全自动胶囊充填机的结构与工作原理

1、1 全自动胶囊充填机全自动胶囊充填机 朱金山 2 内容内容 一、概述一、概述 二、结构与工作原理二、结构与工作原理 3 1.1全自动胶囊充填机的简介全自动胶囊充填机的简介 全自动胶囊充填机集机、电、气为一体，采用微电脑可 编程控制器，触摸面板操作，配备电子自动计数装置；具有 动作灵敏，充填剂量准确，操作方便等特点，能分别自动完 成胶囊的就位、分离、充填、锁紧等动作，有效减轻了劳动 强度，提高了生产效率，且能符合GMP规范要求。 根据国家医药管理局行业发展规划及GMP规范要求，今 后制药行业必须采用全自动胶囊充填机灌装药物。 4 1.2全自动胶囊充填机的现状全自动胶囊充填机的现状 目前国外的全自

2、动胶囊充填机主要有德国BOSCH的GKF机型，意 大利MG2公司的MG系列，美国Parke Davis公司的产品等；国产的 全自动胶囊充填机主要是仿制德国的GKF机型，最先进的是NJP系 列，但加工精度稍逊，以至国产胶囊充填机噪音大、稳定性差。 全自动胶囊充填机按其工作台运动形式分为间歇回转式（代 表是BOSCH的GKF型）和连续回转式（代表是MG2公司的MG系列）。 现国内多使用的是间歇式全自动胶囊充填机，故下面以其为例介 绍胶囊充填机的结构与工作原理。 5 1.3胶囊充填机工作流程胶囊充填机工作流程 空胶囊的排 序与定向 空胶囊体帽 分离 充填药物剔除废囊 闭合胶囊 出囊清洁 1.定向定向

3、排列工位排列工位：自贮囊斗来的杂乱空心 胶囊，经过定向排列装置，使胶囊都排列 成胶囊帽在上的状态，落入到主工作盘上 的囊板孔中。 2.体帽分离工位体帽分离工位：利用囊板上各孔径的微 小差异和真空抽力，使胶囊帽留在上囊板， 而胶囊体落入下囊板孔中。 3. 体体帽错位工位：帽错位工位：上囊板将连同胶囊帽移 开，使胶囊体上口置于计量充填装置的下 方，以便于充填药物。 4.计量充填工位计量充填工位：采用模板式计量或插管 式计量方式的方式将药物充填到下囊板的 胶囊体中。 5.剔除剔除废囊工位：废囊工位：将未分离开的空胶囊由 上囊板中剔除，使其不与装药的胶囊混合。 6.闭合闭合工位：工位：使上下囊板孔轴线

4、对位，利 用外加压力将胶囊帽与装药后的胶囊体闭 合。 7.出出料工位：料工位：将闭合后的胶囊从上下囊板 孔中顶出。 8.清洁清洁工位：工位：利用吸尘系统将上下囊板孔 中的药粉、碎胶囊皮等清除。 1.定向排列；定向排列；2 .体帽分离；体帽分离；3.体体 帽错位；帽错位；4.计量充填；计量充填；5.剔除废囊；剔除废囊； 6.闭合；闭合；7.出料；出料；8.清洁清洁 1.4胶囊充填工位示意图胶囊充填工位示意图 7 l 胶囊回转盘：有胶囊回转盘：有1212个工位，完成胶囊的排向、分离、闭合、排出等操作。个工位，完成胶囊的排向、分离、闭合、排出等操作。 l 粉剂回转盘：有粉剂回转盘：有6 6个工位，前

5、个工位，前5 5个工位经过个工位经过5 5次充填次充填5 5次压实，经第次压实，经第6 6工位将工位将 药粉填入囊体内。药粉填入囊体内。 胶囊充填工位示意图胶囊充填工位示意图 8 目的：为防止胶囊变 形，出厂的空心胶囊 均为体帽合一的空心 套合胶囊。使用前， 首先要对空心胶囊进 行定向排列，并将排 列好的胶囊落入囊座 模板的孔中，保证囊 帽在上、囊体在下， 为后续充填做好准备。 2.1空胶囊的排序与定向空胶囊的排序与定向 排序与定向排序与定向 9 落料器的上部与贮囊斗相通， 内部设有多个圆形孔道，每一孔道 下部均设有卡囊簧片。 工作时，落料器作上下往复滑 动，使空胶囊进入落料器的孔中， 并在重

