I/Tổng quan về máy tạo hạt ướt

 Máy được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp bào chế dược phẩm, thực phẩm, các sản phẩm từ sữa và các ngành hóa chất v.v, là một thiết bị công nghệ được sử dụng phổ biến trong dây chuyền sản xuất, như sản xuất các loại hạt ướt: viên nén, viên nang, và các loại hạt nhỏ, với nhiều chức năng khác nhau như trộn và tạo hạt.

Nguyên lý hoạt động:

Nguyên liệu được đưa vào trong bể tạo hạt thông qua máy nạp chân không cấp liệu hoặc máy trục nâng cấp liệu, dưới tác dụng của lực ly tâm từ máy khuấy trộn, khí nén thông qua chất kết dính của hệ thống cung cấp chất lỏng đi vào súng phun, đồng thời dao cắt quay với tốc độ cao, vật liệu trong bể được liên kết thành các hạt rỗng, sau khi quá trình tạo hạt kết thúc, sẽ chuyển sang công đoạn tiếp theo (dập viên hoặc sấy khô).

Đặc điểm cấu tạo:

• Bộ phận máy chính ứng dụng nguyên lý thiết kế tiên tiến nhất của công ty LABORTECNIC, bể nguyên liệu có cấu trúc hình nón.
• Bể có đường kính lớn, giúp hiệu quả dập viên được tốt hơn và đồng đều hơn, đảm bảo khả năng tái tạo của nguyên liệu được tin cậy hơn.
• Khoảng cách giữa bể và máy khuấy trộn được điều chỉnh trong phạm vi 1,5m, nguyên liệu dưới đáy bể sẽ không còn tồn dư lại.
• Máy được trang bị hệ thống điều khiển điểm cuối để đảm bảo khả năng tái tạo hạt.
• Máy sử dụng kết hợp giữa phớt khí và phớt cơ khí, đồng thời được trang bị thiết bị đo áp suất giới hạn trên và giới hạn dưới của phớt khí.
• Toàn bộ máy được trang bị hệ thống làm sạch WIP tiên tiến
• Đạt các tiêu chuẩn sản xuất của FDA / cGMP

II/ Giới thiệu chức năng chính

 2.1  Bể nguyên liệu và nắp

• Bể chứa nguyên liệu có hình trụ/hình nón, và chu vi đáy được thiết kế theo vòng cung tròn, để đảm bảo dòng chảy cho thành phẩm cũng như tránh được mọi góc chết.
• Nắp trên của bể chứa nguyên liệu có thể được mở bằng tay, và có thể tự động khóa lại, đảm bảo nắp luôn ở vị trí mở trong quá trình vận hành.
• Con dấu kín giữa nắp và bể nguyên liệu sử dụng vòng đệm silicon giãn nở, dễ dàng cho việc tháo rời để vệ sinh và bảo trì thiết bị.
• Bể nguyên liệu và nắp là cấu tạo một tầng.
• Thiết kế của bể nguyên liệu và nắp là thiết kế chống cháy nổ 2 bar.
• Các đầu nối dưới đây được lắp đặt tại nắp bể:
• Hai đầu nối tháo nắp nhanh được sử dụng cho đầu súng phun hoặc bể, hay các bộ phận khác, bao gồm cả nắp bích.
• Đầu nối cấp liệu chân không được sử dụng để lắp đặt bộ lọc cấp liệu chân không loại mới, hoặc đầu nối cấp liệu trục nâng, và để lắp đặt van bướm khí nén (tác dụng đơn), được sử dụng để kết nối với đầu ra của máy cấp liệu trục nâng.
• Đầu nối bổ sung được cung cấp cho vòi phun WIP và cổng cấp liệu, hoặc cho các thiết bị hỗ trợ khác, bao gồm những thiết bị có trong các tùy chọn liên quan.

   2.2  Súng phun cấp liệu

• Súng được sử dụng để đưa vào thêm chất kết dính khi không có yêu cầu đặc biệt, súng có thể cấp dung dịch lỏng với tốc dộ nhanh, súng phun có hiển thị thang đo.

