑迅速蒸發(fā)，會(huì)形成較小的易碎的顆粒。
流化床制粒工藝是一個(gè)復(fù)雜而精密的過程，需要對(duì)所有關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行精確的可重復(fù)性控制，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量。同時(shí)有效而可靠的工藝控制工具也是確保流化床制粒工藝成功的重要因素。