6、力作用下下落。当落料器上 行时，卡囊簧片将一个胶囊卡住。 落料器下行时，簧片架产生旋转， 卡囊簧片松开胶囊，胶囊在重力作 用下由下部出口排出，进入定向滑 槽。 落料器上下往复滑动一次，每 一孔道只能完成一个胶囊的下落动 作；落料器上端应避免尖锐边缘， 以防止扎破胶囊。 空胶囊排序装置结构与工作原理空胶囊排序装置结构与工作原理 1.1.贮囊斗贮囊斗 2.2.落料器落料器 3.3.压囊爪压囊爪 4.4.压簧压簧 5.5.卡囊簧片卡囊簧片 6.6.簧片架簧片架 空胶囊的排序空胶囊的排序 10 空胶囊的定向空胶囊的定向 推爪始终作用在直径较小的胶囊体中部，随着推爪的运推爪始终作用在直径较小的胶囊体中部

7、，随着推爪的运 动，就发生了胶囊的调头运动，总是使胶囊体朝前被水平推动，就发生了胶囊的调头运动，总是使胶囊体朝前被水平推 到定向囊座的右边缘，垂直运动的压爪将胶囊再翻转到定向囊座的右边缘，垂直运动的压爪将胶囊再翻转9090度，度， 垂直地推入囊板孔中。垂直地推入囊板孔中。 定向原理：定向原理：1.1.推爪的推力点在囊体上；推爪的推力点在囊体上；2.2.滑槽的宽度滑槽的宽度 比囊帽的外径小比囊体的外径大，滑槽只对囊帽有卡紧作用，比囊帽的外径小比囊体的外径大，滑槽只对囊帽有卡紧作用， 与囊体不接触。与囊体不接触。 囊帽在上囊帽在上囊帽在下囊帽在下定向装置结构与原理定向装置结构与原理 11 2.2空

8、胶囊体帽分离空胶囊体帽分离 A 接通真空前的状态接通真空前的状态 B 接通真空后的接通真空后的 状态状态 拔囊装置结构与工作原理拔囊装置结构与工作原理 1.上囊板上囊板 2.下囊板下囊板 3.真空气体分配板真空气体分配板 4.已分离囊体已分离囊体 5.未分离胶囊未分离胶囊 6.真空管真空管 当空胶囊进入囊孔板后，真空气体分配板上升，其上当空胶囊进入囊孔板后，真空气体分配板上升，其上 表面与下囊板的下表面贴严。由于表面与下囊板的下表面贴严。由于上、下囊板台阶小孔的直上、下囊板台阶小孔的直 径分别小于囊帽与囊体的直径径分别小于囊帽与囊体的直径；当真空接通后，囊体被真空；当真空接通后，囊体被真空 吸

9、至下囊板孔中，上囊板模孔内的台阶挡住囊帽下行，空胶吸至下囊板孔中，上囊板模孔内的台阶挡住囊帽下行，空胶 囊体帽分离。囊体帽分离。 12 当空胶囊体、帽分离后，当空胶囊体、帽分离后，上、下囊板孔的上、下囊板孔的 轴线随即错开，轴线随即错开，药物定量充填装置即将定量药药物定量充填装置即将定量药 物充填于下方的胶囊体中，完成药物充填过程。物充填于下方的胶囊体中，完成药物充填过程。 药物定量充填装置的类型很多，常见的有：药物定量充填装置的类型很多，常见的有： （1）填塞式定量装置（）填塞式定量装置（粉末、颗粒充填粉末、颗粒充填） （2）间歇插管式定量装置（）间歇插管式定量装置（粉末、颗粒充填粉末、颗粒

10、充填） （3）活塞）活塞-滑块定量装置（滑块定量装置（颗粒、微丸充填颗粒、微丸充填） （4）真空定量装置（）真空定量装置（适用于各类型药物充填适用于各类型药物充填） 我公司使用我公司使用BOSCH的的GKF2000型、国产型、国产NJP- 2000B型全自动胶囊充填机均采用填塞式定量装置。型全自动胶囊充填机均采用填塞式定量装置。 2.3药物充填药物充填 af代表各组冲杆，在冲杆上升后的间歇时间内，药粉盒间歇回转一个代表各组冲杆，在冲杆上升后的间歇时间内，药粉盒间歇回转一个 角度，故定量盘模孔中的药粉就会依次被各组冲杆压实一次，当冲杆自模孔角度，故定量盘模孔中的药粉就会依次被各组冲杆压实一次，当