   2.3  Tay chèo khuấy trộn

• Tay chèo khuấy trộn ở vị trí 35°so với bể chứa nguyên liệu, điều này giúp đảm bảo trộn đều và quá trình tạo hạt được diễn ra liên tục.
• Động cơ của tay chèo khuấy trộn và bánh răng 90° đều được đặt phía dưới bể nguyên liệu bên trong thiết bị, tốc độ của động cơ có thể được điều chỉnh bằng bộ điều chỉnh biến tần vô cấp, bộ điều khiển biến tần được lắp đặt bên trong tủ điều khiển tốc độ thực tế và mô- men xoắn tương đối của động cơ (% dữ liệu hiển thị) được hiển thị trên màn hình điều khiển.
• Sử dụng điều kiện/ dữ liệu trên để điều khiển khởi động cho công đoạn tiếp theo, cũng như kết thúc quá trình trục chính điều khiển tay chèo khuấy trộn với con dấu không dầu.
• Với hệ thống thanh lọc không khí ngăn chặn rò rỉ nguyên liệu tại khu vực kín khít, giúp ngăn ngừa được bất cứ sự nhiễm chéo nào trong quá trình vận hành.
• Với cấu tạo máy nghiền chuyên dụng, có thể nâng tay chèo khuấy trộn lên độ cao 50mm, giúp thuận tiện cho việc kiểm tra sau quá trình vệ sinh thiết bị.

 2.4  Dao cắt

• Thiết kế tiêu chuẩn của thiết bị trang bị một bộ dao lưỡi kép chữ C, được cố định trên trục quay đầu ra của dao cắt bằng bu lông sau khi giao nhau trực tiếp, và được lắp đặt ở mặt bên của bể nguyên liệu.
• Động cơ của dao cắt được lắp đặt ở mặt bên của bể nguyên liệu, vỏ được chế tạo bằng chất liệu inox. Thiết bị tiêu chuẩn là một động cơ điều chỉnh tần số.
• Trục chính của dao cắt là con dấu không dầu. Các vòng bi tự động bôi trơn. Cùng với hệ thống thanh lọc không khí ngăn chặn rò rỉ trong khu vực kín khít phía sau dao cắt nguyên liệu.

2.5  Thiết bị xả liệu

• Van xả liệu khí nén được lắp đặt ở điểm thấp nhất của bể chứa vật liệu, có thể làm trống nguyên liệu một cách hiệu quả.
• Giữa cửa van và thành bên trong bể nguyên liệu được bịt kín bằng vòng đệm silicon có dạng chữ O.
• Qúa trình xả liệu sản phẩm được thực hiện thông qua chuyển động của tay chèo khuấy trộn.
• Van xả liệu được giữ ở trạng thái mở trong suốt quá trình xả, tốc độ xả liệu có thể được điều chỉnh thủ công.
• Van và xi lanh khí nén được lắp đặt trên bộ phận máy chính, và nắp trên có thể được mở ra để kiểm tra trong khi nén lại.
• Phần trên cùng của thiết bị xả liệu tiêu chuẩn gồm có một đầu nối để đáp ứng yêu cầu làm sạch WIP.

2.6  Gía đỡ thiết bị

• Các bộ phận thiết bị được lắp đặt bên trong và bên ngoài khung chính được làm từ inox. Bao gồm tất cả các ống dẫn khí nén, các cửa van liên quan và tất cả các bộ phận driver đều được lắp đặt trên giá đỡ.
• Giá đỡ có cấu tạo khung kín.
• Cửa kiểm tra được đặt ở vị trí tốt nhất để thuận tiện cho việc vào trong tiến hành bảo trì bảo dưỡng.
• Trên giá đỡ được trang bị đầy đủ các cổng kết nối tiện ích cơ bản.

   2.7  Hệ thống điều khiển

• Hệ thống điều khiển sử dụng PLC và giao diện điều khiển người- máy.
• Bảng điều khiển màn hình phẳng được lắp đặt bên trong khu vực sản xuất, đạt tiêu chuẩn GMP về sản xuất thuốc.

