關(guān)鍵詞：料斗混合機(jī)；混合；特點；應(yīng)用意義
在制藥工業(yè)生產(chǎn)中，凡涉及到粉體類藥物大都離不開混合設(shè)備，國內(nèi)應(yīng)用于制藥工業(yè)的混合設(shè)備品種繁多，主要有一維、二維、三維運(yùn)動混合機(jī)以及V型、雙重圓錐、行星錐形等混合機(jī)，其各有特點。然而，應(yīng)用于制藥工業(yè)這一特殊領(lǐng)域的混合設(shè)備有其要求，既要能達(dá)到混合均勻度、一定生產(chǎn)規(guī)模及相應(yīng)工藝要求，又要能達(dá)到有效控制粉塵、清洗和消毒（滅菌）。在前提及的眾多混合設(shè)備似乎總有一些難以完全滿足這些要求之地方，料斗式混合機(jī)的問世將彌補(bǔ)眾多混合設(shè)備存在的遺憾，它集大都混合設(shè)備的特點于一體，目前被***制藥工業(yè)混合工序所推宗的設(shè)備。本文從料斗混合機(jī)的原理入手，分析了其特點，同時探討了其應(yīng)用意義，目的是能讓制藥工業(yè)應(yīng)用混合設(shè)備者有所理解。

料斗混合機(jī)的基本原理與特性

1.1料斗混合機(jī)的組成與工作原理

料斗 混合機(jī)(圖1)由機(jī)座、帶料斗的回轉(zhuǎn)體、傳動機(jī)構(gòu)、制動機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)以及電氣光控制系統(tǒng)等組成。
工作時，先將方錐形料斗推入回轉(zhuǎn)體內(nèi)，此時傳感系統(tǒng)就能自動將帶料斗的回轉(zhuǎn)體提升到工作位，并自動夾持與鎖上，當(dāng)壓力傳感器檢測到鎖止完成后，傳動機(jī)構(gòu)就帶動帶料斗的回轉(zhuǎn)體作上下翻動回轉(zhuǎn)的混合工作。其間回轉(zhuǎn)的混合工作可按設(shè)定時間與回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速進(jìn)行動作。當(dāng)運(yùn)行達(dá)到設(shè)定的時間后，帶動帶料斗的回轉(zhuǎn)體就會在起始原位狀停止，完成混合，制動機(jī)構(gòu)將執(zhí)行回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)制動。此時，提升機(jī)構(gòu)會自動將回轉(zhuǎn)體內(nèi)的混合料斗下降到位，并自動停止整機(jī)工作，爾后操作人員可推出混合料斗到相應(yīng)工位。

1.2料斗混合機(jī)的混合原理

混合是減少組分非均勻性的過程，混合以對流混合為主，其粒子由一個空間位置向另一個空間位置的運(yùn)動，或兩種以上組分在相互占有的空間內(nèi)發(fā)生運(yùn)動，以期達(dá)到各組分的均布。從粉體混合機(jī)理可知，粉體混合一般可分為三種基本運(yùn)動：一是對流混合，粉粒之間相對產(chǎn)生上下、左右移動；二是擴(kuò)散混合，粉粒擴(kuò)散到新出現(xiàn)的粉體面上；三是剪切混合，粉體形成滑移面。但是，混合過程中發(fā)生的對流、擴(kuò)散、剪切三種混合運(yùn)動不可能在各自的區(qū)域獨(dú)立起作用，而是隨著混合的進(jìn)行而同時出現(xiàn)。
料斗混合機(jī)具備了三維運(yùn)動混合機(jī)的許多特性，料斗混合機(jī)原理：一是與其它回轉(zhuǎn)混合一樣，利用料斗回轉(zhuǎn)，使物料產(chǎn)生上下翻轉(zhuǎn)、放大縮小、左右摻雜作用達(dá)到均勻混合效果，即對流、擴(kuò)散二個混合運(yùn)動；二是利用料斗的翻轉(zhuǎn)軸線（料斗方柱橫斷通過對邊中點的中心線）與回轉(zhuǎn)軸線（左右臂軸）成30°夾角，當(dāng)回轉(zhuǎn)時物料能沿料斗壁面作切向運(yùn)動，能達(dá)到剪切混合的效果，使得混合產(chǎn)生更強(qiáng)烈的作用。該二方面的混合效果疊加，使每個質(zhì)點運(yùn)動軌跡復(fù)雜而各異，隨時改變了所處位置，達(dá)到了很高的混合效果。

