压片机（用于片剂工艺研究的设备）
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更新时间：2023-05-23
压片机
用于片剂工艺研究的设备
压片机主要用于制药工业的片剂工艺研究。压片机将颗粒状物压制成直径不大于13mm的圆形、异形和带有文字、符号，图形片状物的自动连续生产设备。有些制药压片机在片剂压片时出现毛边和粉尘应配套筛片机同时进行除尘（两次以上），必须要满足GMP规范。
基本信息
| 中文名 | 压片机 |
| 外文名 | Tablet Press Machine |
| 分类 | 单冲式压片机 花篮式压片机 |
| 用途 | 制药工业的片剂工艺研究 |
定义
结构组成
将颗粒或粉状物料置于模孔内由冲头压制成片剂的机器称为压片机。
最早的压片机是由一副冲模组成，冲头作上下运动将颗粒状的物料压制成片状，这一机器称单冲压片机，以后发展成电动花篮式压片机。这两种压片机的工作原理仍然是以手工压模为基础的单向压片，即压片时下冲固定不动，仅上冲运动加压。这种压片的方式，由于上下受力不一致，造成片剂内部的密度不均匀，易产生裂片等问题。
针对单向压片机存在的这种缺点，一种旋转式多冲双向压片机开始诞生。这种压片机上下冲同时均匀地加压，使药物颗粒中的空气有充裕的时间逸出模孔，提高了片剂密度的均匀性，减少了裂片现象。除此以外，旋转式压片机还具有机器振动小、噪声低、耗能少、效率高和压片重量准确等优点。
旋转式压片机是由均布于转台的多副冲模按一定轨迹作圆周升降运动，通过压轮将颗粒状物料压制成片剂的机器。而冲杆随转台旋转的线速度≥60m/min的压片机称之为高速旋转压片机，这种高速旋转压片机具有强迫供料机构，机器由PLC控制，有自动调节压力、控制片重、剔除废片、打印数据、显示故障停机等功能，除能控制片重差异在一定的范围内以外，对缺角、松裂片等质量问题能自动鉴别并能剔除。
压片机所压的片形，最初多为扁圆形，以后发展为上下两面的浅圆弧形和深圆弧形，这是为了包衣的需要。随着异形压片机的发展，椭圆形、三角形、长圆形、方形、菱形、圆环形等片剂随之产生。另外，随着制剂的不断发展，因复方制剂、定时释放制剂的要求，而制成双层、三层、包芯等特殊的片剂，这些都需在特殊压片机上完成。
随着市场需求的发展，压片机的适用范围也越来越广，不再单纯的局限于压制中、西药片剂，更可以广泛的压制保健食品、兽药片剂，化工片剂：诸如樟脑丸卫生球、洗涤块、蓝精灵块、美术粉饼、农药片剂等，食品片剂：鸡精块、板蓝根块、神曲茶块、压缩饼干等。
压片机的工作过程
压片机的工作过程可以分为如下步骤：
1. 下冲的冲头部位（其工作位置朝上）由中模孔下端伸入中模孔中，封住中模孔底；
2. 利用加料器向中模孔中填充药物；
3. 上冲的冲头部位（其工作位置朝下）自中模孔上端落入中模孔，并下行一定行程，将药粉压制成片；
4. 上冲提升出孔。下冲上升将药片顶出中模孔，完成一次压片过程；
5. 下冲降到原位，准备下一次填充。
发展历史
压片机在欧美压片机出现的较早，有近百年的历史。而在国内到1949年，上海市的天祥华记铁工厂仿造成英国式33冲压片机；1951年，根据美国16冲压片机改制成国产18冲压片机，这是国内制造的最早制药机械；1957年，设计制造了ZP25-4型压片机；1960年，自行设计制造成功60-30型压片机，具有自动旋转、压片的功能，压制的品种有药片、糖片、钙片、咖啡片等。同年还设计制造了ZP33型、ZP19型压片机。
上世纪70年代开始上海第一制药机械厂（上海天祥的前身）和山东医疗器械厂作为压片机定点生产厂家大批生产ZP系列压片机。“七五”期间，航空航天部206所HZP26高速压片机研制成功。1980年，上海第一制药机械厂设计制造了ZP-21W型压片机，达到国际上世纪80年代初的先进水平，属国内首创产品。1987年，引进联邦德国Fette公司微机控制技术，设计制造了P3100-37型旋转式压片机，具有自动控制片剂重量、压力、自动数片、自动剔除废片等功能，封闭结构严密、净化程度达到GMP要求。1997年，上海天祥健台制药机械有限公司研发了ZP100系列旋转式压片机、GZPK100系列高速旋转式压片机。
