[发明专利]基于压差采样的制药流化床颗粒直径分布在线检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够在线检测制粒流化床内的颗粒直径分布的检测装置。

技术背景

制粒流化床将制药过程中的制粒、包衣和干燥一步完成，广泛用于制药生产环节中。

流化床制得的颗粒直径范围不仅影响下一步工艺流程，也影响着最终的药品质量。现有的制粒流化床操作参数在生产时候是固定的，而原料的批次和环境会随着时间变化，操作参数不能随着这些变化而改变，这将会造成所得的药品质量一致性差，甚至不合格。对颗粒直径进行实时在线检测，可以根据这些变化改变操作参数，使得颗粒直径分布在期望的范围内，不仅可以监测制粒的过程，而且药品的质量也能得到控制，所以对流化床制粒过程中颗粒的直径的在线检测十分有必要。

现有的颗粒设备检测设备分为离线和在线式两种，离线检测需要将采集的样品送到实验室，检测具有滞后性，不满足实际要求；而在线式分为光学探头，电容探头，压力测量和声学法等，这些检测设备成本高，而且为基于模型的间接估计，存在一定的模型误差。并且以上方法都存在着缺陷。例如，由于固体颗粒的遮挡，容易造成探头和检测窗口的污染，直接采用图像法很难用于浓相区的测量。另外，流化过程中，颗粒运动速度较高，对于设备的检测速度要求较高，增加了设备的成本。光学探头和电容探头是点测量方法，很难得到全局测量结果。声学测量结果容易受到环境噪声的影响等等。因此，需要新的测量方法解决气固流化床中固体颗粒直径分布的测量问题。

发明内容

为了解决如何使用低成本设备准确的在线检测流化床内固体颗粒的直径分布问题，本发明提供了一种制粒流化床颗粒直径分布在线检测装置。

基于压差采样的制药流化床颗粒直径分布在线检测装置，其特征在于：检测装置安装于流化床反应室外；

检测装置具有采样机构、回收机构和检测机构；

采样机构具有采样套筒，采样活塞和采样推动件；流化床反应室上开设有采样通道，采样通道与采样套筒内腔连通；采样活塞由活塞杆和堵头组成，活塞杆与采样套筒密封配合，活塞杆与采样推动件连接，堵头穿过采样通道位于流化床反应室内；采样推动件位于第一极限位置时，堵头封闭采样通道；采样推动件位于第二极限位置时，堵头开启采样通道；采样机构通过减速导管将样品输入检测机构；

检测机构具有检测箱和视觉检测单元，检测箱内为密封的空腔，减速导管的出口位于检测箱顶部；视觉检测机构包含光源和相机，相机的拍摄区域覆盖样品下落的路径；

检测机构通过回收导管将样品输出到回收机构。

采样机构的堵头开启采样通道时，允许样品从流化床反应室进入采样套筒；采样机构的堵头封闭采样通道时，流化床反应室与采样套筒之间相互隔离。

使用采样机构将流化床反应室中的局部样品取出，将流化床内部运动的颗粒引出至流化床反应室外部，在检测装置的外壳中使样品下落，然后由视觉检测系统对下落的颗粒进行粒径分布的检测。检测装置中颗粒下落的速度低于流化床反应室中的速度，避免了颗粒污染相机镜头，相机能够拍摄到清晰的颗粒下落图像，从而能够准确检测颗粒的直径分布情况。将颗粒粒径的实时检测引出至流化床反应室外部，改善了检测环境，降低了对检测设备的检测速度和额外清洗附件的要求，整个检测设备可以在原有设备上进行改造，整个检测装置密封，对检测样品不会引入外界污染，符合GMP生产标准。

推动件可以是气缸，以气缸的行程起点和终点作为第一极限位置和第二极限位置。推动件也可以是电机和丝杠机构，通过行程开关的设置来确定第一极限位置和第二极限位置。

检测装置的初始状态是：采样推动件位于第一极限位置、其堵头封闭采样通道。

采样开始时，采样推动件向第二极限位置运动，活塞杆向靠近流化床反应器方向运动，堵头开启采样通道，流化床反应器内部和采样套筒、减速导管、以及检测箱连通，流化床反应器内部处于流化状态的样品颗粒进入到采集套筒，样品沿着减速导管进入到检测箱，该阶段为样品颗粒的采样阶段。

样品从减速导管进入检测箱、并从检测箱上部落到检测箱下部，样品在检测箱中依靠重力完成分散，该阶段为分散阶段。

进一步，减速导管为弯管，减速导管的入口连接采样套筒、出口连接检测箱，减速导管的入口高于出口。向下弯曲的减速导管可以减缓颗粒的运动速度，便于视觉系统捕捉颗粒图像，进行样品颗粒直径分布检测。