笔者在2005年曾写过《在国情与实惠的双理念上成功定位的亚高速旋转式压片机》一文，探讨的是聊城万合工业制造有限公司所研发的ZPYG45亚高速旋转式压片机，这是一个45冲亚高速压片机，其经过2年多的市场检验，赢得了市场，得到了许多厂家的应用。万合公司在产品赢得市场的同时，2007年推出了ZPYGS55升级型的亚高速旋转式压片机(下简为55冲亚高速压片机)，或许有人会认为该产品只是增加了10冲，谈不上其技术创新与降本增效。因此，笔者经过近1年多对55冲亚高速压片机的考察，在此将探讨一下该产品的技术创新与降本增效。

1 为何开发亚高速压片机？

　　压片机与压片技术是医药制剂工业中最普遍的亦是最重要的， 尽管压片机从19世纪初已经出现，至今已有90年的历史。旋转式是压片机家族中最常见与最实用的机型，在2004年前，旋转式压片机分为普通型与高速型。其中，普通型(亦称中速型)的最高转台转速为30rpm，相应最高产量为11～13万片/h；高速型的转台转速一般为50rpm，相应的产量为30～33万片/h，而近年开发的高速型最高转台转速为60～80rpm，相应的最高产量为52万片/h。从中可看到，普通型与高速型压片机生产能力二者差19～39万片/h，即高速型产量相等于2～4台普通型的产量。如换算到班产(8h/天)来看，普通型能达88～104万片/班，而高速型能达240～416万片/班。

　　现结合我国片剂生产的实践来谈片剂项目的常见问题：(1)2002年前，大规模GMP改造的片剂项目的设计依据以参考普通型压片机产量居多，随着企业生产规格的发展与产品结构的调整，企业常会在原项目的基础上挖潜增产，考虑到前后工序设备配置与原设计电力配置的局限，常会把增产范围考虑在递增40-60%，原先的普通型压片机已不能满足增产所求，若选高速型会出现电力或利用率低的问题；(2)还有部分新发展片剂企业，在未知品种市场销量与初期投资有限的情况下，若选用普通型则没有再发展的余地，若选用高速型则会面临初期投资大与利用率低的问题。

　　面对此问题，人们从实用角度迫切地希望能找到介于普通型与高速型中间的压片机，以适应日趋不同生产规模所需。聊城万合公司近年来所开发的亚高速系列压片机正是这种需求的产物，该公司先研发出45冲亚高速压片机(产量20万片/h)，虽然能实用地解决上述问题，但是否还有潜力可挖呢？这也是人们所关注的。值得庆幸的是聊城万合公司继45冲亚高速压片机成功研发后，相继又开发出55冲亚高速压片机(产量26万片/h)，其意义有三：一是丰富了亚高速压片机系列；二是最大地挖掘了由凸轮带动冲杆的旋转式压片机的潜力(注，高速型是液压带动冲杆)；三是55冲亚高速产量产量(26万片/h)的定位恰是普通型最高产的1倍，便于选型。

2 亚高速压片机的技术难题与创新

　　以亚高速压片机研发难题而言，其关键问题便是转台转速提速后所带来的一系列问题。在旋转式压片机中，一般高速型转台转速在50r/min以上，普通型转台最高转速在30r/min左右。为了兼顾提速与片剂压制质量，故把亚高速型的转台转速定位在40r/min左右，转台转速的提高将压片机产量大幅度的提高，45冲亚高速型产量可达20万片/h，55冲亚高速型产量可达26万片/h。诚然，亚高速型就是普通型的一种提速，犹如火车提速一样，提速之后会带来一系列问题。这些问题表现在压轮半径、转台半径、加料充填方式与跳冲这几个方面，要解决这些问题便是产品技术的创新。

　2.1压轮半径与转台半径方面

　　为了探讨旋转式压片机压轮半径、转台半径与压片质量之间的关系，就必须对压轮半径、转台半径、转台转速、物料颗粒的充填深度以及压缩速度之间进行理论分析。

　　现设定中模内颗粒的压制过程中某一瞬间的厚度为h，压制后片子的厚度为h0，则h-h0代表在此瞬间尚待压制的物料颗粒的深度，称为待压深度△h，即△h= h-h0。那么，压缩速度v为单位时间中模内物料颗粒层厚度的变化量，则

