【文章內(nèi)容簡介】 效率，溫度過高會使液滴在尚未碰到片面表面的時候就被干 燥，從而不能粘 附在片面形成衣膜，溫度過低會使液滴不容易被干燥，造成橘皮等現(xiàn)象。包衣耗時的 評價指標為總噴液時間，單位為分鐘。外觀評價方式為每批取 100 片，按照薄膜衣片 外觀標準判斷合格率 ， 合格率 80%記為 0 分 ， =80、 8 90、 9 98， 則依次記 為 “ 10”。根據(jù)實驗的結(jié)果優(yōu)選出最佳的參數(shù)組合。 使用 Minitab 軟件進行實驗設(shè)計如下： 10 針對基于噴液時間和片面外觀合格率指標的正交試驗以及因素選取 一般來說，藥片包衣的主要過程是一定濃度的包衣液在氣壓的作用下形成微小的 霧滴，然后霧滴被均勻噴射到片劑的表面，在未被干燥之前延展開來，然后熱風帶走 片劑表面的水分，使得延展開的霧滴中的固體物粘附在片劑表面，最終形成一層均勻 的薄膜。包衣工序的決定性因素為包衣的片床溫度、包衣液的流量、包衣液的濃度和 包衣風量。包衣的片床溫度決定了微小的霧滴在片劑表面是否能夠很好的延展開并被 干燥。如果片床溫度過低，那么霧滴會使片劑表面變得潮濕，包衣機中的片劑會彼此 粘連，形成不好的外觀。如果片床溫度過高，那么霧滴在剛剛接觸 片劑表面時就會被 干燥，不能充分的延展并很好地形成薄膜。包衣液的流量決定了同等時間內(nèi)接觸到片 劑的液體總量，如果流量過大，會使片劑表面過于潮濕而造成彼此粘連。如果流量過 小，則片劑在包衣機的翻滾碰撞過程中會將表面上粘附的包衣材料磨損，造成不良外 觀或者不能形成包衣膜。包衣液的濃度決定了包衣液的粘稠程度，濃度過高會使液滴 的延展性能不好，濃度過低則會使液滴不容易被干燥，同時水分含量過高也會腐蝕到 素片表面形成凹凸的外觀。包衣風量的大小影響到霧滴水分的揮發(fā)速度，風量過大會 使霧滴在尚未到達片劑表面時就會被干燥， 形成粉塵被帶走而不能粘附于片劑表面。 風量過小則會讓片劑表面上的水分不能被及時帶走，形成潮濕片劑的粘連，影響片劑 外觀。鑒于以上的分析，選擇噴液流量、出風溫度、包衣液濃度和進風風量為設(shè)計因 子，每個因子設(shè)置三水平 ，采用 minitab 軟件中的田口設(shè)計來設(shè)計試驗。最終選用 L9(3**4)的正交陣列，試驗次數(shù)為 9 次，試驗設(shè)計如下： 因素水平的選定： 在目前車間生產(chǎn)過程中，噴液流量的目標值為 120g/min，為了考察在不同噴液流 量下的情況，將噴液流量范圍設(shè)定為 120g/min180g/min。經(jīng)過咨詢包衣粉生產(chǎn)廠家， 該包衣粉的通常使用濃度范圍在 15%到 30%，所以選用 15%25%作為實驗參數(shù)摸索范 圍。結(jié)合包衣設(shè)備的生產(chǎn)能力，出風溫度的實驗參數(shù)范圍設(shè)定為 35℃ 50℃ ，進風風量 的實驗參數(shù)范圍設(shè)定為 1500cfm2021cfm。 采用平均分布的方式 ， 在上述范圍內(nèi)選取各 因素的 3 個水平，影響包衣效果的因素和水平如表 4 11 表 5 正交表 L9（ 34） 試驗號 1 2 3 4 1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 3 1 3 3 3 4 2 1 2 3 5 2 2 3 1 6 2 3 1 2 7 3 1 3 2 8 3 2 1 3 9 3 3 2 1 表 4 影響包衣效果的因素及水平 水平 噴液流量 g/min 出風溫度 ℃ 包衣液濃度 進風風量 cfm 1 120 35 15% 1500 2 150 40 20% 1700 3 180 50 25% 2021 由上表可以看出，這個是一個四因素三水平的實驗設(shè)計。按照田口設(shè)計的方法， 采用 L9（ 34）表（見表 5）可安排四個因素 9 次試驗。進行試驗時每個因素有三個水 平。 