进入21世纪，随着GMP认证的深入，完全符合GMP的ZP系列旋转式压片机相继出现：上海的ZP35A、山东聊城的ZP35D等。高速旋转式压片机在产量、压力信号采集、剔废等技术上有了长足的发展，最高产量一般都大于300,000片/小时，最大预压力20kN，最大主压力80kN或100kN以上。譬如，北京国药龙立科技有限公司的GZPLS-620系列高速旋转式压片机、上海天祥健台制药机械有限公司的GZPK3000系列高速旋转式压片机、北京航空制造工程研究所的PG50系列高速旋转式压片机等。
随着制造加工工艺水平、自动化控制技术的提高以及压片机使用厂家各种不同的特殊需求，各种特殊用途的压片机也相继出现。譬如，实验室用ZP5旋转式压片机、用于干粉压片的干粉旋转式压片机、用于火药片剂的防爆型ZPYG51系列旋转式压片机等。
发展现状
国内
1. 压片机规格众多、数量大。压片机是我国生产历史最久的制药装备，也是出口最早、产量最大的。可压制圆形片、刻字片、异型片、双层片、多层片、环型片、包芯片等片型。压片机制造商的数量、品种规格、产量均居世界首位。
2. 这几年压片机制造企业开始重视产品质量，奉信“以质取胜”的经营理念，开发的压片机产品具有操作简单、清理方便快捷的特点，特别是更换品种时，清场迅速方便。
压片机
国外
我们与国外发达国家的压片机与压片技术的差距还在扩大，高速高产、密闭性、模块化、自动化、规模化及先进的检测技术是国外压片机技术最主要的发展方向。先进的压片机基本在欧美，如德国FETTE、KORSCH，英国MANESTY，比利时COURTOY，美国STOKES等。其产品自动化程度高，符合FDA要求及21CFRPART11的要求。
1. 高速高产量。高速高产量是压片机生产厂商多年以来始终追求的目标，主要的压片机厂商都已拥有每小时产量达到100万片的压片机。Courtoy公司生产的ModulD型压片机最高产量达107万片/h；Fette公司生产的4090i型压片机最高产量达150万片/h。其产量远远高于国内压片机的产量，国内压片机要在速度产量上赶上超过国外，需要在压片机设计创新、加工工艺、自动控制等方面有长足的发展。
2. 压片工艺环节的密闭性及人流、物流的隔离。国外的压片机输入输出的密闭性非常好，尽可能地减少交叉污染。压片用的颗粒通过密闭的料桶及密闭输送系统进入料斗，压片过程中采取有效地手段防止粉尘飞扬和颗粒分层，压好的片剂通过筛片、片中检测、金属探测等进入包装工序，整个过程相当密闭。而国内大多数压片机压片过程是敞开的，或者是没有完全密闭，断裂的工序致使压片间粉尘飞扬。
3. 在位清洗。CIP（在位清洗）压片机，使得用户设备使用成本大大降低。改善压片机的清洗功能，除了设计上充分考虑各个部分清洗之外，压片机的清洗功能是强调可拆卸性，只有方便而快速拆卸，才能保证清洗的彻底性。
4. 电子记录和电子签名在压片机上的应用。1997年8月20日，FDA颁发的21CFR11第6部分“电子记录、电子签名（ER/ES）的有关条例规定开始生效。对电子签名和电子记录而言，本条例是强制执行的，此项条例的目的在于，可以为药业及食品的产品加工过程中引入电子技术而提供便利。其可以提供适用而又实用的指导方针，阐述如何通过电子形式来完成过去以书面形式完成的任务。
电子记录指的是诸如文本、图形、数据、音频、图示或其他通过计算机系统所创建、修改、维持、存档、调取或分配的数字形式的信息表达之间的任意组合。电子签名指的是由个人执行、采用或授权，并经过计算机数据编译的任意一个或一系列符号，这些符合与个人手写签名具有同等的法律效力。
压片机
5. 与整条生产线连接的控制技术。把一台压片机能够连接到一条生产线中，德国和英国的压片机都具有这种功能。它具有开始、结束以及转速调节功能。利用这一选项功能，可以可靠地、自动地与生产线的其它设备，例如筛片、吸尘、检测、输送、桶装等连接在一起，同步完成药片的压制生产任务。
同时，在外部设备上也采用了不同的监测手段，提供了很高的安全可靠性能。利用在线检测仪可以为压制的药片清除毛刺、飞边，清除粉尘；吸尘监控功能是利用流量监控仪定期地对吸气管中指定位置的吸气压力进行检测。连续地对设定值和实测值进行比较，若检测仪在吸气管中10s中内没有检测到吸气压力（没有流量）时，压片机即发出故障报警提示并停止运行。这一功能最大程度地保障了生产的可靠性，能够连续清除药片压制生产过程中的粉尘。与整条片剂生产线连接的控制技术是片剂生产控制新技术，是今后的发展趋势。这种技术在国内也刚刚起步。
