连续制粒线真空泵站的改造研究应用

韩旭光，戢兵，吴中意，刘新邦，林耿旭

（汤臣倍健股份有限公司，广东 珠海 519040）

连续制粒线也称为连续气流混产线，是具有将2种或2种以上的粉末按照工艺配方要求进行连续混合功能的自动化设备。该产线属于一种全程密闭式自动混料系统，特别适合在制药、食品、化工等行业中使用，可以杜绝混合过程中的人员、产品与环境之间的交叉污染风险。目前该产线在我司主要应用于片剂线产品（氨糖软骨素或多维等片剂产品）的前面物料混合工序，因该设备具有混合均匀度良好，稳定性好，混合的批量生产量大，全程按照设定好的配方进行无需人工参与的自动混合等特点可与后段生产压片，包衣等设备组线，实现全程自动化与无人化生产，有效地提升产线整体效率并极大程度减轻作业人员劳动强度。该整套设备完全符合药品生产的GMP要求，是理想的片剂生产线物料混合的自动化设备，在药品、食品等物料混合的领域，未来将有很大的发展空间。

1 改造前真空泵站工作方式

在改造前状况：

在实施改进之前，还需要针对连续制粒线运行的辅助设备系统——真空泵站（物料输送采用负压方式输送，因此真空泵站为连续制粒线物料输送提供动力）的具体工作方式加以了解，这样才能够让后续的整改更加具有针对性。所以，在改造之前，就需要了解到内容如下：

真空泵站系统主要由真空泵组、冷却水箱、负压储气罐、隔断真空泵与负压储气罐单向阀、冷却水进水，补水系统、冷却系统、电气控制系统等部分组成。工作时，由连续线内包系统控制，当系统切换到自动运行模式时，通过安装在负压储气罐上的压力传感器反馈模拟量信号控制真空泵的启停动作，当压力传感器反馈信号低于设定值时，负压储气罐内负压不足，真空泵启动运行。通过与冷却水箱连接的水管，将冷却水进入真空泵泵头内，通过叶轮高速旋转将进入叶轮内的冷却水通过离心作用甩至泵壳形成一个水环，环的内表面与叶轮轮毂相切。由于泵壳与叶轮不同心，右半轮毂与水环间的进气空间逐渐扩大，从而形成真空，经过机械式的单向阀与负压储气罐通过不锈钢管道相连，将真空泵所产生的负压储存在负压储气罐内。当负压储气罐内的负压经过传感器转换的模拟量反馈到PLC内达到程序设定值后，真空泵停止运行，单向阀通过弹簧进行复位，此时将负压储气罐与真空泵进行隔断，形成两端压力平衡的状态。改造之前的真空泵站（图1）结构为：（1）负压储气罐连接内包端的管道高度低于连接真空泵端高度。（2）隔断真空泵与负压储气罐使用的是机械式的单向阀，复位是通过安装在单向阀阀杆上的弹簧进行复位。虽然该整体结构在前期生产的时候，可以满足提供负压的功能，但是在实际的生产跟踪过程中，发现有的时候单向阀复位的弹簧因长期压缩展开动作导致弹簧断裂或弹力变小，而无法及时将单向阀进行复位。因负压储气罐通过管道与真空泵相连，负压储气罐内的负压会通过没有完全封好的单向阀位置形成反吸的现象。该现象发生时，会将冷却水箱内的水反吸到负压储气罐内，多次反吸后当负压储气罐内储存的水位高于连接内包端管道位置的时候，反吸的冷却水会经过管道进入内包段，发生冷却水倒灌异常，并且该异常不能被及时发现，一旦该异常发生后并没有被发现，现场操作人员按照正常操作步骤，开启真空管道与罐体之间的隔断阀门进行材料输送，倒灌在真空管道内的水会直接进入存放材料的罐体内，造成罐体内的材料直接被真空泵冷却水污染，导致大批量物料报废，给公司带来极大的成本浪费。所以，在连续制粒线真空泵站没有进行改造之前，这样的管道连接方式以及控制方式，很容易造成极大的物料浪费的不必要的损失，这样不仅会影响到给客户交货的纳期，让客户对于产品感觉到失望，同时，对于企业自身而言，也会带来极大的损失。因此，还需要积极探寻有效的解决路径，来实现对于连续制粒线真空泵站的合理改进。

图1

2 连续制粒线真空泵站改进方法

为了能够满足各个方面提出的要求，杜绝真空泵站冷却水倒灌的发生，就需要针对连续制粒线真空泵站进行对应的改造。在本次改造中选择真空泵站防冷却水倒灌以及无检测反馈报警等改进方法，利用这一种方式的选择，就能够满足生产的实际需求，同时也能够避免给公司带来极大的物料报废的损失。

改进后：根据讨论与现场跟踪确认，通过调整在负压储气罐上的管道连接布局以及将原来的机械式单向阀更换位带信号反馈蝶阀结构（见图2），连接内包端管道在负压储气罐最顶端，连接真空泵的管道设置在罐体的下面，在隔断真空泵与连接负压储气罐与真空泵之间将原来的机械式的单向阀更换位气动蝶阀，并在蝶阀后面增加信号反馈。经过极限测试，如发生倒灌后，在负压储气罐内水位超过连接真空泵端的管道后，罐体内的水会在真空泵运行的时候被反吸回到冷却水箱内，保持罐体内的水位不会超过该连接管道的高度，并且将隔断蝶阀人为设置故障后，可通过连接在蝶阀后面的信号及时反馈PLC进行警报提示与切断程序运行，可有效的避免异常发生时不能及时发现而导致异常扩大，造成物料报废的极大的成本浪费。将原来的运转过程无针对性异常反馈改善成带反馈控制的控制过程，实时监控设备运转情况，避免异常的扩大发生，通过如上的改善，实现杜绝真空泵站冷却水倒灌导致物料报废目的。针对改进之后的真空泵站进行了解，对于其在连续制粒线之中的应用也能够产生良好的推动作用，不仅可以满足生产的需求，同时，也能彻底杜绝冷却水倒灌导致的材料报废的异常发生，对于今后连续制粒线真空泵站的应用也可以奠定良好的基础条件。

图2

3 结语

总之，随着时代的不断发展与进步，现阶段各种自动化设备得到广泛的应用，并且对自动化设备的自动化程度与智能化程度的要求也在逐渐的提高。就目前的实际情况分析来看，在药品与保健品行业连续制粒线的应用已经成为比较常见的研究话题。所以，在连续制粒线的真空泵站的改造就成为需要重点思考的问题。但是因为在改善之前存在冷却水倒灌的安全隐患。所以，就需要积极的进行改造，选择合理的方式来进行处理与推进。改善后试做生产以及进行极限测试，未出现过冷却水倒灌的异常，彻底解决连续制粒线生产过程中真空泵站冷却水倒灌的异常发生，改善有效。