2.7.1 Đặc điểm

• Có giao diện tự động để đáp ứng điều khiển lưu trình công nghệ.
• Cấp liệu, trộn, phun và xả liệu được chia thành ba bước ( với tốc độ tối thiểu, vừa và tối đa).
• Có thể lưu trữ 40 lập trình cài đặt tham số kỹ thuật.
• Hệ thống điều khiển cung cấp một hệ thống quản lý các lập trình cài đặt. Bao gồm một biên tập viên. Việc quản lý phải được thực hiện bởi người dùng. Sử dụng hệ thống bảo mật cấp 7 với các quyền khác nhau (khách truy cập, trợ lý, nhân viên thao tác, trưởng ca, dược sĩ, nhân viên bảo trì và quản trị viên) có thể theo dõi điều chỉnh thông số kỹ thuật tối thiểu/tối đa.
• Chỉ báo cảnh báo và thông số kỹ thuật được cài đặt từ trước có thể trì hoãn thời gian báo động. Tất cả các cảnh báo đều được thể hiện dưới dạng văn bản đơn thuần.
• Hướng dẫn vận hành: Người vận hành chỉ có thể kích hoạt chức năng khi tất cả các điều kiện cần thiết được đáp ứng và trạng thái của máy cho phép. Thông tin hướng dẫn vận hành chi tiết, cửa sổ quan sát sẽ cho người vận hành biết lý do mà một chức năng nào đó không thể được kích hoạt cũng như những điều kiện cần thiết nào bị thiếu. Tính năng này giúp giảm thiểu đáng kể các lỗi vận hành và thời gian đào tạo để người vận hành thành thục các thao tác.

    2.7.2 Thông số kỹ thuật

2.7.2.1 Thao tác trên màn hình điều khiển, với vỏ ngoài được làm bằng inox, có nút dừng khẩn cấp

2.7.2.2 Màn hình thao tác thuộc màn hình màu phẳng cảm ứng 10,4 inch

   2.7.3 Tủ điện điều khiển

Tủ điều khiển hệ thống điện được lắp đặt trong khu vực chống cháy nổ,  bao gồm các bộ phận sau:

• Tất cả các phân chia nguồn điện đầu vào, công tắc và rơle.
• Bộ điều khiển quá trình logic, bộ điều khiển quá trình đầu vào và đầu ra kỹ thuật số, được nối hoàn toàn với thiết bị đầu cuối.
• Điện áp 380V AC và bộ điều chỉnh chuyển đổi tần số nguồn DC tích hợp, cáp đi vào từ phía dưới cùng của tủ, khí được xả ra bên ngoài.

2.7.4  Bộ điều khiển quá trình logic（PLC）

• PLC của Siemens, với bộ xử lý trung tâm PCU.

2.7.5  Phần mềm

Các tham số điều khiển được chia thành hai nhóm:

• Thông số của máy không có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sản xuất và sản phẩm (ví dụ: áp suất khi bít kín)
• Các thông số công nghệ có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sản xuất và sản phẩm (ví dụ: tốc độ của tay chèo máy khuấy trộn)

Tóm lại, có 4 loại thông số kỹ thuật như sau:

• Giá trị cài đặt: điểm đặt thiết bị hoặc thông số quy trình sản xuất
• Giá trị thực tế: biểu thị giá trị đo thực tế
• Điểm chuyển mạch: Điểm chuyển mạch được sử dụng để dừng quá trình sản xuất
• Tối thiểu/tối đa: Giới hạn (tối thiểu hoặc tối đa) cho các tham số công nghệ

Đặc điểm các tính năng của phần mềm như sau:

• Hiển thị các thông số kỹ thuật thực tế và trạng thái hoạt động của thiết bị
• Chức năng vận hành thiết bị và công nghệ
• Chỉ báo con số của các thông số sản xuất: người vận hành có thể thay đổi cài đặt theo các mức độ khác nhau, cài đặt giá trị, thay đổi các giá trị tối thiểu và tối đa.
• Điều khiển công nghệ: khi chương trình bắt đầu, điểm cài đặt sẽ hoạt động ở vị trí đặt trước và điểm giai đoạn sẽ tự động dừng trong quá trình sản xuất.
• Tích phân tỷ lệ (đạo hàm) –điều khiển PI (D) dưới dạng điều khiển vòng lặp phần mềm bên trong PLC.