1.3料斗混合機(jī)的基本特性

⑴，裝料系數(shù)為50-80%；
⑵混合時間一般設(shè)在20min之內(nèi)，因達(dá)到比較好混合狀態(tài)后要向反方向變化即出現(xiàn)偏析（或叫反混合），而混合與偏析“一正一反”同時進(jìn)行，當(dāng)兩者處于平衡狀態(tài)時，加長混合時間對提高混合均勻度起不到顯著作用。
⑶料斗混合機(jī)主軸轉(zhuǎn)速設(shè)定在臨界轉(zhuǎn)速的80%以下，以防止料斗中離心場過大，減緩物料在混合過程中的相對運(yùn)動速度。
⑷料斗的翻轉(zhuǎn)軸線（料斗方柱橫斷通過對邊中點的中心線）與回轉(zhuǎn)軸線（左右臂軸）成30°夾角，目的為了在回轉(zhuǎn)過程中加強(qiáng)物料在料斗中剪切混合效果。
⑸混合效果還與粉粒粒徑范圍、粒徑均分布性、顆粒間結(jié)合力、流動性安息角、物料含水率、物料差異性大小、物料磨損性等指標(biāo)有關(guān)。

淺析料斗混合機(jī)的特點

HLD系列料斗混合機(jī)集混合、提升和智能控制于一體，其特點：
⑴在眾多混合機(jī)設(shè)備中，采用PLC控制的機(jī)型很少見，而本公司料斗混合機(jī)采用PLC控制，菜單中含有常用藥廠工藝要求的操作程序，也可按工藝要求設(shè)定時間、轉(zhuǎn)速等工藝參數(shù)，來完成混合工藝。所有完整數(shù)據(jù)既可記憶和自動打印，能滿足制藥工藝所要求的可追溯性；
⑵由于料斗混合機(jī)采用PLC控制，其工序顯示、調(diào)節(jié)、監(jiān)視、警示等多項功能能使機(jī)器達(dá)到智能化控制；
⑶料斗混合機(jī)靈敏傳感技術(shù)，能有效保證確保料斗對位、提升鎖止、停車制動、料斗停轉(zhuǎn)對位等操作。同時，提升機(jī)構(gòu)采用雙絲桿提升結(jié)構(gòu)，依靠電動回轉(zhuǎn)，傳統(tǒng)絲桿的機(jī)械自鎖結(jié)構(gòu)有效地保證了鎖止。另外，主回轉(zhuǎn)軸采柔性軸聯(lián)，既可靠、方便、簡潔，又能使回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)更靈活，無卡滯現(xiàn)象；
⑷料斗混合機(jī)的傳感控制系統(tǒng)設(shè)有紅外線安全隔離裝置，控制上還設(shè)有工作指示、安全指示及急停鍵，以確保生產(chǎn)安全；
⑸一臺料斗混合機(jī)能配置多種規(guī)格、不同容積的混合料斗，能滿足大批量、多品種的混合要求；
⑹由于方錐形料斗內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，能方便拋光加工，精制后的料斗與物料直接接觸能達(dá)到結(jié)構(gòu)無盲區(qū)、出料無殘留以及清洗消毒(滅菌)方便；
⑺料斗混合機(jī)很方便與物料輸送設(shè)備配套使用，組成**的工藝流程。也由于料斗能做到密閉式混合和輸送，故實現(xiàn)無塵生產(chǎn)的可行混合設(shè)備及總混的設(shè)備；
⑻方錐形料斗外形能方便疊加堆放，不需類似其它混合設(shè)備所需多個盛放粉體的周轉(zhuǎn)桶，減少了儲桶與清洗消毒桶體的區(qū)域，也減輕了勞動強(qiáng)度。

料斗混合機(jī)的應(yīng)用意義

HLD系列料斗混合機(jī)既傳承其它混合設(shè)備的優(yōu)點，又彌補(bǔ)了其它混合設(shè)備的不足之處。同時，料斗混合機(jī)集混合、提升、周轉(zhuǎn)桶、可控制性以及可靠消毒等功能于一體，這在眾多混合設(shè)備中所難覓的。同樣，料斗混合機(jī)很適宜在制藥工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，無論是無菌生產(chǎn)還是非無菌生產(chǎn)皆宜，特別是料斗混合機(jī)將為現(xiàn)代化制藥生產(chǎn)的實施奠定了基礎(chǔ)。因而，料斗混合機(jī)與其它混合設(shè)備相比其應(yīng)用意義更大。