設(shè)計正交試驗設(shè)計參數(shù)表表頭 如表 6 所示： 表 6 正交試驗設(shè)計參數(shù)表表頭 因素 噴液流量 g/min 出風溫度 ℃ 包衣液濃度 % 進風風量 cfm 列號 1 2 3 4 12 設(shè)計正交試驗設(shè)計參數(shù)表 根據(jù)正交表確定實驗方案以及實驗結(jié)果 ， 同時根據(jù)表頭設(shè)計 ， 將表 5 中的 4 列換成表 4 相應(yīng)的水平，即得到實驗方案（表 7） ，同時填入試驗結(jié)果。 表 7 正交實驗設(shè)計參數(shù)表 實驗號 噴液流量 g/min 出風溫 度 ℃ 包衣液濃 度 % 進風風量 cfm 包衣耗時 Min 包衣外觀 1 120 35 15 1500 112 6 2 120 40 20 1700 120 6 3 120 55 25 2021 105 4 4 150 35 20 2021 97 4 5 150 40 25 1500 102 8 6 150 55 15 1700 94 8 7 180 35 25 1700 70 8 8 180 40 15 2021 78 10 9 180 55 20 1500 82 6 下面將從極差分析與方差分析兩方面來對實驗數(shù)據(jù)進行科學分析 實驗結(jié)果分析 極差分析 極差分析極差分析是在目前工業(yè)試驗中比較常見的一種分析方 法。 計算表格如表 8 所示，表中 K K K3 是各列相對水平 3 的實驗?zāi)繕酥抵停?k k k3 是 K K K3 的算術(shù)平均值。 R 是 k k k3 對應(yīng)的各列的極差。 13 表 8 包衣耗時實驗結(jié)果分析 試驗號 1 2 3 4 包衣耗時 Min 1 1 1 1 1 112 2 1 2 2 2 120 3 1 3 3 3 105 4 2 1 2 3 97 5 2 2 3 1 102 6 2 3 1 2 94 7 3 1 3 2 70 8 3 2 1 3 78 9 3 3 2 1 82 K 1 337 279 173 296 K2 293 300 299 284 K3 230 281 277 280 k1 k2 k3 R 根據(jù) R 越大則對應(yīng)因素影響越主要的原則，判斷因素對實驗結(jié)果影響的主次關(guān) 系。由表 8 可知，影響包衣耗時的四個因素中，影響顯著性由大到小的順序為 C 包衣 液濃度 A 噴液流量 B 出風溫度 D 進風風量。 通過 k k k3 的比較可知 ， 噴液流量越大則包衣耗時越少 ， 以 180g/min 為最好， 但是可以進一步摸索更好的條件 。 出風溫度以 35℃ 為最好 ， 包衣液濃度以 15%為最好， 進風風量以 2021cfm 為最好。綜合以上所有分析，針對包衣耗時的最優(yōu)組合是 A3B1C1D3。 14 表 9 包衣外觀實驗結(jié)果分析 試驗號 1 2 3 4 包衣外觀 1 1 1 1 1 6 2 1 2 2 2 6 3 1 3 3 3 4 4 2 1 2 3 4 5 2 2 3 1 8 6 2 3 1 2 8 7 3 1 3 2 8 8 3 2 1 3 10 9 3 3 2 1 6 K 1 16 18 19 20 K2 20 24 16 22 K3 24 18 20 18 k1 k2 k3 R 根據(jù) R 值越大，對應(yīng)因素影響越主要的原則，判斷因素對實驗結(jié)果影響的主次關(guān) 系。由表 8 可知，影響包衣外觀的四個因素中，影響顯著性由大到小的順序為 A 噴液 流量 B 出風溫度 C 包衣液濃度 =D 進風風量。 通過 k k k3 的比較可知 ， 噴液流量越大則包衣外觀越好 ， 以 180g/min 為最好。 出風溫度以 40℃ 為最好，包衣液濃度以 15%為最好，進風風量以 2021cfm 為最好。綜 合以上所有分析，針對包衣外觀的最優(yōu)組合是 A3B2C1D3。 方差分析 通過前述極差分析，得到了影響因素之間的主次關(guān)系，卻無法定量說明因素對指 標作用的顯著性，無法判斷因素對指標的影響程度。