11、冲杆自模孔 抬起时，粉盒转动，定量盘上边的药粉会自动将模孔中剩余的空间填满。抬起时，粉盒转动，定量盘上边的药粉会自动将模孔中剩余的空间填满。 如此充填一次、压实一次，直到第如此充填一次、压实一次，直到第f次时，定量盘下方的托板在此处有一次时，定量盘下方的托板在此处有一 半圆缺口，第半圆缺口，第f组冲杆的位置最低，它将模孔中的药粉柱捅出定量盘，并使其组冲杆的位置最低，它将模孔中的药粉柱捅出定量盘，并使其 落入刚好停在下边的空胶囊体内，即完成一次充填工作。落入刚好停在下边的空胶囊体内，即完成一次充填工作。 利用刮粉器与定量盘之间的相对运动，将定量盘表面上的多余药粉刮除，保利用刮粉器与定量盘之间的相

12、对运动，将定量盘表面上的多余药粉刮除，保 证药粉柱的计量要求。证药粉柱的计量要求。 1.托板托板 ，2-定量盘（模板），定量盘（模板），3-冲杆，冲杆，4-粉盒圈，粉盒圈，5-刮粉器，刮粉器，6-上囊板，上囊板，7-下囊板下囊板 2.3.1填塞式定量法（模板定量装置）填塞式定量法（模板定量装置） 模板定量装置原理模板定量装置原理 14 填塞式定量法特点填塞式定量法特点 装量准确，误差可在装量准确，误差可在2%2%。 适用于流动性较好的药粉的充填。适用于流动性较好的药粉的充填。 通过调节冲杆的升降高度，可对药物充填的通过调节冲杆的升降高度，可对药物充填的 剂量进行微调。剂量进行微调。 15 2.

13、3.2间歇插管式定量间歇插管式定量 将空心计量管插入将空心计量管插入 药粉斗中，利用管内的药粉斗中，利用管内的 冲塞将药粉压紧，然后冲塞将药粉压紧，然后 计量管离开粉面，旋转计量管离开粉面，旋转 180180，冲塞下降，将管，冲塞下降，将管 内药料压入胶囊体中内药料压入胶囊体中 ， 完成药粉的充填过程。完成药粉的充填过程。 如意大利产的如意大利产的MG2MG2 胶囊填充机采用此种充胶囊填充机采用此种充 填方法。填方法。 间歇插管式定量装置结构与原理间歇插管式定量装置结构与原理 1.1.药粉斗药粉斗 2.2.冲杆冲杆 3.3.计量管计量管 4.4.囊体囊体 16 间歇插管式定量特点间歇插管式定量

14、特点 药粉斗中药粉高度及计量管中冲杆的冲程均药粉斗中药粉高度及计量管中冲杆的冲程均 可调节，这样可调整充填剂量。可调节，这样可调整充填剂量。 要求药粉有较好的流动性和一定的可压性，要求药粉有较好的流动性和一定的可压性， 以避免影响充填精度。以避免影响充填精度。 间歇式操作，由于在生产过程中要单独调整间歇式操作，由于在生产过程中要单独调整 各计量管，因而比较耗时。各计量管，因而比较耗时。 17 (a) (a) 药物定量药物定量 (b) (b) 药物充填药物充填 活塞活塞- -滑块定量装置的结构与工作原理滑块定量装置的结构与工作原理 1. 1.填料器填料器 2.2.定量活塞定量活塞 3.3.定量管

15、定量管 4.4.料斗料斗 5.5.物料高度调节板物料高度调节板 6.6.药物颗粒或微丸药物颗粒或微丸 7.7.滑块滑块 8.8.支管支管 9.9.胶囊体胶囊体 10.10.下囊板下囊板 2.3.3活塞活塞-滑块定量装置滑块定量装置 在料斗的下方有多个平行的定量管，每个管内均有一个可上下移动的在料斗的下方有多个平行的定量管，每个管内均有一个可上下移动的 定量活塞。在料斗与定量管之间设有可移动的滑块，滑块上开有圆孔；当滑定量活塞。在料斗与定量管之间设有可移动的滑块，滑块上开有圆孔；当滑 块移动并使圆孔位于料斗与定量管之间时，料斗中的物料流入定量管。随后块移动并使圆孔位于料斗与定量管之间时，料斗中的

