Tabletovací stroje (tabletovatelnost, TS výstředníkové, rotační,..)

Tabletovací stroje (tabletovatelnost, TS výstředníkové, rotační,..)

Tabletovací stroje – tabletovatelnost

Zpracování práškových materiálů přináší některé potíže. Proto se někdy do zpracovacích postupů zařazuje tabletování. V podstatě jde o převedení sypkých materiálů do zdánlivě pevné formy, která pak umožní snazší dávkování i manipulaci, snížení prašnosti, zlepšení kvality výrobků i pracovního prostředí. Nejčastěji se tabletují lisovací hmoty fenoplastové i aminoplastové. Je však možno tabletovat i nadouvadla, urychlovače vulkanizace atd.

Sypké materiály mohou přejít do zdánlivě pevné formy účinkem zejména povrchových sil, které působí mezi jednotlivými tuhými částicemi. Tyto síly závisí na stavu a složení sypkého materiálů. Pokud částice budou v dostatečné vzdálenosti od sebe a povrchové síly se nebudou moci projevit, pak si materiál zachová sypký charakter. Pro požadované propojení částic navzájem je potřebné přiblížit k sobě tak, aby se mohly uplatnit povrchové síly. Povaha povrchových sil je různá a zahrnuje jak síly od mechanického zaklesnutí částic do sebe, tak také síly kapilární, elektrostatické atd. Míra účinku jednotlivých sil nebude přirozeně v tabletovaném materiálu stejná. Např. za přítomnosti vlhkosti v sypkém materiálu již poměrně malém stlačení se budou uplanovat síly vyplývající z povrchově napěťových stavů mezi smáčenými částicemi, jakož i od kapilárních sil v mezičásticových prostorech. Nepochybně zde bude záležet na obsahu a rozložení kapalné fáze na částicích. Za předpokladu, že povrch pevných částic bude smáčivý, dají se vymezit čtyři charakteristické stavy soustavy pevné fáze – kapalina – vzduch;

-        Při poměrně malém obsahu kapaliny v soustavě se vytvoří v místech styku částic kapalinové můstky – tzv. můstkový stav (I)

-        Při vyšším obsahu kapaliny jsou vedle sebe úplně zaplněné menší mezičásticové prostory za současné existence kapalinových můstků – tzv. přechodný stav (II)

-        Při dalším zvýšení obsahu kapaliny se prostor mezi částicemi postupně zaplňuje, až kapalina tvoří obsahu kapaliny se prostor mezi částicemi postupně zaplňuje, až kapalina tvoří souvislou fázi o stejném kapilárním tlaku – tzv. kapilární stav (III)

-        Při nadbytku kapaliny se soustava v důsledku vlivu povrchového napětí bude rozpadat na kapky – tzv. stav přebytku kapaliny (IV)

Při tabletování sypkých materiálů se prakticky může dosáhnout některého ze stavů I až III. Každému stavu pak bude odpovídat jiná pevnost. Obsah kapaliny je zde určen stupněm nasycení s, vztaženým k úplnému zaplnění prostor mezi částicemi kapalinou. Přiblížení částic k sobě navzájem v sypkém materiálu vyžaduje zpravidla působení vnějšího tlaku. Tabletovací tlaky se pohybují u fenoplastů mezi 40 – 100 MPa a u aminoplastů mezi 70 – 150 MPa. Tlaky se nastavují tak, aby hustota a tvrdost tablety byly v přiměřených mezích. Měkké tablety se drolí, zatímco tvrdé tablety se špatně dále rozpracovávají. K tabletování sypkých hmot se používají tabletovací stroje, které podle pohonu se dělí na mechanické a hydraulické.

Mechanické tabletovací stroje

Výstředníkové tabletovací stroje jsou v podstatě mechanické lisy, adaptované pro podmínky tabletování. Přímočarý vratný pohyb tvárníku 3 se odvozuje od výstředníku se stavitelnou výstředností. Takový výstředníkový mechanismus lze nahradit klikovým mechanismem s poměrným poloměrem kliky r. Tvárnice 2 je umístěna na pracovním stole 1. Tvárník 3 je pevně spojen s křižákem 11, který je spojen s ojnicí 10 s ramenem kliky 9. Násypka 13 má prodloužené rameno 12, které koná natáčivý vratný horizontální pohyb. Vyhazovač 4 odvozuje svůj pohyb od drážky 8 přes kladku 7 a táhlo 6. Jeho vertikální poloha se nastavuje šroubem 5, čímž se zároveň vymezuje výška tablety.

Rotační tabletovací stroje se stavějí jako vertikální. Umožňují oboustranné lisování tablet bez časové prodlevy nebo s časovou prodlevou působení tabletovacího tlaku. Dávkování sypkých materiálů do tvárnice i odsun hotových tablet jsou plynulé. Stroje jsou obyčejně vybaveny pružinovými kompenzátory tlaku.

Pohyb tvárníků je odvozován od šablon prostřednictvím kluzných nebo valivých členů. Druhý případ je běžný pro tabletování práškových fenoplastů a aminoplastů.

Výhodou těchto strojů je jejich univerzálnost a přesnost. Nevýhodou však zůstává poměrně nízký výkon při větších rozměrech tablet. Výkon těchto strojů dosahuje asi 1000 tablet za hodinu při průměru do 40 mm a otáčkách rotoru asi 10 min^-1.

Hydraulické tabletovací stroje jsou určeny především k přípravě tablet větších rozměrů a také k tabletování lisovaných hmot s vláknitým plnivem. Sypký materiál z násypky se dopravuje pásovými dopravníky na vibrační dopravník. Oddělování dávek dopravovaného materiálu zajišťuje uzavírací ústrojí. Dávka materiálu se váží na váze a dopravuje do tvárnice, která se uzavírá sklopnou stěnou a pomocným tvárníkem. Potom tvárník slisuje tabletu. Vyhazovací zařízení pak posune tvárnici tak, aby tableta po uvolnění tvárníku mohla vypadnout.

Hydraulický pohon tvárníku umožňuje snadnou regulaci rychlosti i tlaku při tabletování. Tyto stroje se stavějí pro tabletovací síly až do 1000 kN s výkony do 315 kg tablet za hodinu, což odpovídá 700 tablet o hmotnosti 0,45 kg