压缩速度 

式中：△h为物料颗粒的待压深度、t为时间、v为压缩速度。

　　通过计算可以知道压缩速度v与压片机压轮、转台半径的关系如下：

式中：r为压轮半径、R为转台半径、n为转台转速。

　　上式分析可知：(1)片剂的压制过程，压缩速度v是待压深度的函数，即物料颗粒在开始压缩时，压缩速度较大，在压制过程中压缩速度逐渐缩小，在压缩终了时△h=0时，压缩速度为0；(2)压缩速度还是转台半径R、压轮半径r以及转台转速n的函数，即压缩速度随转台半径R的减小、压轮半径r的增大、转台的转速n的减小而减小。

　　45冲亚高速压片机的创新点，也是遵循式(2)的基本理论，在提高转台转速的同时，增大压轮半径，以确保普通型压片机所要求的压缩速度v。即式(2)中，当R定值时，在增大n的同时，也只能增大r，这样才能使压缩速度v达到普通型压片机要求值。其意为只有较小的压缩速度v(普通型压片机多年所形成速度)才能使片剂压制质量佳，也就是压轮半径增大延长了压制时间，抵消了转台转速提高后压制时间缩短的矛盾。

　　55冲亚高速压片机可谓是普通型压片机既要转台转速提速又要增加冲杆数的难中之难事，因为随着冲杆数的增加，其转台半径也相应增大，从式(2)的理论可知，在增大压轮半径的同时，只能略增大转台半径，以确保普通型压片机所要求的压缩速度。可以讲，55冲亚高速压片机创新点在兼顾转台转速、转台半径与压缩速度三方面关系，找到了其最佳和谐点，在此方面可谓是挖尽了潜力。同时，从式(1)中也可知，压缩速度与待压深度有关，55冲亚高速压片机借鉴了高速型的上下预压轮结构，其创新地把增加预压轨导改为上下预压轮，使得预压力可调。这样在压缩速度与预压力可调双管齐下的压片质量可得到有效地保证。

2.2加料充填方面

　　普通型压片机大部采用格栅式加料器(自然加料)，模孔绕轴心旋转，靠颗粒的自由下落而充填于模孔内。转台转速提高后，这种加料方式不能奏效，尤其是密度小流动性差的物料，不能充满模孔。亚高速压片机创新地应用了高速型强迫加料结构，其减速电机带动强制加料器拨料叶轮的逆向转动，强制性将物料填充到转台中模孔内，解决了因转台转速提高后充填不充分的情况。

　　强制加料结构相对于自然加料系统有以下方面优点：(1)可根据不同的物料采用不同的叶轮结构形式，以保证物料均匀充填到中模孔内；(2)强制加料的叶轮的速度可以无级调速，以保证转台在高速下都能充填充分均匀的物料，从而保证充填系统充填物料均匀一致；(3)物料在密封的条件下完成填充过程，可以最大程度地确保物料的洁净；(4)对于流动性不好的物料，可以强制性的填充；(5)相对于自然加料，可以避免粉尘，节省物料。

2.3“跳冲”问题

　　当转台转速提高后，上下冲杆运行中改变运行方向的位置很容易出现“跳冲”现象。“跳冲”不但影响了片重差异，而且噪声较大。

　　亚高速压片机创新地在普通型压片机上应用了以下技术，有效地解决了上述问题：

　　(1)将上冲轨导和下冲轨导改为ZCuSn10Pb1材质，并运用计算机仿真设计采用余弦加速度曲线轨导，使冲杆上下运动加速度为零，避免了冲杆在高速运动中受力不均衡而产生噪声，甚至受过大的冲击而断裂；

　　(2)主要回转部件和压轮机构均采用滚动摩擦，既减少噪声和零件磨损，又减少了功率损耗。

　　(3)为防止下冲跳动，下冲增添了阻尼部件，使下冲在高速运转时更加平稳可靠。

2.4 55冲与45冲亚高速压片机的不同点

虽然，45冲亚高速压片机在普通型压片机的基础上有所创新，但是55冲亚高速压片机的创新不光是“增冲提速”，而且创新地把国际先进高速型压片机的技术融入其中，这些新技术在普通型压片机的应用属国内领先。除上述55冲与45冲亚高速型的不同点外，还有如下方面：

