粉劑的定量控制

文/ Anke Geipel-Kern

新型重力定量配料裝置在完成充填和進料控制時更加柔和、精確，而且不會發生物料混淆，這使得定量給料變得非常簡單——然而事實并非如此。在制藥、食品和化學工業領域中，要找到一套合適的定量配料系統仍然是一項艱巨的挑戰，因為流程工藝過程中的許多參數都會對定量配料過程和結果造成影響。現在，尋找高效、可靠、安全和經濟的定量配料最佳解決方案的工作已經結束。

散裝物料的計量控制是一項非常復雜的任務：被稱量的粉狀原材料會因堆積而變得致密黏連，而且還會增加吸濕性。它們之所以會黏結在一起，是因為其中摻雜著異質性或磨蝕性物質。如果想要精準、可靠地完成粉末原材料的定量配料任務，就必須克服許多挑戰。這些挑戰從熟悉粉末原材料的性質開始——是粉塵性的、易黏連的、流動性差的，還是其他性質的——不同性質的粉末原材料有著不同的處理方法。即便是同一種粉末，在不同的環境中也會呈現不同的特性，例如，在不同的溫度條件下它們的體積會有所不同。

散裝物料在生產加工過程中常被“倒入”不同的容器中。在制藥、食品和化學工業領域中，這種“倒入”粉末原材料的工作可視為家常便飯。為了進一步地處理和運輸散裝物料，就需將它們裝配到可移動的桶、瓶或者其他小容器中。在灌裝工序中，這些容器都停靠在固定的計量設備處——打開充填裝置（一般是某種漏斗）開始將向目標容器中灌裝。

找出潛在問題

時至今日，制藥企業、食品生產企業和化工企業仍然面臨著散裝物料的定量配料這項挑戰：灌裝過程極易中斷，粉狀顆粒物四處散落，有時還會有一些敏感性很高的粉末原材料會發生破損，導致散裝物料的定量配料結果出現錯誤。對企業來講，這不僅是一件煩惱而且還會蒙受巨大的經濟損失：一次次地糾正定量配料結果需要付出更多的人力物力。而迄今為止，市場中還沒有出現合適的優化解決方案也是人們不滿意的重要原因之一。

功能一覽

模塊化和個性化配置

Müller流程工藝技術公司研發生產的定量配料系統由以下幾個模塊組成：

● 封閉裝置（如復式封閉閥）的接口模塊，以確保可靠地對接、分離或者封閉；

● 產品入口帶有用于進料或預加料的裝置（如回轉閥）；

● 電動或氣動驅動配料裝置的定量控制單元，驅動裝置由專門設計的MDC控制器控制；

● 吸氣單元在于平衡散裝物料下落時的氣體壓力，吸走散裝物料下落時產生的粉塵顆粒，如有必要還可確保與室內大氣壓的壓力平衡；

● 容器接口單元，用于確保定量配料機構與目標容器之間的防塵連接；

● 容器封閉裝置，用于封閉已經灌裝好的目標容器；

● 固定的機體（取決于對接模塊、滑道模塊、計量裝置和吸氣裝置）；

● 針對不同客戶專門設計的氣動和電動控制單元，氣動系統和氣動管路；

● 控制面板，用于輸入過程參數、顯示定量配料全過程；

● 稱重單元，將數據傳輸到計量單元的控制器中；

● 容器輸送單元，用于將容器送出灌裝設備；

● 輸送單元，可連接于企業現有的內部物流系統中，作為選件，可以輕松地運送各種容器，并能根據實際需要設計成垂直輸送或水平輸送裝置。

Müller流程工藝技術公司勇敢地直面這一挑戰，并為解決這一難題提供了自己的解決方案：重力式定量配料裝置確保了始終如一的計量質量，為客戶帶來了看得見的“優化改進”。這種定量配料設備能夠非常輕柔、精確地完成散裝物料的定量灌裝工作，并且在這一過程中不會發生物料混淆的情況。這種重量很輕的定量配料系統只需要一名操作人員，就能在很短的時間里完成生產線上的安裝和拆卸，僅需使用設備自帶的快速夾緊和松開的緊固件即可完成工作任務。

定量配料裝置的成功研發源于瑞士Ormalingen市Lobotech工程技術公司多年來積累的專業技術知識和創新精神。2018年，德國Rheinfelden市的Müller公司接管了這家瑞士公司和公司中的關鍵人士。從那時起，Müller公司就開始對定量配料系統進行優化改進，并納入到自身的產品目錄中。

最佳的產品組合設計

Müller公司是一家設計、生產和制造不銹鋼容器、系統元器件、移動式和固定式裝卸設備，以及密封容器的企業。該公司研發生產的這些產品可以按照不同的方式進行組合使用。因此，客戶可以利用標準化的組件、部件為自己量身定制一套完整的系統。以解決方案為主導的產品設計結合自動化的批量生產和傳統的手工工藝，確保了高精度的不銹鋼產品生產加工。

