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流化床技术在制药工业的应用
发布日期:2015-02-02      浏览次数:4664
  流化床又称沸腾床,流化床技术在我国制药工业的应用应回溯到上世纪80年代,从原先的流化床干燥发展到流化床混合、流化床包衣、流化床制粒(丸)和流化床粉碎等方面的应用,在制剂应用方面由原先的固体制剂发展到其它制剂,特别在制粒干燥方面上作出了杰出的贡献。可以说,流化床技术为我国制药工业的发展意义重大,流化床赋予物料呈现的流态化性能会延伸出更多的应用,而今人们有必要把这一经典的技术发扬光大。本文从流化床的基本概念入手,分析和比较了流化床在制药工业应用的现状,也阐述了几种流化床设备的特点,同时憧憬了流化床技术的发展和应用前景。
  
  1流化床的基本概念
  
  1.1流化现象的概念
  
  在一个设备中,将颗粒物料堆放在分布板上,当气体由设备下部通入床层,随气流速度加大到某种程度,固体颗粒在床层上产沸腾状态,这状态称流态化,而这床层也称流化床。采用这样方法辅于其它技术可完成物料的干燥、制粒、混合、包衣和粉碎等功能。
  
  由于固体颗粒物料的不同特性,以及床层和气流速度等因素不同,床层可存在3种形态V<VmfV≥VmfVmf<V<VtV≥Vt
  
  死床流化床流化床
  
  (1)*阶段(固定床),当流体速度较低时,在床层中固体颗粒虽与流体相接触,但固体颗粒的相应位置不发生变化,这时固定颗粒的状态为固定床;
  
  (2)第二阶段(流化床),当固定床阶段的流体流速逐渐增加到某一点时,固体颗粒就会产生相互间的位置移动,若再增加流体速度,而床层的压力损失保持不变,固体颗粒在床层就会产生不规则的运动,这时的床层就处于流态化;
  
  (3)第三阶段(气流输送),当流体流速大于固体颗粒的沉降速度时,这时固体颗粒就不能继续停留在容器内,而被气流带出容器。
  
  对制药工业应用来说,干燥、制粒、混合、包衣等是利用第二阶段运行的,对粉碎则可利用第二阶段与第三阶段而工程运行的。
  
  1.2聚式流态化的概念
  
  流态化又有散式和聚式之分,而一般流化床所遇到的大都数均是聚式流态化。在聚式流态化出,固体颗粒不是以单个的形式出现,而是以颗粒团的形式出现。流态化技术在制药工业运用时,一般固体颗粒和流体密度相差较大(如热空气、惰性气体的密度很小)。在实际运用中,工艺参数和设备设计不当易造成“沟流”和“腾涌”现象。
  
  沟流腾涌
  
  (1)“沟流”,在流体通入固定床层时,由于各种原因使流体在床层中分布不均匀,使床层的局部地方产生短路,使相当多的流体通过短路流过床层。若产生“沟流”,对流化床干燥设备来说,会使干燥介质与被干燥物料接触不良,干燥效果降低。
  
  (2)“腾涌”,当流化床内颗粒大小分布不均匀、气体通过分布极不均匀以及流化床的高度与直径比较大因素时,会使床层内部气泡汇合长大,直至气泡直径大到接近于床层内径时,固体颗粒在床内形成活塞向上运动,颗粒会向上抛出很高,小颗粒被气流所夹带,大颗粒然后纷纷落下。如此循环,也会使固体颗粒与干燥介质流体接触不良,干燥效果降低。
  
  2流化床技术及设备在制药工业应用的现状分析
  
  流化床技术zui早应用于干燥工业是1948年在美国建立多尔-奥列弗固体流化装置,而我国是在1958年以后开始应用流化床技术,首先是在食盐工业上应用,继后被广泛应用于化肥、颜料、塑料、制药等方面,其中,其真正应用在制药工业是在1980年以后,那时只应用在固体制剂的干燥。而今流化床技术在制药工业已从单纯的流化床干燥发展到流化床包衣、流化床制丸、流化床混合及流化床粉碎,特别是近年所延伸至包衣、制粒(丸)功能,新功能与原传统的制剂工艺相比体现出更多的优势。

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