　　(1)下冲轨导采用了双轨构思，使下冲在运行过程中近1/2的时间保持悬浮状态，减少了下冲尾部的磨损，噪声也大大降低，同时为提速创造了必要条件；

　　(2)断冲保护装置，应用变频器控制技术和精巧的断冲信号获取结构，可使转盘在断冲后运转两到3个冲位的时间内迅速制动，保证强迫加料不被损坏；

　　(3)下轨导更换更加方便。下轨导及过桥板、充填调节机构与主体连接方式由两片弧形垫板过渡连接，弧形垫板由销定位，螺钉连接，彻底改变所有下轨导的更换维修方式；

　　(4)采用装有旋转式叶轮的强迫加料器，根据物料性质，叶轮可变频调速，解决了因增速而造成充填不充分的问题。各种形式叶轮可满足不同物料要求，确保加料精度；

　　(5)压力大，预压力连续可调，这是针对一些难压物料需要压制时间长的特点而增加的预压机构，其上下压轮都可调节，延长了压制时间,抵消了提速后压制时间缩短的矛盾；

　　(6)压片室360°无死角，出片机构、下轨导及下压轮均采用特殊安装方式，便于操作、拆装和清洁；

　　(7)电气控制系统采用了先进的PLC触摸屏控制，大大减少了药粉对电器元件的影响，也间接地提高了电气系统的可靠性；

　　(8)采用高清晰、隔离视窗设计。

3 55冲亚高速压片机的“降本增效”

现通过三项比较来看55冲亚高速压片机的“降本增效”效应，在以下比较中有一说明，即所列的普通型与高速型压片机的参数不是特指任何家厂的产品，而是笔者跟据国内市场的情况而定的。

3.1 从各类压片机生产运行费用的比较来看“降本增效”

　　　　　　　　　　　　　表1 四类压片机生产1亿片所需的运行费用比较

表1为四类压片机生产1亿片所需的运行费用比较，由于普通型、高速型、45冲亚高速与55冲亚高速压片机的产量不同，只能以生产1亿片运用费用作比较。

从图1中可以看到：55冲亚高速压片机与高速型压机所需运行费用是相当，属最低的，而普通型压片机属最高。

　　　　　　　　　表2同样年产55冲亚高速与普通型压片机生产的运行费用比较3.2在同样年产条件下，从55冲亚高速与普通型压片机的生产运行费用比较来看“降本增效”

　　表2为在同样年产条件下的55冲亚高速与普通型压片机生产运行费用比较，即同样年产为5.2亿片/年，在配置上55冲亚高速配1台，而普通型需配2台。

3.3在同样年产条件下，从三类压片机的生产运行费用比较来看“降本增效”

　　　　　　　　　　　　　表3同样年产三类压片机的生产运行费用比较

　　表3为在同样年产条件下的三类压片机的生产运行费用比较，即同样年产为10.4亿片/年，在配置上55冲亚高速配2台、高速型配1台、普通型需配4台。

　　从图3中可以看到：(1)55冲亚高速压片机的费用最低，高速型压片机相本与55冲亚高速相当，普通型压片机最高，普通型与55冲亚高速二者差为25.48-21.5=3.98万元，即10年可省约40万元；(2)从节电方面看，每年55冲亚高速与普通型所耗电费用之差为2.24-2.1=0.14万元，即10可省约1.4万元。

　　本文从为何开发亚高速压片机入手，阐述了亚高速压片机的技术难题与创新问题，最后比较性探讨了55冲亚高速压片机的降本增效效应。4结语与说明

　　还须说明二点：(1)笔者写此文的目的不是夸大亚高速型的用途，普通型与高速型也是有着其不同需求的应用，在压片机市场上有着其相应地位，普通型有着低价与实用一面，高速型有着高产、高技术与高智能一面。就以近期研发的高速型压片机而言，有着许多智能性控制特点，而此方面亚高速型压片机就略逊高速型压片机。可以说，亚高速型的出现给人们多了一种选择，正谓仁者见仁、智者见智；(2)本文所比较的数据只是能人们一种参考，或许有些数据不一定正确，对压片机使用者根据各自调研的详实数据来计算，最后作出自已的判断。