3.1料斗混合機(jī)提高生產(chǎn)率的意義

在其它混合機(jī)設(shè)備使用時，混合后的粉體需要有一個個周轉(zhuǎn)桶盛放并運(yùn)輸?shù)较碌拦ば?，由于每批總混合量較大，所需周轉(zhuǎn)桶很多，由于諸如壓片和充填等設(shè)備運(yùn)行消耗物料較慢，大量周轉(zhuǎn)桶給中間庫和車間帶來較大的壓力?；谥苻D(zhuǎn)桶多，運(yùn)輸量和運(yùn)輸路線增加，操作人員的勞動強(qiáng)度也增大，物料的多次倒出或加入引起生產(chǎn)效率低。此外，由于桶多、蓋多引起的儲存和管理也不容易。
然而，料斗混合機(jī)中方錐形料斗的可卸性，其料斗本身便是一個周轉(zhuǎn)桶，也再不需配置其它周轉(zhuǎn)桶，依靠手推或提升機(jī)就能很方便地運(yùn)輸?shù)较碌拦ば颍行У乜朔鲜霾煌晟浦?，提高了生產(chǎn)率。

3.2料斗混合機(jī)克服粉塵與多次轉(zhuǎn)序的意義

同樣，由于其它混合機(jī)設(shè)備使用時需把混合的粉體分裝在一個個周轉(zhuǎn)桶內(nèi)，隨后又要傾倒入下道工序設(shè)備中，這些裝入倒出等過程均會造成粉塵的飛揚(yáng)，污染場地、設(shè)備、操作人員等，對空氣凈化、環(huán)境衛(wèi)生、人員健康也極為不利。同時，生產(chǎn)場所及生產(chǎn)設(shè)備也不易清潔，凈化系統(tǒng)過濾裝置極易堵塞或損壞造成過濾效果不良，凈化級別降低。同時，從料斗裝入周轉(zhuǎn)桶的過程，將多了一次轉(zhuǎn)序的過程，其交叉污染的機(jī)遇增大，對藥品質(zhì)量不利。
然而，料斗混合機(jī)中的料斗為移動式，將所需混合物料全部裝入這一料斗內(nèi)，再把料斗移至料斗混合機(jī)的回轉(zhuǎn)體上進(jìn)行總混合，然后再將料斗移出，推送后道工序設(shè)備上加料。這一過程僅有一個料斗，一次進(jìn)料，一次出料，既可做到封閉式物料輸送、防止粉塵飛出、減少產(chǎn)品損失、避免交叉污染、不會造成人員的健康，達(dá)到文明生產(chǎn)的要求。