所以，進一步使用 minitab 軟件對 實驗結(jié)果進行方差分析 。 Minitab 可以根據(jù)響應(yīng)值計算出相應(yīng)的信噪比響應(yīng)表和均值響 15 信噪比 的均值 應(yīng)表，同時基于 Delta 值分配秩，其原理是將給最大的 Delta 值分配秩 1，給第二大的 Delta 值分配秩 2，依次類推。從均值響應(yīng)表中的水平平均值我們可以優(yōu)選可以提供最 佳的結(jié)果的每個因子的水平數(shù)。 使用 Minitab 將響應(yīng)數(shù)據(jù)選擇為包衣耗時，信噪比公式選擇為望大，計算得到如下 結(jié)果： 表 10 信噪比響應(yīng)表（望大） 水平 噴液流量 g/min 出風溫度 ℃ 包衣液濃度 % 進風風量 cfm 1 2 3 Delta 排秩 1 3 2 4 表 11 均值響應(yīng)表 水平 噴液流量 g/min 出風溫度 ℃ 包衣液濃度 % 進風風量 cfm 1 2 3 Delta 排秩 1 3 2 4 以上數(shù)據(jù)表明，噴液流量對包衣耗時的信噪比和均值的影響最大，其次是包衣液 的濃度，然后是出風溫度和進風風量。由于我們的目標是盡量減少包衣耗時，所以需 要能產(chǎn)生最小均值的因子水平 。 響應(yīng)表中的水平平均值表明 ， 當噴液流量為 180g/min， 出風溫度為 35℃ ，包衣液濃度為 25%，進風風量為 2021cfm 時包衣耗時最小。以下的 主效應(yīng)圖確認了這一水平組合的結(jié)果。 信 噪 比 主 效 應(yīng) 圖 數(shù)據(jù) 均 值 噴 液流 量 41 40 39 38 出 風溫 度 120 150 180 35 40 55 包衣 液濃度 進 風風量 41 40 39 38 15 信噪 : 望大 20 25 1500 1700 2021 圖 2 信噪比主效應(yīng)圖 16 均值 的均值 110 100 90 80 噴液流量 均值 主效應(yīng)圖 數(shù)據(jù)均值 出風溫度 120 150 180 35 40 55 110 100 90 80 包衣液濃度 進風風量 15 20 25 1500 1700 2021 圖 3 均值主效應(yīng)圖 使用 Minitab 將包衣外觀選擇為包衣耗時 ， 信噪比公式選擇為望大 ， 計算得到如下 結(jié)果： 表 12 信噪比響應(yīng)表（望大） 水平 噴液流量 g/min 出風溫度 ℃ 包衣液濃度 % 進風風量 cfm 1 2 3 Delta 排秩 1 3 2 4 表 13 均值響應(yīng)表 水平 噴液流量 g/min 出風溫度 ℃ 包衣液濃度 % 進風風量 cfm 1 2 3 Delta 排秩 3 4 以上數(shù)據(jù)表明，噴液流量對包衣外觀的信噪比的影響最大，包衣液濃度的影響次 之，然后是出風溫度和進風風量。對于均值，噴液流量和包衣液濃度的影響均等，其 次是出風溫度，最后是進風風量。由于我們的目標是盡量增加包衣外觀的分值，所以 需要能產(chǎn)生最大均值的因子水平。由于在田口設(shè)計中，應(yīng)使信噪比最大化，所以響應(yīng) 表中的水平平均值表明 ， 當噴液流量為 180g/min， 出風溫度為 40℃ ， 包衣液濃度為 15%， 進風風量為 1500cfm 時包衣外觀最佳。以下的主效應(yīng)圖確認了這一水平組合的結(jié)果。 17 均 值 的均值 信 噪比 的 均值 信噪比 主效應(yīng)圖 數(shù)據(jù)均值 噴液流量 18 17 16 15 出風溫度 14 120 150 180 35 40 55 包衣液濃度 進風風量 18 17 16 15 14 15 20 信噪 : 望大 25 1500 1700 2021 圖 4 信噪比主效應(yīng)圖 噴液流量 8 7 6 均值 主效應(yīng)圖 數(shù)據(jù)均值 出風溫度 5 120 150 18