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流化床又稱(chēng)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(shuō),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的流態(tài)化性能會(huì )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)應用的現狀,也闡述了幾種流化床設備的特點(diǎn),同時(shí)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流化現象的概念
在一個(gè)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(chēng)流態(tài)化,而這床層也稱(chēng)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(shí),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(shí)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(diǎn)時(shí),固體顆粒就會(huì )產(chǎn)生相互間的位置移動(dòng),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(huì )產(chǎn)生不規則的運動(dòng),這時(shí)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(shí),這時(shí)固體顆粒就不能繼續停留在容器內,而被氣流帶出容器。
對制藥工業(yè)應用來(lái)說(shuō),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(gè)的形式出現,而是以顆粒團的形式出現。流態(tài)化技術(shù)在制藥工業(yè)運用時(shí),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?。?。在實(shí)際運用中,工藝參數和設備設計不當易造成“溝流"和“騰涌"現象。
溝流騰涌
?。?)“溝流",在流體通入固定床層時(shí),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(guò)短路流過(guò)床層。若產(chǎn)生“溝流",對流化床干燥設備來(lái)說(shuō),會(huì )使干燥介質(zhì)與被干燥物料接觸不良,干燥效果降低。
?。?)“騰涌",當流化床內顆粒大小分布不均勻、氣體通過(guò)分布極不均勻以及流化床的高度與直徑比較大因素時(shí),會(huì )使床層內部氣泡匯合長(cháng)大,直至氣泡直徑大到接近于床層內徑時(shí),固體顆粒在床內形成活塞向上運動(dòng),顆粒會(huì )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(huì )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)應用的現狀分析
流化床技術(shù)最早應用于干燥工業(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(kāi)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(shí)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,新功能與原傳統的制劑工藝相比體現出更多的優(yōu)勢。
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