16、物料流入定量管。随后 滑块移动，将料斗滑块移动，将料斗 与定量管隔开。与定量管隔开。 此时，定量活塞此时，定量活塞 下移到适当位置下移到适当位置 ，使药物经支管，使药物经支管 和专用通道填入和专用通道填入 胶囊体。胶囊体。 18 活塞活塞- -滑块定量装置特点滑块定量装置特点 通过调节定量活塞的上升位置，可控制药通过调节定量活塞的上升位置，可控制药 物的充填剂量。物的充填剂量。 适用于颗粒、微丸的充填，连续式装置设适用于颗粒、微丸的充填，连续式装置设 有多个料斗，可实现同一胶囊内多种物料的充有多个料斗，可实现同一胶囊内多种物料的充 填。填。 19 (a) (a) 取料过程取料过程 (b) (b

17、) 充填过程充填过程 真空定量装置工作原理示意真空定量装置工作原理示意 1. 1.切换装置切换装置 2. 2.定量管定量管 3. 3.料槽料槽 4. 4.定量活塞定量活塞 5. 5.尼龙过滤器尼龙过滤器 6. 6.下囊板下囊板 7. 7.胶囊体胶囊体 2.3.4真空定量装置真空定量装置 真空定量装置真空定量装置 是一种连续式药物是一种连续式药物 充填装置，其工作充填装置，其工作 原理是先利用真空原理是先利用真空 将药物吸入定量管，将药物吸入定量管， 然后再利用压缩空然后再利用压缩空 气将药物吹入胶囊气将药物吹入胶囊 体。体。 20 真空定量装置特点真空定量装置特点 适用于各类型药物的充填，最大

18、的优点在适用于各类型药物的充填，最大的优点在 于可单独填充药物，无需加入润滑剂。于可单独填充药物，无需加入润滑剂。 特别对于微丸的充填，由于采用真空吸料特别对于微丸的充填，由于采用真空吸料 充填，无任何机械活动部件，充填时对包衣膜充填，无任何机械活动部件，充填时对包衣膜 破坏性小，安全可靠。破坏性小，安全可靠。 21 2.4废囊剔除废囊剔除 在剔除工位上，一个可以上下往复运动在剔除工位上，一个可以上下往复运动 的顶杆架装置于上囊板和下囊板之间。的顶杆架装置于上囊板和下囊板之间。 当上、下囊板转动时，顶杆架停在下限当上、下囊板转动时，顶杆架停在下限 位置上，顶杆脱离开囊板孔。位置上，顶杆脱离开囊

19、板孔。 当囊板在此工位停位时，顶杆架上行，当囊板在此工位停位时，顶杆架上行， 安装在顶杆架上的顶杆插入到上囊板孔安装在顶杆架上的顶杆插入到上囊板孔 中。中。 若囊板孔中存有已拔开的胶囊帽时，若囊板孔中存有已拔开的胶囊帽时， 上行的顶杆对囊帽不产生影响；上行的顶杆对囊帽不产生影响； 若囊板孔中存有未拔开的空胶囊时，若囊板孔中存有未拔开的空胶囊时， 则被上行的顶杆顶出上囊板则被上行的顶杆顶出上囊板 ，并被压缩，并被压缩 空气吹入集囊袋中。空气吹入集囊袋中。 剔除装置结构与工作原理剔除装置结构与工作原理 1.下囊板下囊板 2.上囊板上囊板 3.胶囊帽胶囊帽 4.未拔开胶囊未拔开胶囊 5.顶杆顶杆 6.顶杆架顶杆架 个别空胶囊会因为某种原因而使体帽未分开，这些空胶囊未充填药物却一个别空胶囊会因为某种原因而使体帽未分开，这些空胶囊未充填药物却一 直滞留在上囊板孔中；未防止其混入成品中，应在胶囊闭合前将其剔除。直滞留在上囊板孔中；未防止其混入成品中，应在胶囊闭合前将其剔除。 22 闭合装置的结构与工作原理闭合装置的结构与工作原理 1-1-弹性压板弹性压板 2-2-上囊板上囊板 3-3-下囊板下囊板 4-4-顶杆顶杆 2.5胶囊闭合胶囊闭合 上、下囊板