Müller公司能夠在散裝物料運輸容器和客戶設備的裝卸系統之間找到最佳的產品組合設計方案，包括帶有蓋子的桶、帶有塞子的桶、雙層壁的容器、瓶子、圓形和矩形的集裝容器（IBCs），最大容量為3 000 L，并帶有提升裝置、旋轉裝置和傾倒裝置。根據客戶的不同控制要求，在運輸容器和生產線之間的重要過渡環節，Müller公司都能提供滿足用戶要求的解決方案。可以說，定量配料的新產品也豐富、擴展了Müller公司原有的產品。Müller公司定量配料設備生產經理Benjamin Asal強調說：“這一產品能夠幫助客戶有目的地優化改進自己的生產工藝流程。新的定量配料系統工作起來更加可靠、高效，可以與我們研發生產的混合攪拌設備、升降設備、MCV控制閥門以及不同的容器協同工作。這樣一來，就可以對各個單獨的生產過程進行統一的控制和監控了。”

精確且安全可靠

Müller公司將這一定量配料解決方案命名為MDS-L。“這一名稱正是Müller定量配料系統的英文縮寫。利用這一定量配料系統可以完成大批量散裝物料的定量投料和計量控制，最大批量可以達到千克級別，定量配料的控制精度則可以達到克的精度等級。MDS-L定量配料設備還可以配用職業暴露等級OEB 5級的安全型外殼，避免操作者、生產環境受到污染和交叉污染。因此，隔離服完全可以閑置放在壁櫥中。這一系統提供了足夠的職業安全保護，因為它沒有能夠引起操作者受傷害的運動部件。”Benjamin Asal解釋道。

優化了拆裝和清潔時間

定量配料單元和其定量配料元器件是這一設備系統的真正核心。定量配料的元器件由符合美國食品藥品監督管理局（FDA）標準的硅樹脂材料制造而成，并且同時滿足Ex易燃、易爆安全防護技術規范的要求、具有很好的耐腐蝕性能和免維護性能。用途廣泛，計量控制精度極高，灌裝輸送過程十分柔和。所采用的專利保護技術是傳統管夾閥技術無法比擬的，因為管夾閥技術常常會夾住甚至損傷被輸送的散裝物料。其采用的密封保持氣缸有2個唇形密封圈，以確保灌裝過程中不會損害散裝物料的產品質量。

定量配料系統中沒有可以活動的計量元件、密封件或者軸承類的零部件，因此工作時的磨損量很小，能夠很容易地從生產線上拆卸下來并且易于清理，這些都會對客戶的運營成本產生積極的影響。在計量有毒、有害的散裝物料時可以使用一次性的防護襯里。這種防護襯里的使用也非常方便，并能很好地保護計量元器件，延長其使用壽命。

Müller公司開發的MDS-L定量配料技術裝備幾乎適用于各種粉狀、粒狀和片狀散裝物料，而且不論它們的流動性、吸濕性、黏連性、球形度、磨蝕性、滲透性、重量大小如何，是否有毒有害。

所有過程均受到監控且始終處于可見狀態

為了安全、可靠和高效地操作使用這一定量配料系統，Müller公司為這一設備配備了現代化的控制面板和設計精巧的控制軟件。定量配料設備的工作運行情況和定量配料過程都可以顯示在這一控制面板上。因此，操作者就可以更加直觀地控制定量配料過程了。控制系統會向操作者提供許多有用的信息：上游的生產操作過程是否已經結束（如集裝容器是否已經放置在升降設備上并已經鎖緊）；是否可以確認開始下游工序（如MCV閥門已經打開）。除了提供設備操作狀態和定量配料過程狀態的數據信息外，MDS-L還可以提供設備維護保養方面的信息（如定時更換濾芯或者到了維護保養周期）。

在生產準備部門的幫助下，可以很方便地調用原來保存的定量配料配方，從而有效地處理各個訂單和生產批次。

當將MDS-L定量配料設備與Müller公司的其他設備組合使用時（如與升降設備、MCV控制閥、散裝物料供應和輸出解決方案等配套使用），這些設備的工作進程也會顯示在定量配料設備的顯示器中。所使用的接口技術保證了這些設備的相互協調，并且很好地詮釋了流程工藝技術領域中的希冀——“一切設備均來自于一家企業”。Müller公司的產品體現了一切為客戶服務的理念。

一起應對未來的挑戰

Müller公司通過對定量配料設備的投資，與客戶建立了長期可靠的合作伙伴關系。對充滿活力的Müller公司而言，用戶的福祉才是最重要的。設備調試期間的操作技術培訓專為用戶需求而設計，包括了計量參數的初始化設置等相關課程。Müller流程工藝技術公司是Müller集團旗下的一個子公司。這家家族式企業的歷史可以追溯到120年前，在其漫長的發展壯大過程中，集團始終以用戶為主導，以最高的現代化技術水平堅持為客戶開發成熟的產品和解決方案。與Müller集團合作過的客戶能夠深刻體會到自己正在與一個強大而獨立并能為客戶提供未來型產品和解決方案的投資伙伴合作。