Nghiên cứu thiết kế máy dập thuốc viên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐINH NGUYỄN VĨNH NGHI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY DẬP THUỐC VIÊN Chuyên ngành : Cơ khí Chế Tạo Máy LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐINH NGUYỄN VĨNH NGHI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY DẬP THUỐC VIÊN Chuyên ngành : Cơ khí Chế Tạo Máy LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2011 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG TP.HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS ĐẶNG VĂN NGHÌN Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: ĐINH NGUYỄN VĨNH NGHI MSHV: 00408242 Ngày, tháng, năm sinh: 05-11-1985 Nơi sinh: Lâm Đồng Chuyên ngành: Công nghệ Chế Tạo Máy Mã số : 605204 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY DẬP THUỐC VIÊN II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Đưa hướng thiết kế cho máy dập thuốc viên - Nghiên cứu qui trình sản xuất thuốc viên nêu lên nhu cầu thiết kế máy - Tìm hiểu tổng quan máy dập thuốc viên, nghiên cứu tình hình thiết kế ngồi nước - Đưa phương án, phân tích, lựa chọn phương án thiết kế - Đưa hướng tính toán số cụm máy dập viên III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 04-07-2011 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02-12-2011 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS ĐẶNG VĂN NGHÌN Tp HCM, ngày 05 tháng 12 năm 2011 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ (Họ tên chữ ký) i LỜI CẢM ƠN Qua gần năm tháng thực với hướng dẫn PGS.TS Đặng Văn Nghìn, đến đề tài luận văn tốt nghiệp hoàn thành Trước tiên em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đặng Văn Nghìn t ận tình bảo, nhiệt tình quan tâm, động viên góp ý cho em suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến q Thầy Cơ trường Đại học Bách Khoa nói chung, Thầy Cơ khoa Cơ khí mơn Chế Tạo Máy nói riêng, người tận tình dạy dỗ truyền đạt kiến thức quý báu cho em suốt thời gian em học trường hai năm học cao học vừa qua Những kiến thức giúp ích cho em r ất nhiều thời gian thực luận văn Xin chân thành cảm ơn tất anh, chị, em đồng nghiệp tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành luận văn Những lời cảm ơn sau xin cảm ơn cha mẹ hết lòng quan tâm tạo điều kiện tốt để hoàn thành luận văn tốt nghiệp Đinh Nguyễn Vĩnh Nghi ii TÓM TẮT ĐỀ TÀI Với gia tăng dân số, gia tăng bệnh tật, chủng loại bệnh tăng, ngày nguy hiểm vi trùng kháng thuốc, điều trị không phương pháp không đủ thuốc, thiên tai… nên nhu cầu việc sử dụng thuốc tăng theo Với phát nghành khoa học cơng nghệ, cơng nghệ bào chế dạng thuốc cịn đư ợc hỗ trợ tích cực tiến khoa học kỹ thuật từ nhiều ngành điện tử, khí, hóa học,… Do kinh tế xã hội phát triển, sống người ngày cải thiện nâng cao, chi tiêu cho tiền thuốc ngày cao Đi kèm với phát triển đó, nghành công nghiệp dược phẩm đà phát tri ển nhanh chóng nước giới Các nhà máy sản xuất thuốc ngày nhiều dây chuyền sản xuất thuốc ngày đại hóa, suất cao đáp ứng đầy đủ nhu cầu người bảo vệ sức khỏe ngăn ngừa bệnh tật Sản xuất thuốc xem nhu cầu hàng đầu nhiều nước giới, đặc biệt nước phát triển Bên cạnh đó, lợi nhuận thu từ sản xuất thuốc số đáng quan tâm so với nghành khác Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu thiết kế máy dập thuốc viên” đưa phương án thiết kế, tính tốn cho số cụm quan trọng máy dập viên, từ hình thành dần nên máy dập viên để đáp ứng nhu cầu sản xuất dược phẩm ngày cao ngành Dược Việt Nam ngày phát triển rộng lớn Giúp ngành công nghiệp sản xuất thuốc viên Việt Nam phát triển vững mạnh phát triển giới iii ABSTRACT With the growth of population, increased disease and its category, there are more and more dangerous for people because of drug-resistant bacteria, improper treatment methods, lacking of medication, or natural disasters As a result, the need for drug is also increased With the development of the science and technology industry, the pharmacy technology of drug forms are also actively supported by the advanced science and technology from various sectors such as electronics, mechanics, chemistry Due to the development of economic and social, life quality is improved and enhanced so that they spend more money in drugs Coming with this development, the pharmaceutical industry is also developing rapidly in the country and around the world There are many drug manufacturing facilities with the modernized production lines and highly capacity so that they fully meet the needs