浅谈螺杆分装机的装量影响因素及应对策略

黎文聪 张联豪

（1.海南通用三洋药业有限公司；2.康芝药业股份有限公司）

分装机作为粉针剂生产中最为关键的设备之一，是把控分装装量命脉的设备，同时也是把控粉针制剂产品质量最关键的设备。螺杆分装机是利用伺服电机控制螺杆的间歇旋转将药粉装入瓶内，从而达到精确的定量分装目的。其分装原理实质是按体积定量的将药粉旋转至玻璃瓶中。和气流分装机相比，螺杆分装机无需净化的压缩空气及真空泵等附属设备，再者它具有调节范围大，原料损失小等优点，所以正逐步被应用于粉针生产中，并且应用越来越广。

螺杆分装机影响装量的因素：

1、药粉的物理性质：

①是药粉的流动性。流动性好的药粉易于分装，装量好且差异小。流动性差的药粉，则不易于分装，装量也不好，差异大。但流动性过于大的药粉，也不易于分装。因流动性太好，顺着螺杆的空隙向外漏等，并且开起机器来，漏粉现象严重影响装量。

②药粉的比容。比容小体积大的药粉，不易分装，装量差异大。相反比容大体积小的药粉，则易分装，装量差异小。因螺杆分装机是按体积进行分装装量控制的，因此比容的影响很大。

③所使用的药粉是否是单一的药粉。此方面也涉及到比容。如混粉混的均一，则易于分装，装量差异小。若是混的不均匀，将影响装量。

2、螺杆的安装：螺杆的安装位置是影响装量的重要因素。螺杆的末端应与下粉杯（喇叭口）出口平行。螺杆偏上或偏下，分装装量都会有一定的影响。螺杆装的偏上，容易造成装量的波动大，超出控制的标准；螺杆装得偏下，短期内可能不会造成装量的波动，但是时间长了容易堵粉，造成装量的慢慢变化，而且螺杆装得偏下还有造成螺杆与下粉嘴摩擦产生金属屑的可能，影响药品质量。

3、下粉嘴的选择：下粉嘴的孔径太小，则容易造成药粉压缩比太大，药粉出来瞬间喷粉，药粉有可能会洒落在玻璃瓶以外，同时，高压缩比的药粉还会引起堵粉（堵下粉嘴），致使装量不稳。下粉嘴的孔径太大，收不住药粉，药粉不停歇的漏下来，起不到作用。一般可按下列系数选择，流动性好的粉体取小值，流动性差的粉体取大值。

d1：d2=0.7～0.9

其中，d1——下粉咀出口直径；d2——螺杆外径

4、搅拌的频率：对于流动性好的药粉来说，搅拌频率的大小的影响可能不大，但是对于流动性一般甚至是较差的药粉来说，搅拌的频率直接会影响视粉罩粉位的保证，从而会影响分装过程的装量，搅拌越快，视粉罩各处的粉位越均匀，装量相对会更稳定。

5、视粉罩粉位的控制：对于松散且流动性好的粉体，粉斗料位应控制在中高位，即粉斗高度的1/2～2/3；对于蓬松、有粘性、流动性差的粉体，粉斗料位控制在中低位，即粉斗高度的1/2～1/3。

6、螺杆的选择：理论上说螺杆的螺距越小，则装量相对于越好。但由于药粉物理性质的影响，螺距越小，压缩比越高，越容易造成堵粉，装量差异反而更大。同时，堵粉意味着需要重新拆机装机，这一风险对无菌产品的无菌保障来说也是一个致命的伤害，所以选择螺杆时既需要考虑保证产品的装量，同时还需要考虑适当的螺距来保持一定的压缩比，做到既保证装量，也保证不堵粉。对于一般粉体而言，选择螺距为8一10mm的螺杆最为适宜。

提高螺杆装量精度的途径与方法

1、加大粉体密度，使其视比重趋于均一

众所周知，螺杆式计量装置是以容积为计量单位，然后换算成重量单位而进行分装的，只有加大单位容积的密度，才能提高分装速度；只有粉体的视比重趋于均一，装量才能准，尤其是流动性差，压缩比较大、视比重差异较大而又有粘性的粉体，其效果更为明显。

2、比较常见的加大粉体密度后螺杆的设计方法

①将螺杆外圆设计成圆锥圆柱组合式等距螺杆（如下图所示），其优点在于螺杆越往螺杆末端药粉的压缩比越高，高压缩比可以获得更准确的装量，该螺杆适用于流动性一般的药粉装量稳定性的提高。

②将螺杆底径设计成六棱柱型。由于底径呈六棱柱型，在分装过程中粉体不但受到撞击，且其容积与速度不停地变化，使流动性差、吸湿性较大、且有粘性的粉体不易结成团粒，保证分装的顺利进行。

③通过选用“双头（螺旋）”或“多头（螺旋）”螺杆（如下图所示）来实现装量的稳定，根据经验，比例为5：1，尤其是对那些螺距相对外圆直径而言，其比值较大时，设计成双头或者多头很有必要。该种结构的螺杆可以在确保速度和装量精度的综合要求下，提高其装量范围。

3、减小棚架

所谓棚架，就是在分装过程中，螺杆停转的瞬间，下粉咀处所呈现的外凸或内凹的粉体，对流动性差的粉体，棚架对装量精度影响更为明显。

常见的减小棚架的方法

①将螺杆的尾部制成双头或多

②将下粉嘴孔径做成倒角式的

③尽量减薄下粉咀出口处的厚度，尤其对于流动性差且有粘性的粉体，其效果更为明显。

④合理选择下粉咀出口直径。

⑤将下粉咀制成带分割刀样式

结语

螺杆分装机在粉针分装领域里面日益重要，应用越来越广泛，随着螺杆分装机的使用的日益广泛，问题也越来越多，技术也越来越成熟，本文通过对螺杆分装机的基本原理的介绍、影响分装装量波动因素及应对策略的分析汇总，为解决粉针分装过程的装量波动，提高分装装量稳定性提供建议和改进措施。