一、概述
干法制粒机是一种通过纯物理压制将粉体原料转化为均匀颗粒的连续造粒设备，是现代固体制剂开发及特种粉体处理的高效解决方案。其价值在于从源头优化工艺链——在提升流动性、均匀性的同时，显著降本增效并满足严苛合规要求。
二、干法制粒过程
1、供料与预压：
混合均匀的干粉通过螺旋送料器(单螺杆或双螺杆)或振荡送料器被强制、连续、稳定地输送至两个反向旋转的压辊之间的咬合区。
送料速度可精确控制，确保物料连续、均匀地进入压辊间隙。
2、辊压成型：
物料进入两个高强度、高硬度(通常为工具钢或表面硬化处理)的压辊之间的狭窄间隙。
在强大的液压或伺服电机驱动的机械压力作用下(压力可达数十吨至数百吨)，物料被高度压缩。
粉末颗粒在巨大的压力下发生塑性变形和粒子间结合(范德华力、机械啮合、部分熔融再固化等)，形成致密、坚硬、连续的薄片状带。
压辊表面通常有特定的纹理(光滑、凹槽、花纹)或开有孔，以增加摩擦力，改善咬料，并影响薄片的密度和强度。
3、破碎与整粒：
压制成型的薄片带从压辊下方排出后，立即进入破碎整粒系统。
首先由一个预破碎装置(如粗碎辊、锤片)将大块薄片初步打碎。
然后物料进入旋转式整粒机。高速旋转的刀片或转子将物料强制通过特定孔径的筛网，切割成所需大小的颗粒。
筛网孔径和转子转速是控制最终颗粒粒度的关键参数。
三、核心组件详解：
1、供料系统：
类型：
水平/垂直螺旋送料器：单螺杆结构简单，双螺杆送料更均匀稳定，尤其适合难流动粉体。螺杆设计(螺距、螺棱形状)和转速可调。
振荡送料器： 通过振动使粉末均匀流动，适合非常轻或易架桥的粉末。但处理量相对较小，控制精度要求高。
功能： 确保粉末连续、稳定、无脉动地以可控的速率输送到压辊咬合区。供料速度必须与压辊转速精确匹配，避免供料不足(形成不完整薄片)或供料过剩(溢出或压力波动)。
2、辊压系统 ：
压辊 ：
材质： 高强度合金钢，表面经硬化处理(淬火、渗氮、镀硬铬)以抵抗磨损和腐蚀。
尺寸： 直径和宽度决定处理能力和压片面积。常见宽度从几十毫米到一米以上。
表面： 光滑(通用)、凹槽、花纹(提高薄片强度)、开孔(特殊应用，如产生预破碎颗粒)。
冷却： 压辊内部通常有冷却通道(通水或油)，防止物料因摩擦热熔融粘辊或降解(尤其热敏性物料)。
压力施加系统：
液压系统： 传统且主流。通过液压缸对压辊施加巨大且恒定的压力。压力可精确设定和显示。系统复杂，需维护液压油。
伺服电机驱动系统： 较新技术。通过伺服电机、滚珠丝杠/减速机构直接施加机械力。响应更快、控制更精准、能耗低、无油污染风险，维护更简单。
间隙调节： 可精确调节两压辊之间的最小间隙，直接影响薄片的厚度和密度。间隙通常在0.1 mm 到几毫米之间可调。
压辊转速： 可调，与送料速度联动，影响物料在压力下的停留时间和薄片密度。
3、破碎整粒系统：
预破碎装置： 快速将刚压出的连续薄片带打碎成小块，便于后续高效整粒。
整粒机：
类型： 多为旋转式整粒机。
转子： 装有刀片(锤击式、切割式)或凸起结构(挤压式)，高速旋转产生剪切和冲击力。
筛网： 可更换，不同孔径决定最终颗粒大小。筛网材质需耐磨。
控制： 转子转速可调，影响颗粒粒度和细粉量。
集成设计： 通常与辊压单元紧密集成，减少物料传输和粉尘。
4、机架与传动系统：
坚固的机架承载所有部件，抵抗巨大的压制力。
电机、减速器、齿轮/皮带传动系统驱动压辊和送料/破碎系统。
5、控制系统：
PLC + HMI触摸屏是标准配置。
监控与调节参数：
压辊压力(液压系统压力或伺服电机扭矩)。
压辊间隙。
压辊转速。
送料器速度/频率。
整粒机转子转速。
系统运行状态(电流、温度)。
数据记录：记录关键工艺参数(CPP)用于批记录和追溯。
配方管理：存储调用不同产品的工艺参数组合。
安全联锁：门开关、过载保护、紧急停止。
6、辅助系统：
真空除粉系统： 在关键部位(如压辊咬合区、整粒机入口/出口)设置吸尘口，连接中央除尘系统或自带过滤器，有效控制粉尘，改善操作环境，符合GMP。
润滑系统： 自动润滑轴承等关键运动部件。
在线监测： 部分设备可集成近红外探头监测颗粒水分或含量均匀性。
四、核心优势(相比于湿法制粒)：
1、无溶剂/粘合剂：
避免使用水或有机溶剂，省去昂贵的干燥工序。
消除溶剂残留风险，适合对水分/溶剂敏感的药物。
无需处理粘合剂溶液配制和添加的复杂性。
2、工艺流程短、效率高：
一步完成压片和整粒，连续化生产，效率高，易于集成到连续制造(CM)生产线。
设备启动、清洁、更换产品相对快速。
3、改善粉末性能：
显著提高粉体的流动性，利于后续压片或胶囊填充的剂量准确性和速度。
提高粉体的堆密度，减少体积，便于储存和运输。
改善含量均匀性，减少混合后的分离。
减少粉尘，改善操作环境，降低交叉污染风险。
4、节能环保：
省去干燥环节，能耗显著降低。
无溶剂废气、废水排放问题，更环保。
5、GMP合规性好：
密闭设计易于实现，粉尘控制效果好。
清洁验证相对简单(无粘合剂残留风险)。