of human in term of health protection and disease prevention Drug production is now considered the top-ranking need for many countries around the world, especially for developed countries In addition, profit from drug production is also an interesting figure than the other sectors As a result, the topic "Research for the design of tablet-pressing machine" will expose the plan design and calculation for some important clusters of tabletpressing machines, thus forming a whole machine to meet for pharmaceutical production which is increasing in the Vietnamese developing pharmaceutical industry; and help the tablet producing industry strongly developing in Vietnam and all over the world iv LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan : Bản luận văn tốt nghiệp công trình nghiên cứu thực cá nhân, thực sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức thực tế, nghiên cứu khảo sát tình hình thực tiễn hướng dẫn khoa học : PGS.TS Đặng Văn Nghìn Các kết luận văn hồn tồn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Các bảng thống kê, biểu đồ sử dụng luận văn thu thập từ mạng xã hội, số công thức tính tốn đặc thù thu thập từ số báo khoa học Các công thức, số liệu tính tốn đuợc đưa dựa vào tài liệu thiết kế tác giả Các phân tích tính tốn dựa vào thực tiễn kinh nghiệm thân Một lần nữa, xin khẳng định trung thực lời cam đoan v MỤC LỤC Lời cám ơn i Tóm tắt đề tài ii Lời cam đoan iv Mục lục v CHƯƠNG : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Qui trình cơng nghệ sản xuất thuốc viên 1.2 Nhu cầu thực máy dập thuốc viên ngành dược 13 1.3 Mục đích nội dung đề tài nghiên cứu 17 CHƯƠNG : NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 18 2.1 Nguyên lý dập viên 18 2.1.1 Máy dập viên tâm sai 18 2.1.2 Máy dập viên liên tục 19 2.2 Cấu trúc máy dập viên liên tục 22 2.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu ngồi nước 23 2.3.1 Máy dập v iên liên tục 23 2.3.2 Cụm cấp liệu 34 CHƯƠNG : PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÁC PHƯƠN G ÁN THIẾT KẾ 49 3.1 Phân tích phương án thiết kế máy dập viên liên tục 49 3.1.1 Cụm truyền động 49 3.1.2 Cụm cấp liệu 51 3.2 Lựa chọn phương án thiết kế 52 vi CHƯƠNG : TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY DẬP THUỐC VIÊN 54 4.1 Yêu cầu kĩ thuất máy dập viên liên tục 54 4.2 Tính tốn thiết kế cụm truyền động 56 4.3 Tính tốn thiết kế cụm cấp liệu 72 4.3.1 Định lượng nguyên liệu 72 4.3.2 Nghiên cứu tính tốn cụm cấp liệu 85 CHƯƠNG : KẾT LUẬN 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 81 Hình 4.23 Hộp trống ống dẫn thay đổi hướng Tốc độ thải dòng nguyên liệu tự theo thực nghiệm (khơng tính tới chiều cao ngun liệu): (Trích tài liệu [19]) Mp  Trong : - Mp -  b gB tan  H : tốc độ thải (kg/s)  : khối lượng riêng (kg/m ) - g : gia tốc trọng trường (9,81 m/s 2) - B : đường kính ngồi miệng phễu (m) - H : góc vát miệng phễu so với phương đứng Hình 4.24 Góc vát miệng phễu so với phương đứng Hình thức di chuyển lực ép bên phễu thùng chứa Miệng phễu thường có hình trụ cơn, thành bên thường hình khối trụ trịn hình chữ nhật Thường có hai dạng đưa ngun liệu di chuyển ngồi hình bên : Chương : Tính tốn thiết kế máy dập thuốc viên 82 Hình 4.25 Hai hình thức di chuyển nguyên liệu phễu Ở dạng dòng di chuyển phân bố mô tả : bên trong, bên lõi Nguyên liệu cạnh bên phễu phải tăng tốc kéo dần tới trung tâm, di chuyển khoảng cách dài để tới miệng thải phễu Sự giãn nở thể ứng suất lớn Còn dạng di chuyển tập trung mô tả : cuối bên trong, bên ngồi Phễu vận hành điều kiện có dạng ống Lực ép nguyên liệu bột bên phễu phân tích tiết diện mỏng phương pháp Janssen (Trích tài liệu [19]) Xét lớp tiết diện dz độ cao z, lực tác động xuống (do áp suất theo phương đứng tác động lên vùng tiết diện) : Phản lực từ bên : Vậy hợp lực ép :  D2  D2 4  D2 Pv  Pv   Pv  (1)  Pv Áp theo phương ngang gây thành phễu Ph , hệ số ma sát  w Khi lực gây thành tiết diện dz  w  Ph D z  Lực khối rắn bên tiết diện  D2  z b g Cân lực (1) + (2) = (3), Chương : Tính toán thiết kế máy dập thuốc viên (2) (3) 83  D2  Pv +  w  Ph D z  =  D2  z b g Suy dPv  w Ph   b g dz D (4) Vấn đề cần xác định mối quan hệ lực ép phương đứng phương ngang Nếu nguyên liệu phễu lưu chất lỏng, hai áp lực (định luật Pascal) Tuy nhiên, xét vấn đề số đồng xu Trong trường hợp này, áp lực theo phương ngang zero – khơng có lực gia tốc bên, phản lực cần thiết để hạn chế Nguyên liệu bột có đặc tính lưu chất bề mặt rắn (đồng xu) nên có : Ph  k J Pv k J = đồng xu k J = chất lỏng 0< k J