2.8  Hệ thống phun chất lỏng bằng áp lực

• Chất lỏng kết dính thông qua một vòi phun đi vào bể nguyên liệu
• Phạm vi cung cấp bao gồm các bộ phận sau:
• Một bể tay chèo áp lực, một súng phun có thang chia độ, ống mềm vận chuyển (tối đa 10 mét), van thủ công và van khí nén, v.v.
• Thời gian phun và khoảng cách phun được lập trình bởi hệ thống điều khiển của máy tạo hạt ướt.

Các tính năng:

• Chất lỏng nguyên tử hóa thông qua thiết kế vòi phun không có không khí
• Đầu phun hình nón với góc 60 độ
• Kích thước nhỏ giọt phụ thuộc vào áp suất, từ 0,1 đến 1 mm, 12-27 l/phút

2.9  Hệ thống làm sạch

• Gồm hai vòi làm sạch tại chỗ
• Một vòi phun làm sạch tại chỗ WD50/80 được lắp đặt ở nắp trên và một vòi phun làm sạch tại chỗ đặt ở trên nắp của miệng đầu ra nguyên liệu.
• Đầu phun là một dạng quay, dưới tác dụng của phần nhô ra do áp lực của nước trong quá trình vệ sinh sẽ xả vào thành bên trong tại bất cứ thời điểm nào.
• Gồm có tất cả các ống và cửa van thiết yếu bên trong, tất cả các cổng kết nối (điều khiển và cơ khí) trên giá đỡ được sử dụng để kết nối với trạm làm sạch WIP.

2.10  Hệ thống điều khiển (chống cháy nổ)

• Thiết kế chống cháy nổ của máy tạo hạt ướt (thiết kế độc lập)
• Máy tạo hạt ướt được thiết kế theo tiêu chuẩn chống cháy nổ ExII3G, gồm có tất cả các thiết bị điện được lắp đặt trong phòng dược phẩm, thiết kế động cơ chống cháy nổ EEX-ed.
• Tủ điều khiển và tủ điện lắp đặt trong phòng kỹ thuật được thiết kế chống cháy nổ
• Giao diện máy in gồm có máy in, được lắp đặt trong khu vực chống cháy nổ, và được sử dụng để in màn hình giao diện cũng như lịch sử dữ liệu sản xuất
• Hanlin cung cấp thẻ Ethernet để trao đổi giữa người dùng và PLC, có thể đọc dữ liệu từ PLC thông qua thẻ Ethernet.

3. Bảng số liệu kỹ thuật chính

Tổng thể tích	300L
Thể tích làm việc	100-240 L
Trọng lượng lô phù hợp (được tính dựa trên mật độ tỷ trọng 0,5-0,6)	50-120Kg, lô sau cùng phụ thuộc vào nguyên liệu
Công suất tay chèo khuấy trộn	22kw
Tốc độ quay tay chèo khuấy trộn (điều khiển tần số)	2-177vòng/phút
Công suất dao tạo hạt	5.5kw
Tốc độ quay của dao cắt hạt (điều khiển tần số)	50-3000 vòng/phút
Công suất máy tạo hạt	5.5kw
Tốc độ tạo hạt (điều khiển tần số)	50-1500 vòng/phút
Thể tích bể cấp liệu	30L
Công suất máy hút chân không (nếu được chọn)	7.5kw
Áp suất làm việc của khí nén	4 -6 bar
khí nén tiêu thụ	50L/min
Nguồn điện	380V/3P/50Hz
Điện áp điều khiển	220V/24V/50Hz
Trọng lượng thiết bị	2600 kg