6. 远程监测和远程诊断系统。随着网络、宽带网、虚拟等计算机高新技术的迅速发展，设备远程监测和远程诊断技术也日益兴起。计算机控制的压片机开始在药厂广泛应用，使得远程监测和远程诊断技术在压片机行业有了用武之地。国外发达国家先进的压片机上已普遍具备远程监测和远程诊断功能。
建立这种系统也是为了实现技术支持中心（服务方）与压片机使用方（用户）通过互联网进行网络对话，使服务方可以在异地通过互联网了解用户压片机出现的故障所在，以及压片机在执行指令的工作状态，进而对压片机的故障进行判断并提出可行的解决方案。
通过压片机远程监测和远程诊断系统的建立，可以实时排除故障，大大提高了压片机生产厂商的售后服务响应能力和速度，同时也提高了企业的经济效益。压片机远程监测和远程诊断系统应包括人员的配备、网络的建设、硬件设施、软件的选择等，分别来完成故障的监测、分析、反馈、下达及实时解决服务这些过程，以保证整个系统的有效运行。
总结
当前国外压片机技术发展的方向是向智能化、柔性化、精密化以及符合GMP的要求，产品高新技术含量不断提升，机械、气、液、光、磁等一体的自动化技术、数控技术、传感器技术、新材料技术等在压片机上得到广泛的应用。
国内的压片机设计、生产制造水平近几年得到了长足的发展，但与国外压片机相比还有很大的差距，国产压片机发展任重而道远，还需要我们不断地努力。
近几年来，随着药厂GMP改造的深入，压片机生产也发展到了一个前所未有的水平，据中国制药行业装备协会的最新统计，2003年全国旋转式压片机的销售量已达1627台，比2002年同比增长9%，生产的厂家多达31家，高速压片机销售量176台，比2002年同比增长16%，产品品种多达40多种，压片机规格众多、数量大。压片机虽然是我国生产历史最久的的制药装备，以及出口最早、产量最大的制药装备、据不完全统计：我国压片机制造商近40家，产量近2000台/年，产品规格多达60个，可压制圆形片、刻字片、异性片、双层片、多层片、环形片、包芯片等片型。压片机制造商的数量、品种规格、产量居世界首位，是不争的事实。压片机适用于制药、食品、煤炭、化工、冶金、建材、耐材等行业。可将各类型干湿粉末状颗粒状物料压制成圆形片或特殊形状。
工作原理
1. 冲和模：冲和模是压片机的基本部件，如图14-7(a)所示，每副冲模由上冲、中模、下冲3个部件构成。上、下冲的结构相似，其冲头直径也相等，上、下冲的冲头和中模的模孔相配合，可以在中模孔中自由上下滑动，但不会存在可以泄漏药粉的间隙。冲模加工尺寸为统一标准尺寸，具有互换性。冲模的规格以冲头直径或中模孔径来表示，一般为5.5-12mm，每0.5mm为一种规格，共有14种规格。
冲头和冲模在压片过程中受的压力很大，常用轴承钢（如crl5等）制作，并热处理以提高其硬度。
冲头的类型很多，冲头的形状决定于药片所需的形状。按冲模结构形状可划分为圆形、异形（包括多边形及曲线形）；冲头断面的形状有平面形、斜边形、浅凹形、深凹形及综合形等。平面形、斜边形冲头用于压制扁平的圆柱体状片剂，浅凹形用于压制双凸面片剂，深凹形主要用于压制包衣片剂的芯片，综合形主要用于压制异形片形。为了便于识别及服用药品。在冲模端面上也可以刻制出药品名称、剂量及纵横的线条等标志。压制不同剂量的片剂，应选择大小适宜的冲模。
2. 压片机的工作过程
压片机的工作过程可以分为如下步骤：
①下冲的冲头部位（其工作位置朝上）由中模孔下端伸入中模孔中，封住中模孔底；
②利用加科器向中模孔中填充药物；
③上冲的冲头部位（其工作位置朝下）自中模孔上端落入中模孔，并下行一定行程，将药粉压制成片；
④上冲提升出孔，下冲上升将药片顶出中模孔，完成一次压片过程；
⑤下冲降到原位，准备下一次填充。
3. 压片机制片原理
①剂量的控制。各种片剂有不同的剂量要求，大的剂量调节是通过选择不同冲头直径的冲模来实现的，如有直径6mm、8mm、11.5mm、12mm等冲头。在选定冲模尺寸之后，微小的剂量调节是通过调节下冲伸入中模孔的深度，从而改变封底后的中模孔的实际长度，调节模孔中药物的填充体积。因此，在压片机上应具有调节下冲在模孔中的原始位置的机构，以满足剂量调节要求。由于不同批号的药粉配制总有比容的差异，这种调节功能是十分必要的。
在剂量控制中，加料器的动作原理也有相当的影响，比如颗粒药物是靠自重，自由滚落入中模孔中时，其装填情况较为疏松。如果采用多次强迫性境入方式时，模孔中将会填入较多药物，装填情况则较为密实。