3.3料斗混合機(jī)可靠清洗消毒(滅菌) 的意義

在其它混合機(jī)設(shè)備使用時，常會遇到與物料直接接接料斗不可拆卸的問題，料斗不可拆卸將會引起料斗能否徹底清洗和有效消毒（滅菌）的問題。然而，其它混合機(jī)設(shè)備對非無菌生產(chǎn)來說，容器內(nèi)部清洗手工還是能基本達(dá)到清洗驗證要求的，并采用加入酒精來消毒方法也是可行的，但對無菌生產(chǎn)來說，此法是有違工藝要求。問題的癥結(jié)在哪里呢？出在混合料斗的不可拆與不能有效滅菌上，藥品生產(chǎn)驗證指南（2003）一書中指出：“無菌原料生產(chǎn)設(shè)備清洗中漂洗檢測項目中，不溶性微粒為大于10μm和小于25μm的不溶性微?？刂圃?0個/ml以下，且無大于25μm的不溶性微粒。”關(guān)鍵一點是：“無菌原料藥生產(chǎn)工藝中所使用的設(shè)備是直接接觸藥品的，在生產(chǎn)前對它們進(jìn)行滅菌通常是用蒸汽在線進(jìn)行滅菌其內(nèi)部，再用福爾馬林噴霧方法與環(huán)境一起將設(shè)備的外表滅菌。”這就對混合料斗提出了至少能完全方便拆卸清洗的要求。同樣，無菌環(huán)境使用混合設(shè)備的至關(guān)重要的要求就是清洗后的滅菌，如用其它混合機(jī)設(shè)備，其料斗的不可拆卸決定了料斗內(nèi)部不能徹底有效滅菌。
同時，其它混合機(jī)設(shè)備需數(shù)量較多的周轉(zhuǎn)桶，桶一般為手工清洗，數(shù)量一多和層層堆放易疏忽，使周轉(zhuǎn)桶清洗不干凈。另外一方面，周轉(zhuǎn)桶內(nèi)水滴不易擦凈，如干燥不徹底會造成藥物吸潮，影響藥品質(zhì)量。
然而，料斗混合機(jī)的料斗能與整機(jī)分離，其本身又是周轉(zhuǎn)桶，同時每批數(shù)量1個，單獨(dú)卸下的料斗極易手工和消毒（滅菌），而且能對內(nèi)外表面與每個角落有效漂洗，也可放入滅菌箱內(nèi)滅菌。此外，對固體制劑生產(chǎn)來說，可放至料斗清洗設(shè)備內(nèi)清洗和消毒烘干。因此，此種可拆卸料斗結(jié)構(gòu)的混合機(jī)能有效保證清洗和消毒的驗證，從而進(jìn)一步提高了藥品生產(chǎn)的質(zhì)量。

3.4料斗混合機(jī)控制參數(shù)可記錄性的意義

在傳統(tǒng)其它混合設(shè)備中，其控制只有簡單的控制，對許多混合參數(shù)不能設(shè)定、不能完善顯示、不能記憶及不能打印，這對驗證帶來諸多不便。從事制藥行業(yè)人士均知《藥品生產(chǎn)驗證指南》03版與00版文獻(xiàn)的區(qū)別之一便是強(qiáng)調(diào)穩(wěn)定性和重演性，它凸顯了cGMP可說明性和可追溯性的要求。在具體混合參數(shù)中，如混合時間、速度、批次、生產(chǎn)時間及操作人員等項都要有量化的可靠記錄。試想，傳統(tǒng)其它混合設(shè)備簡單控制能對每批混合參數(shù)能有可靠詳實的記錄嗎? 實在的回答只能是粗略的記錄，而不能詳實，更談不上對每批混合工藝的重演。
其采用PLC控制系統(tǒng)，全部操作可根據(jù)用戶設(shè)定的程序參數(shù)自動完成，也可按工藝要求設(shè)定時間、轉(zhuǎn)速等工藝參數(shù)，來完成混合工藝，并所有完整數(shù)據(jù)既可記憶和自動打印，原始記錄真實可靠，符合cGMP所要求可說明性和可追溯性。

小結(jié)

本文從料斗混合機(jī)的原理入手，分析了其特點，同時探討了其應(yīng)用意義，目的是能讓制藥工業(yè)應(yīng)用混合設(shè)備者有所理解、有所推進(jìn)與有所應(yīng)用。而常州市一步干燥設(shè)備有限公司研發(fā)的HLD系列料斗混合機(jī)，是結(jié)合國情、吸取同類設(shè)備長處及摒棄了繁瑣系統(tǒng)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，一改液壓提升為絲桿提升，有效防止漏油現(xiàn)象。本公司HLD系列料斗混合機(jī)經(jīng)山東坂倒井股份有限公司等使用，反映良好。
可以說料斗混合機(jī)問世將完美地體現(xiàn)了制藥文明生產(chǎn)的內(nèi)含，其能減少轉(zhuǎn)序克服交叉污染也是考察一個制藥生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)代程度的一個標(biāo)志。

參考文獻(xiàn)：
1.程耀鈊，中間周轉(zhuǎn)大容積料斗及料斗混合機(jī)，制藥裝備實施GMP新技術(shù)新產(chǎn)品信息文集，
中國制藥裝備行業(yè)協(xié)會，2001
2.國家食品藥品監(jiān)督管理局，藥品生產(chǎn)驗證指南（2003），化學(xué)工業(yè)出版社，2003
3.田耀華，（料斗式混合機(jī)+提升加料機(jī)+料斗清洗機(jī)）組合的特點與意義，中國制藥裝備雜志，總13輯，05/8